物理軟件初中同步

     金角魚常年舉辦初中物理教學法實踐研究工作坊。本工作坊聚焦于仿真技術、信息技術和初中物理課堂教學的深度融合，進行學科素養(yǎng)下融合仿真技術的初中物理教學法實踐研究，提高參與者的雙核素養(yǎng)和物理教學教研水平。鑒于青年教師成長的迫切性和對信息技術的敏感性，本工作坊尤其歡迎青年教師參與。

     培養(yǎng)和提高教師的專業(yè)素養(yǎng)和信息技術素養(yǎng)（雙核素養(yǎng)）,建設一支精良的教師隊伍,是辦好學校的關鍵所在。青年教師的成長關系到學校的現(xiàn)在和未來，是實施教學革新、實現(xiàn)國家課程校本化探究化，重塑以課堂文化為內核的學校文化的關鍵。他們精力充沛、思想活躍、富有創(chuàng)造力，對新知識、新技術、新方法具有較強的接受能力，成長的迫切性強。

     《金角魚初中物理》煥發(fā)教研活力，促進教師成長，提升教師信息技術素養(yǎng)，能

     （1）提高教師貫徹物理學科素養(yǎng)教學法探究的自覺性和實踐能力；

     （2）幫助教師大幅度提高物理教學的情境運用能力；

     （3）在常態(tài)化的軟件應用中提升教師信息素養(yǎng)；

     （4）打造物理智慧課堂，用信息化煥發(fā)教研活力，幫助教師在公開課和論文上提升競爭力，促進青年教師快速成長。 金角魚主張找到大量習題背后共通的物理現(xiàn)象，然后對其進行深度探究。物理軟件初中同步

     《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 物理軟件初中同步突破難點，金角魚研制出“比熱容-熱學”教學軟件。

     《金角魚初中物理》希望用教育思想和教學創(chuàng)新，通過技術和產品為師生賦能。軟件主張面向過程和方法，強調要教學創(chuàng)新；主張基于學科素養(yǎng)，著重科學探究和科學思維。為此軟件基于“金角魚云平臺”，利用數(shù)學建模、數(shù)值仿真、數(shù)據(jù)庫、人工智能、互聯(lián)網等技術，融合PBL（項目化學習/問題式學習）、STEM、科學游戲等手法，為老師、學生搭建了數(shù)百個“以探究為主線，以交互為特征”的三維仿真情境。幫助老師、學生通過利用這些情境，從而讓課堂更有效，讓學習更主動。

     《金角魚初中物理》能解決以下問題。

     （1）解決了教師情境創(chuàng)設難的問題：用仿真技術創(chuàng)設互動情境，實現(xiàn)了日常教學中的難點突破和探究式教學。

     （2）解決了學生學習積極性調動問題：用數(shù)值仿真/人工智能/互聯(lián)網等技術實現(xiàn)了“課堂四動（情境互動/問題拉動/數(shù)據(jù)聯(lián)動/平臺驅動）”，通過“課堂四動”引發(fā)“學生四動（動手/動腦/動心/動情）”。

     （3）解決了應試教育和素質教育相背的問題，緩解了教師復習課教學轉化率低的問題：用“探究式復習”構筑學科素養(yǎng)和應試之間的橋梁，教學轉化率大幅提升。

     （4）解決了學生實驗操作動手難問題和規(guī)范性掌握問題：實驗考練習，有力地減輕教師在新授課和復習課上的教學負擔。

     （5）解決物理學科教研不活躍和手段匱乏的問題：以新技術煥發(fā)物理學科教學教研的活力，促進教師成長和教學水平的提高。 學生可隨時隨地借助信息技術手段，從被動變主動，以自己的視角DIY設計實驗，動手實踐。

     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》適合學生自學。因為內含很多科學教育內容，也適合初中以外人員使用。初中物理知識點

《金角魚初中物理》以探究為目的，以情境為內容，以交互為特征。物理軟件初中同步

     《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。 物理軟件初中同步