未来的数学探究实验室：让信息技术与学科高度融合

张石钢

美籍匈牙利数学家G?波利亚曾指出：“数学是一门系统的演绎科学，是一门试验性的归纳科学。”著名的数学家弗赖登塔尔也曾指出：“要实践真正的数学教育，必须从根本上以不同的方式组织教学，否则是不可能的。”在传统的课堂里，教学方式受环境限制不可能得到自由的发展。那么，未来数学探究的实验室应该是什么样呢？

北京中教启星是国内最早提出未来数学探究实验室建设方案的企业之一。在中教启星未来数学探究实验室的建设方案中，通过计算机、移动学习终端和数学软件，不仅能让抽象的数学变得直观、形象，还能够帮助学生更加深刻地理解数学概念、认识数学本质、掌握数学思想方法；使抽象的数量关系得到直观的图形体现，使繁杂的运算技巧，化为程序化的机械操作，使慎密的逻辑推理变成实验化的归纳演绎；提升学生对于生活中数据的分析能力和数学知识的应用能力。

通过新型数学教学模型和三维数学软件，教师可以设置“观察”“思考”“探究”等教学环节，以确保“直观感知—操作确认—思辨论证—度量计算”四个层次的认识过程的展开和实施。从学生经历的实际背景中抽象出数学模型，从现实的生活空间中抽象出几何图形和几何问题。结合丰富的环境设计元素，从而实现变“学”数学为“做”数学，充分调动学生学习数学的积极性。建设数学探究实验室，有利于高中数学课程的研究与开发，能有效地促进教师教学方式的转变。

数学探究实验室的建设，注重利用信息技术手段，特别是前沿的教育信息技术。利用国际领先的教学仪器设备，为方便学生查阅各种数学信息资料及各课标教材涉及的数学案例资料创造条件，学生可以在数学探究实验室进行实践活动、探究性学习和学科实验活动。在改善学生数学知识结构，培养学生数学技能的基础上，数学探究实验室能够帮助学生实现自主学习数学知识、发展数学思维的能力；提升学生的数学建模思想和实际应用性问题的解决能力。学生能够对数学与生活之间的问题做出正确的判断和分析，更加关注生活中的数学问题，并加深对于数学知识的理解。

随着教育改革的逐步向前推进，教育管理者和教师已经意识到，学生的优秀体现在能够面对现实世界的挑战，解决实际问题，而不是只擅长考试。信息技术与学科高度融合，将能够做到启迪和帮助学生真正掌握数学和科学概念，有效解决中学数学教学中的重点、难点问题，培养学生解决实际问题的能力，让学生全面发展。

未来数学探究实验室的建设，要立足学科课程标准，为数学学科教学构建一个“信息技术与学科融合的，能有利于学生主动地进行观察、实验、猜测、验证、推理和交流等教学活动的教与学平台”。这个“融合”，包括计算机、传感器等硬件与软件的融合，传统模型、教具与数字软件的融合，课程资源与学习方法的融合，数学与科学、技术、工程等学科的融合。中教启星正致力于构建一个基于网络与数字技术的数学教与学的全新平台，为数学教师量身定制适应时代与科技发展的未来数学探究实验室，让学生远离枯燥的数学课堂、乏味的数学公式，为学生的数学想象插上翅膀。

（作者单位：北京中教启星科技股份有限公司）