TI图形计算器：中学数学建模与STEM活动的得力助手

{体育老师能不能教数学，我们不作讨论。今天要说的是，数学老师来指导体育课。}

上海某中学的体育课上，同学们正在练习实心球，然而表现天差地别：有的同学刻苦练习，效果却不佳；而有的同学看似轻松，却能投出好成绩。同学们挥洒汗水和一头雾水的同时，数学金老师却迷恋上了那些在空中划过的一道道抛物线，善心和好奇心引发了她的深度思考。

于是，金老师与信息技术老师联合，组织学生一起，开展了别开生面的数学与体育训练的课题研究。老师与同学们拍摄体育课上投掷实心球的视频，实地测量投掷距离。接着，利用专业软件逐帧截取、时空叠合，近似拟合出实心球出手后的运动轨迹，转化为静态图片并绘制函数图像。

当然，得心应手的工具是高效研究的必备“武器”：TI图形计算机器

金老师教会了同学们使用TI图形计算器，借助其拟合函数功能，结合同学们的身高、体重、出手高度、速度、角度等数值进行分析。例如，身高1.62米的陈莹嘉，通过TI图形计算器的分析发现，当自己的投掷角度控制在42至45度之间时，获得满分的几率大大增加。最终，依据分析结果，为每名同学制定出针对性的训练方案。在这个过程中，同学们不再觉得数学抽象无用，而是真真切切看到它在解决实际问题中的强大作用。

在中学数学建模学习里，TI图形计算器优势显著。它具备强大的符号代数系统，面对复杂的代数方程，学生能迅速求解，比如在解决行程问题中涉及的多元一次方程组时，可快速得出答案，节省大量计算时间，让学生将更多精力放在模型构建与分析上。其几何操作系统，能将几何图形直观呈现并进行动态演示。像探究三角形全等条件时，学生在计算器上随意改变三角形的边长、角度，实时观察图形变化，快速理解全等的判定定理，比单纯从书本上理解更加直观、深刻。

在数据处理与分析方面，TI图形计算器同样出色。当开展统计调查，如调查全校学生的兴趣爱好分布时，学生收集数据后输入计算器，可一键生成柱状图、折线图、扇形图等，清晰展示数据分布特征。还能进行数据拟合，找出数据背后潜在的函数关系，为建立数学模型提供有力支持。而且，TI图形计算器支持编程功能，学生可以通过编写程序，模拟数学实验。例如模拟抛硬币实验，通过大量重复试验，深入理解概率的概念。

在STEM活动中，TI图形计算器也是不可或缺的工具。模块化的Python编程语言，高效简单，TI开发了多套STEM课程。例如：

1.十分钟编程（基于图形计算器和创新者系统硬件，编程）

2.用等速运动探索深度（工程设计、数学建模、编程）

3.做一个扬声器（物理、技术、基础制作、编程）

4.做一个红绿蓝灯泡（物理、生物、数学、技术、基础制作、编程）

5.自动灌溉系统(物理、生物、数学、技术、基础制作、编程)

6.自动停车系统（物理、数学、技术、工程设计、编程）

以“智能灌溉系统设计”活动为例，学生要综合运用科学、技术、工程和数学知识。利用温度、湿度传感器收集环境数据，传感器将数据传输给TI图形计算器，计算器对数据进行分析处理。通过数学建模，建立起环境参数与灌溉时间、水量之间的函数关系，再依据模型编写程序，控制电机实现自动灌溉。在这个过程中，TI图形计算器连接起不同学科知识，让学生在实践中体会到知识的融合与应用，享受乐趣的同时，学以致用。

同时，TI图形计算器在工程和科学领域的应用还体现在数学工具与专业技术的结合上，计算器支持动态演示、数据分析及跨学科编程。其具备的符号代数运算、2D/3D图形动态演示、统计拟合及程序编程功能，可实现教学与科研场景下的复杂计算需求，CAS代数系统支持方程求解、动态系数值分析，几何操作系统适用于物理模拟与数据处理。

TI图形计算器还适用于统计学、金融数学等场景，支持柱状图、箱线图等数据可视化工具进行实验数据拟合。TI-Nspire 系列通过彩屏显示和Python编程能力，强化了科学实验中的动态参数探索与结果验证。Python语法结构简单，注重代码可读性，适合初学者快速上手。TI图形计算器内置动态系数值调整、滑块交互等功能，结合Python可实现数学模型与图形的实时联动，适用于众多教学和科研场景。

关于TI

TI图形计算器来自德州仪器（TexasInstruments）。是全球领先的半导体公司，不仅在半导体业务上成绩斐然，为现实世界的信号处理提供创新的数字信号处理（DSP）及模拟器件技术，还涉足传感与控制、教育产品和数字光源处理等领域。其总部位于美国得克萨斯州的达拉斯，在全球25多个国家设有制造、设计或销售机构。在教育产品领域，TI一直致力于为师生提供先进、实用的工具。

TI利用自己在技术和产品研发方面的优势，一直都致力于在科研和教育方面的投入和支持。在美国，TI和很多高校都展开了关于STEM的合作，这些学校包括斯坦福大学、麻省理工大学、密歇根大学等。在中国，TI在300余所高校建立了4个技术中心，600多个TI DSP 实验室、MSP430实验室和模拟技术实验室，每年有超过13万名学生得到TI各项技术培训，超过3万名学生参加各类TI支持的电子设计竞赛。

学校案例

京市陈经纶中学团结湖分校应用场景

学生表示：“利用图形计算器的强大功能，我对数学知识的综合应用能力有了很大的提升。面对一个没有见过的题目，我有更多的思考空间和入手点”。

北京师范大学（珠海）附属高级中学应用场

沈阳市第四中学

第十四届全国中小学创新课堂教学实践观摩活动，优秀研讨课例

沈阳市第四中学 郭佳佳老师《数学建模活动：摩天轮中的数学问题》

一“器”在手，万物数通！TI图形计算器紧扣中学课改教材大纲，在算法、概率和统计等中学数学重难点章节的教学中发挥着重要作用，切实帮助学生理解抽象知识，提升学习效果，为学生在数学学习以及STEM活动中的探索提供有力支持。