《中学数学课程标准》明确提到“学校可以建立‘数学实验室’供学生使用”，国内很多中学在探讨建立数学实验室。数学实验室到底是什么，它为数学教学将提供什么帮助？

    图形计算器以它的可视性、体现数学过程性、对数学概念的多重表示性、便于学生自主探索性、与课程改革相适应性等特点，显示出作为新一代数学学习工具的巨大潜能，得到数学教育工作者的青睐。

    目前，全球主要的图形计算器品牌包括惠普HP Prime、HP39g系列、德州仪器的TI-Nspire以及卡西欧CASIO-fx系列。本世纪初，图形计算器及其所倡导的数学实验教学不约而同地来到中国，经过十多年的发展，图形计算器逐渐走入学校、走进课堂。它伴随着中学数学课程改革，引领着数学教师的专业发展，并不断促进着数学课堂的转型。

    ●从理论背景到课题研究、再到政策导向

    《数学课程标准》提出,“数学教学要逐步培养学生具有初步的创新精神和实践能力，在情感态度和一般能力方面都得到充分的发展。动手实践、自主探究与合作交流是学生学习数学的重要方式。”这就要求我们在数学教育中,注重学生创造、实验、探索、猜想等能力的培养，在日常的数学教学过程中引入数学实验。而图形计算器正是实现数学实验教学的绝佳工具。

    图形计算器引入中学数学是人们对数学本质理解的哲学思考过程。由于数学的经验性长期为人们所忽视，正是“传统”学校数学课程的硬伤之一。对于数学实验性的再认识，在近几十年来有了重大的突破，从拉卡托斯到G·波利亚、弗赖登塔尔等，都对此提出过精辟的观点。G·波利亚曾指出：“创造过程中的数学，看起来却像是一门实验性的归纳科学。” 

    和欧美图形计算器普及应用的初级阶段一样，在我国图形计算器应用于数学教育均走过了以课题研究为引领的试验阶段。北京师范大学“数学与复杂系统重点实验室”曾经与惠普联合做过“手持技术与中学数学新课程整合”（MCL）课题研究，目前已经发展了200余所试点学校，并有一大批应用图形计算器得课堂实践者。据亚洲数学大会（ATCM）近5年的论文反馈，中国中学教师应用图形计算器的水平日渐提升，并且显示出对学生的积极影响。

    正是由于这些研究的推动，2006年国家教育部门发布的《初中理科教学仪器配备标准》中，将函数型计算器纳入配备目录。2010年，图形计算器被纳入《高中理科教学仪器配备标准》。北京、上海等地逐步把应用图形计算器作为对教师的基本技能要求。

    ●应用图形计算器能明显提升数学成绩

    数学是典型的抽象思维过程，这也是很多人畏惧数学的主要原因。而借助图形计算器使数学思维过程能逐步体现，并能看得见，从而使抽象到具体，化解思维障碍。上世纪90年代以来，欧美数学教师允许并鼓励学生在课堂上使用图形计算器。到目前，图形计算器已经作为非常普及的理科学习工具，在某些课程（例如微积分中）甚至是必需的。

    图形计算器在欧美的广泛使用证明：图形计算器引入课堂，是数理教育的革命。它有效提高了学生对数学本质的理解。国外30年跟踪研究、超过200多例实证结果惊人一致：“使用图形计算器与数学成绩呈显著的正相关关系。”（国际数学和科学研究（TIMSS））“使用图形计算器对学生数学成绩的提高能够起到巨大的促进作用，有利于培养学生学习数学、探究数学的兴趣和良好的数学思维能力”（摘自MCL课题结题报告》）。

    江苏宿迁致远中学自2008年引进HP 39gs图形计算器，特别“要求保证实验班的师生中途不变动，确保实验研究的稳定性，并且实验教师兼任两个班级数学课，确保实验的可对照性”。55名学生高考成绩(见上图)。 

    通过比对：使用图形计算器3年的同学，在高考中高分率明显高于使用两年和一年的同学。

    ●新技术的革命，带来数学实验的更多探究

    《中学数学课程标准》提到，“学校可以建立‘数学实验室’供学生使用，以拓宽他们的学习领域，培养他们的实践能力。”数学实验室进入中学数学课堂是实现课程标准的必需。《课程标准》的内容新增了数学“实践与综合应用”、几何变换、概率统计等内容。数学实验室的出现，可以有效促进这些新增内容的有效实施

    由于图形计算器本身强大的数学表达功能，它可连接数据采集仪、传感器等，非常便捷地从单一的数学学科手持设备发展为数学与其他学科相关联的实验探究环境。数学实验室的解决方案一般由硬件、软件和一部分应用服务组成。图形计算器是核心组成部分，同时包括电脑、投影仪、无线连接器、数据采集仪和传感器等。 

    2013年4月全美教师协会（NTCM）上发布的HP Prime图形计算器更具开创性，它采用区间算法，能极速响应且图像高等级保真；基于应用和全局变量的设计逻辑能提供强大的交互性和扩展性；特别是在其典型的18种应用里的高级绘图、动态解析几何更为数学提供更高级的探索，满足情感需求。该款机器在设计方面率先采用App应用技术，贴近用户喜好，3.5寸彩屏、中文显示、多点触控等。HP Prime预计将带来图形计算器领域的革命，并为数学探究提供更多可能性。

    在惠普推出的e-数学实验室解决方案里，创新设计的Prime 图形计算器承载了数学实验的全部应用，除此之外，即插即用的无线连接模块、操作简单而功能实用强大的Connkit系统，实现师生互动和动态管理，特别惠普整合其在图形计算器领域的专家团队和课题研究，以惠普教育云服务技术为基础，以学科应用为导向，为教师和学生提供学科教学云服务堪称是目前所有数学实验室里具有特色的组成部分。 

    数学实验室的建立，还具有更深远的意义，它传递着关于数学本质的更全面的认识，这将对学生的数学基本经验、数学观与科学观的形成具有“潜移默化”的深刻影响。