数学创新实验室参数方案及市场报价.docx

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数学创新实验室参数方案及市场报价

北京市XX中学

数学探究（创新）实验室

卡西欧（中国）贸易有限公司

2019年1月

一、“数学探究（创新）实验室”的项目背景

（一）理论支撑

（二）政策依据及文件要求

二、“数学探究（创新）实验室”的意义

（一）现状分析

（二）“数学探究（创新）实验室”的作用

（三）“数学探究（创新）实验室”的意义

（四）“数学探究（创新）实验室”的应用

三、“数学探究（创新）实验室”的功能要求

四、“数学探究（创新）实验室”的建设要求

（一）专用教室建设要求

（二）环境要求

（三）固定设施要求

五、“数学探究（创新）实验室”的配备方案

（一）基础仪器设备

（二）专用设备及软件

（三）数学模型

（四）教学辅件

（五）教学文化装饰

（六）仪器柜和桌椅

六、“数学探究（创新）实验室”的建设后续

（一）培训

（二）使用

（三）示范

附录“数学探究（创新）实验室”实际案例

一、“数学探究（创新）实验室”的项目背景

（一）理论支撑

1.《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》；

2.《义务教育数学课程标准》（2011年）；

3.《普通高中数学课程标准（实验）》（2003年）；

4.《国家义务教育理科教学仪器配备标准》（2015年）；

5.《国家普通高宗理科教学仪器配备标准》（2010年）。

（二）政策依据及文件要求

1.国家中长期教育改革和发展规划纲要

国务院颁布的《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010年-2020年）》关于创新人才培养方面提到“注重学思结合，倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学，帮助学生学会学习。

激发学生的好奇心，培养学生的兴趣爱好，营造独立思考、自由探索、勇于创新的良好环境。

信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视。

充分利用优质资源和先进技术，整合现有资源，构建先进、高效、实用的数字化教育基础设施”，并进一步强调“鼓励学生利用信息手段主动学习、自主学习，增强运用信息技术分析解决问题能力”。

2.国家教育部基础教育课程改革指导纲要

国家教育部颁布的《基础教育课程改革指导纲要》把“以学生发展为本”作为新课程的基本理念，提出“改变过于强调接收学习，死记硬背，机械训练的现状，倡导学生主动参与，乐于研究，勤于动手”。

把信息技术当做是实现基础教育阶段数学课程基本理念的基本手段和基本工具。

提倡“学生学习应当是一个生动活泼的、主动的和富有个性的过程。

认真听讲、积极思考、动手实践、自主探索、合作交流等，都是学习数学的重要方式。

学生应当有足够的时间和空间经历观察、实验、猜测、计算、推理、验证的活动过程”。

3.国家义务教育阶段数学课程标准

国家教育部制订义务教育阶段提倡利用信息技术来呈现以往教学中难以呈现的课程内容，尽可能使用各种数学教育技术平台，加强数学教学与信息技术的结合．鼓励学生运用计算机、数学软件等进行探索和发现，在课程基本理念中强调“倡导积极主动、勇于探索的学习方式，倡导自主探索、动手实践、合作交流等学习数学的方式。

应当设立数学探究、数学建模等学习活动，为学生形成积极主动的、多样的学习方式创造条件，以激发学生的数学学习兴趣，从而养成独立思考、积极探索的习惯。

国家数学课程标准鼓励和建议有条件的学校应该建立数学实验室，供学生使用。

4.国家普通高中阶段数学课程标准

国家教育部制订的普通高中阶段的数学课程标准提倡利用现代教育技术和设备呈现以往教学中难以呈现的课程内容，尽可能使用各种数学教育技术工具、科学型计算器，加强数学教学与信息技术的结合．鼓励学生运用计算机、数学软件、计算器等进行探索和发现，在课程基本理念中强调“倡导积极主动、勇于探索的学习方式，倡导自主探索、动手实践、合作交流等学习数学的方式。

应当设立数学探究、数学建模等学习活动，为学生形成积极主动的、多样的学习方式创造条件，以激发学生的数学学习兴趣，从而养成独立思考、积极探索的习惯。

国家数学课程标准鼓励和建议有条件的学校应该建立数学实验室，供学生使用。

5.国家义务教育阶段理科仪器配备标准

国家教育部制订的新一轮《义务教育阶段理科教学仪器配备标准》已经把动态数学教学软件、数学教学仪器等设备作为必修课程栏目中的“必配”项目或“基本”内容。

可见，本方案所列举的所有核心工具和内容已经是学校完成教育部规定的数学课程标准所规定的教学任务所应具备的常规教学设备、教学软件和教学工具，是学校办学的基本条件和必备设施。

6.国家普通高中理科仪器配备标准

国家教育部制订的新一轮《高中理科教学仪器配备标准》，已经把图形计算器、动态数学教学软件、数学教学仪器等设备作为必修课程栏目中的“必配”项目或“基本”内容。

可见，本方案所列举的所有核心工具和内容已经是学校完成教育部规定的数学课程标准所规定的教学任务所应具备的常规教学设备、教学软件和教学工具，是学校办学的基本条件和必备设施。

二、“数学探究（创新）实验室”的意义

（一）现状分析

1.数学的应用越来越广泛越来越深入

人类进入21世纪以来，信息技术得到了迅猛的发展，它的应用在各行各业当中无处不在。

而以信息技术为代表的高新技术其本质就是数学技术，因此可以信息时代就是数学时代。

可以说，当今社会对数学教育无疑提出了比以往任何时代都更高的要求，数学的应用领域极大地拓宽了，应用数学的人群也不仅限于从事理工科工作的人员，更多的人在自己的工作中需要用到数学。

可以说，在未来世界中哪个国家或地区的公民取得了优秀的数学教育，那么这个国家或地区在世界竞争中必将占据先机和主动。

2.数学教育却面临着前所未有的挑战

由于数学自身的高度抽象性，使得大多数学生无法真正理解数学的本质，只能疲惫于记忆数学的概念、定理和公式，以便应付无法逃避的考试。

因此，数学枯燥、数学难学，成为越来越多的青少年对数学最直接的感受。

能否把看似复杂、抽象的数学问题变得容易一些？

能否抓住数学的本质使学生多一些理性的思考而少一些机械的记忆？

能否让学生在学习过程中领悟到生动、活泼的数学思想方法从而能够举一反三、以一当十？

因此，数学教育以及数学教育的改革成当今世界各国最为关注的课题。

3.技术为数学教育的发展带来了机遇

当社会的许多领域都在享受信息技术的发展所带来的进步成果的时候，数学教育自然也对信息技术的进步寄以厚望：

技术能否使抽象的数学变得更直观、更容易理解？

技术能否让数学变得更有趣、更有引力？

技术能否提高学生学习数学的兴趣和积极性？

技术能否让更多的青少年提高数学成绩？

图形计算器以及动态数学软件（DynamicMathematicsSoftware）的出现，让这种愿望变成了现实。

过去近30年间，图形计算器以及动态数学软件在数学教育中的作用和价值在全世界范围内得到了充分的肯定与广泛的认可。

4.技术与数学的结合展示了诱人前景

技术运用于数学研究、数学学习和数学教学，有很多事情可以做。

例如，通过计算机直观地展示抽象的数学结论，将抽象的数量关系通过直观的图形体现；借助计算机高效地验证复杂的数学结论，将复杂的运算技巧转化为程序化的机械性操作；利用计算机地探索未知的数学结论，使缜密的逻辑推理转变为实验化的归纳演绎。

更进一步，著名的“四色问题”在计算机上成功解决、因特网梅森素数大搜索项目、计算机自动推导和证明几何问题的深入研究等等，都向我们展示了在技术的支撑和条件下数学研究的光明与诱人前景。

（二）“数学探究（创新）实验室”的作用

数学实验室的搭建要为数学教学的各种任务和目的提供服务，主要包括以下几个方面：

1.成为突破思维释惑解难的园地

许多数学概念非常抽象、非常难懂。

走进数学实验室，通过动手、操作观察，让抽象的数学概念在计算机的屏幕上直观、形象地展示出来，将难懂的问题变得能够理解、容易理解了。

同时，由于技术在展示动态图形方面的优势，能够让复杂的问题变得简单，让枯燥的知识变得生动，从而帮助学生建立具体的、形象的认识。

最后，再进一步通过形象思维上升到抽象思维。

2.成为学以致用数学创作的平台

与传统教学过程中需要整天面对的概念、定理、公式、例题和作业相比较来说，漂亮的图形、生动的变换和动画更能吸引学生的注意力和兴趣。

数学实验室正是为学生提供了一个动手创作的活动空间。

与一般的游戏和手工不同的是，在数学实验室中，作的是数学图形、用的是数学知识、玩的是数学问题、比的是数学水平、提高的是数学素养。

3.成为探索研究数学发现的空间

我们经常说，提出一个问题比解决一个问题更加困难也更加可贵。

由于篇幅有限，数学教科书并不能把所有问题都解释的非常清楚，也有很多时候受当前所学知识的限制无法将一些问题解释透彻。

这时，到数学实验室开展数学的研究与实验。

一旦有了技术的帮助，一旦让图形动起来，很多问题便迎刃而解。

有了方便的技术、直观的操作，能够激发学生去更加积极地思考和提出许多以前从来没考虑过的问题。

学生们去操作、去尝试、去思考，最后未必都能一一解决，但他们收获的是提出问题的能力、思考问题的角度、研究问题的方法，以及解决问题的勇气。

4.成为复习备考更加高效的媒介

我们没有选择社会环境的自由，却可以拥有真正学好数学的意志。

既然一定要学习数学，何不将数学彻底学好呢？

只有将数学真正学好了，才会避免整日整夜地题海战术，才能轻松愉快地面对各种考试。

动态数学实验室建立的目的正在于此：

既然全社会都在关注考试，那么数学实验室也不妨从每天都在进行训练的数学问题入手，帮助更多的学生突破数学思维的屏障，真正掌握解决问题的方法。

更深一层的目的就是，帮助学生更深刻地理解数学概念，逐步形成数学思想，提升数学素养和数学创新的能力。

5.成为具有真实感受体验的场室

有了亲身体验，才会有更加真实、更加深刻的感受，学习数学的过程也不例外。

计算机、计算器和动态数学软件让抽象的数学变得直观、变得形象了，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。

显然，如果学习者在现实当中有机会操作和体验与他们所学习的这些抽象概念、原理和方法的设备，一定会拉近他们与数学的距离，一定会让他们体会到数学的美丽和趣味，一定会帮助他们认识数学与实际生产生活的密切关系。

（三）“数学探究（创新）实验室”的项目意义

1.国家课程理念的落实

国家教育部最近版本了最新的义务教育阶段和普通高中阶段数学课程标准。

它们均在第1条基本理念中指出：

人人都能获得良好的数学教育，不同的人在数学上得到不同的发展；基本理念第2条提到：

课程内容要包括数学结果的形成过程，有利于学生体验与理解、思考与探索；要重视过程、直观和直接经验；基本理念第3条提到：

教学活动中应具有动手实践与自主探索的学习方式，学生应当有观察、实验、猜测、计算、推理、验证等学习过程；基本理念第5条提到：

数学课程的实施应合理地运用现代信息技术，要注意信息技术与课程内容的整合。

要充分考虑信息技术对数学学习内容和方式的影响，开发并向学生提供丰富的学习资源，把现代信息技术作为学生学习数学和解决问题的有力工具，有效地改进教与学的方式。

图形计算器以及相关动态数学软件的应用有利于课程标准基本理念的落实。

实际上，从2003年起，国家教育部基础教育课程教材中心在全国20多个省市120多间学校当中启动了以图形计算器和动态数学软件运用于国家数学课程改革的实验研究项目。

该项目的大量案例和实验数据显示，动态数学软件在实施数学新课程教学的理念、减轻数学教师的负担、提高数学教学的效率、提升数学教学的质量以及帮助学生理解数学概念、改善学习方式、提高学习数学的兴趣、增加学习数学的积极性、提高数学成绩尤其是提高数学基础较为薄弱的学生的数学成绩等方面发挥了积极、有效的作用。

2.教学质量的提高

基于动态数学核心的数学实验室的建设和应用能够从根本上解决由于教师的专业水准、职业素养所带来的重要影响，从而让绝大多数数学教师都能够高效率、高质量、高水平地完成数学实验教学的工作和任务。

从一线教学实际需求而建设的动态数学实验室及其应用能够为数学教学带来显著而卓越的实效，能够激发教师在数学教学、专业进修、数学研究、指导学生学习过程中主动使用现代教育技术和设备的热情，提高数学教师将现代教育技术和设备有效运用于数学教育各个环节的技术素养。

在过去长达十多年的实验应用过程中，经过大量的实践和数据显示以图形计算器等为代表的动态数学系统在让数学变得更直观、更容易、更有趣、更具有挑战性，在提高学生学习数学的兴趣、激发学生学习数学、思考数学问题的积极性等方面具有积极的作用。

通过学生在计算机上动手做数学、激发学生生动脑思考数学，从而帮助学生深刻理解数学概念、灵活解决数学问题，从而进一步提高学生的数学学习成绩。

3.教育公平化的发展

针对学科教学的动态数学实验室的深入、有效的应用，将会大大带动数学教学质量的提高，为现代教育技术和设备有效运用与学科教学提供示范性带动作用，促进现代教育技术和设备应用水平的提高，有利于现代教育技术和设备应用工作层次的提升。

以图形计算器为载体的动态数学探究实验室的有效应用在提高学习者学习效率、教育资源优化共享、满足教育对象对教育多样化的需求等方面具有显著的优势和作用，从而更加积极、有效地推动教育公平化的进步。

优秀的图形计算器系统和优质的动态数学课程学习资源，更为学习者提供了一个自主学习、研究、探索和创新的平台。

基于动态数学核心的数学实验室的大力推广和成功应用，能够大大缩小地区间的差距，使相对较为落后的地区也能够享用优质的教育资源，使得地区较为偏远、师资较为薄弱的学校的青少年学生也能够通过直观、形象、交互性强、动态性高、开放性的学习资源，提升对数学和科学的兴趣，提高对数学和科学学习的积极性，有利于更大面积地提高本地区青少年的科学文化素养。

4.对于数学教学的意义

数学实验，是学生通过观察、操作、试验等实践活动来进行数学学习的一种形式。

这种学习方式，不是学生被动接受课本上的或老师叙述的现成结论，而是学生从自己的“数学现实”出发，通过自己动手、动脑、用观察、模仿、实验、猜想等手段获得经验，逐步建构并发展自己的数学认知结构的活动过程。

而这一系列过程，在数学实验室的环境下，能够得到有效的实现，数学实验室有四大十分明显的意义：

（1）激发兴趣“兴趣是最好的老师”，学生一说到实验室上课自然有说不出的高兴，实验中学生的动手实践、合作探究，与具体形象的事物打交道，可让单调、枯燥远离数学。

（2）学会思考借助数学实验室优越的技术条件，极大的延伸了学生的思考能力。

学生在面对一个新的知识，新的问题的时候，更容易激发起他思考的热情，而思考后马上又能通过数学实验室进行验证，两相促进，形成培养学生是思考的良性循环。

（3）容易真懂传统的数学教学中，大多数学生对数学问题都是一知半解，容易陷入背定理，背公式的怪圈中，而在数学实验室，老师可将抽象的数学形象化，一个定理从他的历史到实际生活中的应用都是一清二楚，学生更加容易真正理解数学。

（4）提高效率利用数学实验室的先进条件，老师上课的效率可以得到很大的提高。

数学软件，数学教室，图形计算器等教学设备可以极大的丰富课堂，提高教学效率，同时学生的课堂吸收率也大大提高。

（四）“数学探究（创新）实验室”的应用

纵观数学发展的历史，从古代埃及、巴比伦、希腊以及中国的古代数学到现代数学都是产生于实践，服务于实践的。

人们从计数（例如结绳计数）开始就再进行实验，并通过实验不断地发展自己，同时也使数学学科本身得到建构和发展。

即数学来源于实践，并不断地受到实践检验，得到建构和发展。

G·波利亚曾指出：

“数学像是一门系统的演绎科学；另一方面，创造过程中的数学，看起来却像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：

“要实验真正的数学教育，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。

再创造方法不可能得到自由的发展。

它要求有个实验室，学生可以再那儿个别活动或是小组活动”。

信息技术使传统的数学实验教学注入了新的生命，数学正在成为一门“实验科学”。

今天的社会对数学教育提出了比以往任何时代都更高的要求。

数学的应用领域极大地拓宽，应用数学的人群也不仅限于从事工科工作的人员，更多的人在自己的工作中需要用到数学。

然而，由于数学自身的高度抽象性，使得大多数学生无法真正理解数学的本质，只能疲惫于记忆数学的概念、定理和公式，以便应付无法逃避的考试。

因此，数学枯燥、数学难学，成为越来越多的青少对数学最直接的感受。

能否把看似复杂、抽象的数学问题变得容易一些？

能否抓住数学的本质使学生多一些理性的思考而少一些机械的记忆？

能否让学生在学习过程中领悟到生动、活泼的数学思想方面从而能够举一反三、以一当十？

通过计算机、图形计算器和数学软件不仅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。

通过计算机、图形计算器和数学软件展示数学结论，使抽象的数量关系得到直观化的图形体现，使繁杂的运算技巧，化为程序化的机械操作。

通过计算机、图形计算器和数学软件探索数学结论，使慎密的逻辑推理变成实验化的归纳演绎。

通过图形计算器和数据采集器及必要的探头探索生活中的数学，提升学生对于生活中数据的分析和数学知识的应用性。

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，方便学生进行实践活动，探究性学习和学科实验活动创造条件。

在改善学生数学知识结构，培养学生数学技能的基础上，发展学生自主学习数学知识、数学思维的能力，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。

努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。

三、“数学探究实验室”的功能要求

室别

功能

要求

数学探究实验室

专用教室

通过计算机、图形计算器和数学软件不仅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。

通过计算机、图形计算器和数学软件展示数学结论，使抽象的数量关系得到直观化的图形体现，使繁杂的运算技巧，化为程序化的机械操作。

通过计算机、图形计算器和数学软件探索数学结论，使慎密的逻辑推理变成实验化的归纳演绎。

通过图形计算器和数据采集器及必要的探头探索生活中的数学，提升学生对于生活中数据的分析和数学知识的应用性。

应努力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，方便学生进行实践活动，探究性学习和学科实验活动创造条件。

在改善学生数学知识结构，培养学生数学技能的基础上，发展学生自主学习数学知识、数学思维的能力，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。

努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。

四、“数学探究（创新）实验室”的建设要求

（一）专用教室建设要求

1.地面

专用教室与走廊的地面不宜设台阶。

地面应防尘易清洁、耐磨、防滑。

2.门窗

应设置前后门，门洞的宽度应不小于1200mm，门扇上宜设观察窗，门框上部设采光通风窗。

专用教室的窗台高度宜900mm～1000mm，专用教室的窗间墙宽度不应大于1200mm。

门窗开启后不应影响室内空间的使用和走廊通行的便利与安全。

3.墙面

专用教室的三面墙应保证为实体、墙面平整，以便于情境布置。

4.综合布线系统

室内电源应设总控制阀。

室内电源插座与照明用电应分路设计、分别控制。

新建专用教室应预留综合布线系统的竖向贯通井道及设备位置。

5.用电负荷

专用教室的配电线路和设备功率容量应留有余地，以满足不断采用现代化教学手段及教学设备逐步增多的需要。

（二）环境要求

项目

类别

要求

采光

基本要求

应保证专用教室的最佳建筑朝向，避免室内直射阳光。

主要采光面应位于学生座位左侧。

照明

基本要求

学生桌面的平均照度应符合GB50034的有关要求，应不低于300lx，其照度均匀度不低于0.7。

规划建议

1.书写板宜设局部照明，书写板面的平均照度应符合GB50034的有关要求，应不低于500lx，照度均匀度不低于0.7。

2.若设计有制图桌，应参照拷贝台的要求，在台面下安装照明，通过平整的毛玻璃面透光照明，供描图、绘图与制图用。

供电

基本要求

安装漏电、过载和触电保护器，有可靠的接地保护。

遮光

基本要求

专用教室应设遮光通风帘。

规划建议

专用教室可设双层电动窗帘，里层为遮光通风帘，外层为彩色喷绘多种数学情景图。

温度

基本要求

室内设计温度应符合GB5701的有关要求，宜在16℃～28℃。

寒冷和炎热地区应因地制宜地设置采暖和降温设施。

通风换气

基本要求

专用教室的换气次数应符合GB17226的有关要求，不低于4次/h，宜采取各种有组织的自然通风措施，使室内二氧化碳浓度低于1.5‰。

环保

基本要求

1.室内环境噪声不大于65dB。

2.新建、改建、扩建专用教室及附属用房时，甲醛、苯等有害气体和显示器辐射性污染应符合相关标准中的限量值。

安全

基本要求

应备有效的消防（防火、防潮、防盗等）设施。

（三）固定设施要求

1.基本要求

（1）书写板：

书写板下沿与讲台面的垂直距离宜为1000mm～1100mm。

（2）讲台：

两端与书写板竖直边缘下延长线的水平距离不应小于200mm，宽度不应小于650mm，高度宜为200mm。

（3）电源：

专用教室电气线路应采用防火要求的暗敷配线方式，安装自动断电保护器，应有可靠的接地措施。

（4）通讯：

可根据实际情况设多处网络接口。

2.布置

（1）专用教室第一排桌面的前沿与书写板的水平距离不应小于2500mm，边座的学生与书写板远端形成的水平视角不应小于30°。

最后一排桌面的后沿距后墙不应小于1200mm；与书写板的水平距离不应大于11000mm。

（2）专用教室两桌面间前后的净距离：

双人单侧操作时，不应小于600mm；四人双侧操作时，不应小于1300mm；超过四人双侧操作时，不应小于1500mm。

（3）专用教室中间纵向走道的净距离：

双人单侧操作时，不应小于600mm；四人双侧操作时，不应小于900mm。

（4）专用教室无窗户的墙面与教室后墙面宜放置仪器低柜，放置模型与标本，便于学生观察与取用。

（5）专用教室桌面端部与仪器柜面的净距离不应小于550mm。

（6）专用教室的墙面、天花板应结合学科特点，做适当数学情景布置。

充分考虑科学性、艺术性、合理性和安全性。

3.专用教室布局

本规范所列教学用教具或设备，为建设专用教室所需构置的设备、设施、教学探究资源等软、硬件，应能在教室中合理排布，且应经过取得实验室资质认定证书的教学仪器设备产品质量专业检验机构的检测，并取得检测合格的检测报告。

本规范未涉及的其他教学仪器、设备、软件则依照《高中理科教学仪器配备标准》配置。

五、“数学探究（创新）实验室”的配备方案

序号

设备名称

规格、功能、技术要求

数量

单位

单价/元

总价/元

一：

基础仪器设备（注：

此部分根据情况修改）

1

多点触控教学一体机（含推拉黑板）

1.屏幕表面采用防眩光全钢化玻璃，防划防撞且有效保证观看效果。

2.采用铝合金面框（散热性能好，坚固耐用，有效保护触摸单元），弧形转角采用无尖锐边缘连接。

3.电源要求：

AC220V±20%，100～240V宽电压。

4.内置触摸中控功能菜单，将设备常用的信号源切换、亮度调节、对比度调节、声音调节、图像比例调节、TV频道切换、节能设置（自动感光功能开关、主动节能开关）等功能整合到同一中控菜单下，无须任何实体按键，任意通道下（如电视通道或VGA通道）可通过手势在屏幕上调取该触摸菜单，并可通过手势滑动切换不同功能模块，方便快捷，避免繁琐操作。

5.屏幕尺寸：

70英寸LED液晶A规屏,显示