仿真對物理教學具有深遠價值和現(xiàn)實意義,金角魚致力于把仿真的觀念和運用能力帶給廣大物理教師。
作為一種認識和改造客觀世界的重要手段,仿真經過多年的發(fā)展,已經能夠運用數(shù)學方法構造復雜的物理模型,提示真實世界的變化規(guī)律。仿真是一種新的科學研究手段和教學手段,為研究生和高校教師提供教學和研究的平臺,也正在進入中小學的日常教學中。
仿真教學不僅是一種新的教學方法,也是一種將理論與實踐相結合的新教學手段,更是未來智能化教育的基礎。仿真教學所涉及的領域已擴展到物理、生命、宇宙、社會等各種學科。 《金角魚初中物理》旨在解決教學痛點、打造高效課堂、引發(fā)深度學習。初中物理教師備課軟件下載推薦

《金角魚初中物理》的一大特點是現(xiàn)象數(shù)據(jù)化,通過數(shù)據(jù)來傳達感性。例如軟件中引入的數(shù)字傳感器——壓力壓強傳感器。
在“壓強”這節(jié)課中,固體對接觸面的壓強大小可以通過物體形變程度來進行定性比較。但由于實驗過程中沒有設置定量比較的過程,只能得出壓強與壓力成正相關、與受力面積成負相關,無法得到“壓強大小與壓力大小成正比,與受力面積成反比”的結論。所以書本上緊接著以直接“告訴”的方式給出結論:“實際上,壓力的作用效果是由單位面積上受到的壓力決定的。
”上面提到的這個問題一直以來沒有一個很好的解決方案,因為物體受到的壓強雖然可通過物體的形變來表現(xiàn),但因為無法測量的緣故導致無法定量描述,從而學生無法自主得出壓強公式。但借助《金角魚初中物理》軟件,將這塊內容進行了重新設計。在軟件“壓力壓強”教學內容中,物體的下方都會有一個傳感器,使得壓強大小可以通過底部顆粒物的顏色深淺來判斷(顏色越深壓強越大),同時還可以在數(shù)據(jù)層面顯示壓強的具體大小。在能獲得壓強具體數(shù)據(jù)情況下,就可以找出壓強與壓力大小、受力面積大小的定量關系——與壓力成正比,與受力面積成反比。 初中物理上課輔助平臺推薦《金角魚初中物理》的教學應用與價值。

《金角魚初中物理》中的情境是怎么做出來的?金角魚,不是對研究或學習對象現(xiàn)象級的仿真,而是對物理對象內在機理的仿真。它基于人類對整個物理對象形成的科學的研究成果,這個成果往往是嚴謹?shù)臄?shù)學方程。然后用數(shù)值仿真技術,形成可視化的可交互情境。
有很多老師和同學對此非常感興趣,認為這種方式開啟了一種新的探究途徑。如點燃蠟燭后,熱在空氣中擴散的情形。當對流存在時,熱擴散會由于流體的流動而發(fā)生復雜的形變,其運動規(guī)律滿足NS(Navier-Stokes)方程。我們的數(shù)值仿真算法就基于NS方程,因此會帶了較為復雜的計算,對計算機性能有一定要求。由于流體存在湍流現(xiàn)象,仿真計算還需要加入湍流方程,即流體在越過障礙時,快速流動的液體速度會產生散亂的隨機流動現(xiàn)象。
《金角魚初中物理》的研發(fā)創(chuàng)新具有鮮明的原創(chuàng)性。
它是首先提出面向“過程和方法”初中物理教學軟件。通過面向“過程和方法”,促進“態(tài)度情感價值觀”的培養(yǎng),更有助于縮短教學時間、發(fā)掘孩子們的創(chuàng)造力,提升學生素質。在教學三目標(1知識和技能,,2過程和方法,3態(tài)度/情感/價值觀)中,目前學校教育和考試重點在教學目標的第一階段“知識和技能”上。
它是首先提出基于初中物理的學科素養(yǎng)、著重科學探究和科學思維、打通學科素養(yǎng)和應試教育橋梁的軟件。通過變“專題復習”為“專題探究”,激勵學生勇于探究習題背后基礎的物理研究對象,從探究中找到一般性的解題方法。 用新問題新思想新技術,創(chuàng)新初中物理教研形態(tài)。

金角魚教研共同體正在積極探索初中物理教學新模式和新方法。
對于初中物理教學,普遍存在情境創(chuàng)設乏力、學生動手操作機會較少的情況;諸多教學難點的解決呼喚新的技術手段,如二力平衡、電學故障等。為提高學生學習興趣、參與度和學習效果,在物理教學的諸多環(huán)節(jié)需要創(chuàng)設更多生動、直觀、能激發(fā)學生思維的互動情境。為解決上述問題,金角魚把數(shù)值仿真和人工智能技術引入到初中物理教學中。
2020年2月上海奉賢區(qū)教育學院教學研究中心和上海金角魚軟件有限公司聯(lián)合發(fā)起《在線教學背景下初中物理課堂教學與金角魚初中物理軟件的有效整合教學研究》項目。該項目先在上海古華中學等十余所奉賢區(qū)學校實施,后來擴展到上海的楊浦區(qū)、閔行區(qū)、浦東新區(qū)、嘉定區(qū),進而又延伸到江蘇省和浙江省的部分學校。據(jù)不完全統(tǒng)計,該項目累計涉及學校500所以上、教師1500名以上。隨著實踐的深入,本項目后來演變?yōu)椤度诤戏抡婕夹g學科素養(yǎng)導向的初中物理教學法實踐研究》。
該項目目的是運用數(shù)值仿真和人工智能技術煥發(fā)初中物理教學活力,造就學生探究式學習的場景,激發(fā)學生動手、動腦、動心、動情,改變“教”和“學”的模式;探索用新的方法和工具武裝新一代教師,培養(yǎng)學科素養(yǎng)達標的高素質學生。 《金角魚初中物理》孕育初中物理教學新模式新方法。初中物理上課輔助APP下載推薦
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《金角魚初中物理》創(chuàng)設的情境,強調探究和交互。
每個情境以探究為主線。結合教學痛點,設立探究項目(如:比熱容、光反射中法線概念的引入、平面鏡成像原理、凸透鏡成像原理、勻速直線運動、二力平衡、摩擦力、直線上的二力合成、壓力壓強等)。結合教學關鍵點,設置情境,每一情境都有一個鮮明的探究目標。
每個情境均以交互為特征。交互類型包括:
(1)人機交互:
*AI跟蹤設計和操作全過程
*智能反饋得分和錯誤信息
*“多樂”卡通人物,現(xiàn)場提供幫助
(2)師生交互:
*老師可查看學生的設計、數(shù)據(jù)、圖線等
*提供有雙向即時溝通工具
(3)交互內容可以有:
*實驗設計交互
*數(shù)據(jù)處理交互
*任務交互
(4)交互機制有:
*同步交互,打造新型課堂
*異步交互,打造翻轉課堂 初中物理教師備課軟件下載推薦