金角魚教研共同體正在積極探索初中物理教學(xué)新模式和新方法。

     對于初中物理教學(xué)，普遍存在情境創(chuàng)設(shè)乏力、學(xué)生動手操作機(jī)會較少的情況；諸多教學(xué)難點(diǎn)的解決呼喚新的技術(shù)手段，如二力平衡、電學(xué)故障等。為提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、參與度和學(xué)習(xí)效果，在物理教學(xué)的諸多環(huán)節(jié)需要創(chuàng)設(shè)更多生動、直觀、能激發(fā)學(xué)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(shù)引入到初中物理教學(xué)中。

     2020年2月上海奉賢區(qū)教育學(xué)院教學(xué)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(xué)背景下初中物理課堂教學(xué)與金角魚初中物理軟件的有效整合教學(xué)研究》項(xiàng)目。該項(xiàng)目先在上海古華中學(xué)等十余所奉賢區(qū)學(xué)校實(shí)施，后來擴(kuò)展到上海的楊浦區(qū)、閔行區(qū)、浦東新區(qū)、嘉定區(qū)，進(jìn)而又延伸到江蘇省和浙江省的部分學(xué)校。據(jù)不完全統(tǒng)計，該項(xiàng)目累計涉及學(xué)校500所以上、教師1500名以上。隨著實(shí)踐的深入，本項(xiàng)目后來演變?yōu)椤度诤戏抡婕夹g(shù)學(xué)科素養(yǎng)導(dǎo)向的初中物理教學(xué)法實(shí)踐研究》。

     該項(xiàng)目目的是運(yùn)用數(shù)值仿真和人工智能技術(shù)煥發(fā)初中物理教學(xué)活力，造就學(xué)生探究式學(xué)習(xí)的場景，激發(fā)學(xué)生動手、動腦、動心、動情，改變“教”和“學(xué)”的模式；探索用新的方法和工具武裝新一代教師，培養(yǎng)學(xué)科素養(yǎng)達(dá)標(biāo)的高素質(zhì)學(xué)生。 《金角魚初中物理》的產(chǎn)品使命是：現(xiàn)代技術(shù)和初中物理教育教學(xué)的深度融合。初中物理情境創(chuàng)設(shè)系統(tǒng)

     金角魚常年舉辦初中物理教學(xué)法實(shí)踐研究工作坊。本工作坊聚焦于仿真技術(shù)、信息技術(shù)和初中物理課堂教學(xué)的深度融合，進(jìn)行學(xué)科素養(yǎng)下融合仿真技術(shù)的初中物理教學(xué)法實(shí)踐研究，提高參與者的雙核素養(yǎng)和物理教學(xué)教研水平。鑒于青年教師成長的迫切性和對信息技術(shù)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(shù)素養(yǎng)（雙核素養(yǎng)）,建設(shè)一支精良的教師隊(duì)伍,是辦好學(xué)校的關(guān)鍵所在。青年教師的成長關(guān)系到學(xué)校的現(xiàn)在和未來，是實(shí)施教學(xué)革新、實(shí)現(xiàn)國家課程校本化探究化，重塑以課堂文化為內(nèi)核的學(xué)校文化的關(guān)鍵。他們精力充沛、思想活躍、富有創(chuàng)造力，對新知識、新技術(shù)、新方法具有較強(qiáng)的接受能力，成長的迫切性強(qiáng)。

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

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

     （2）幫助教師大幅度提高物理教學(xué)的情境運(yùn)用能力；

     （3）在常態(tài)化的軟件應(yīng)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(jìn)青年教師快速成長。 初中物理情境創(chuàng)設(shè)系統(tǒng)安裝線下實(shí)驗(yàn)和線上實(shí)驗(yàn)的融合支持學(xué)生具身認(rèn)知的發(fā)展。

     金角魚有著大量的教學(xué)創(chuàng)新，一直在應(yīng)用中為老師們提供幫助，助力老師成為信息時代的杰出教師。例如幫助上海民辦永昌學(xué)校的邱老師打造《探究物質(zhì)質(zhì)量與體積的關(guān)系》一課。

     本節(jié)課采用小組合作的形式，三個大組十個小組的學(xué)生分別對三種液體、三種固體進(jìn)行測量。利用金角魚平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集、匯總，并帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。金角魚的即時匯總、曲線擬合等基于內(nèi)容的數(shù)據(jù)采集和分析工具為課堂提供了極大的便利。

     （1）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的生生、師生共享。線下實(shí)驗(yàn)與金角魚線上數(shù)據(jù)分享相融合，即時拿到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提高了實(shí)驗(yàn)效率，同學(xué)們看到了團(tuán)隊(duì)協(xié)作的力量，無意之間增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)的合作的意識。

     （2）方便的曲線擬合工具。當(dāng)大家的數(shù)據(jù)一組一組呈現(xiàn)在坐標(biāo)系上，擬合出圖像時，學(xué)生們都發(fā)出驚嘆。圖線法的運(yùn)用，促進(jìn)了形象思維在物理探究中作用的發(fā)揮。

     （3）學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果的即時診斷。課上有一組學(xué)生測量固體體積的時候忘記減去量筒中原有液體體積，導(dǎo)致采集數(shù)據(jù)錯誤。當(dāng)從圖線中發(fā)現(xiàn)這個問題的時候，同學(xué)們恍然大悟。

     利用《金角魚初中物理》，做科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈锢韺?shí)驗(yàn)。

     物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，物理規(guī)律的建立,無一不是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),并受到實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)?？茖W(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈锢韺?shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)器材的選擇，到實(shí)驗(yàn)步驟的確立，再到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲得和處理，都體現(xiàn)著物理學(xué)科的素養(yǎng)。

     為了確保實(shí)驗(yàn)的定量和有效，必須有規(guī)范化的實(shí)驗(yàn)器材來輔助教學(xué)，然而在某些特殊驗(yàn)中，由于實(shí)驗(yàn)器材的限制，規(guī)范實(shí)驗(yàn)自然無從談起。此時金角魚便體現(xiàn)出它的優(yōu)勢，可以讓學(xué)生直觀地看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)從而得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論。還可以讓學(xué)生利用模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)，提升學(xué)習(xí)的興趣。 金角魚面向過程和方法，重視教學(xué)創(chuàng)新，基于關(guān)鍵素養(yǎng)，看重科學(xué)探究和科學(xué)思維。

     《金角魚初中物理》希望從內(nèi)容編排、軟件操作上為老師提供便利。

     在內(nèi)容編排上具備如下特點(diǎn)：

     （1）對新課、復(fù)習(xí)課、考試全支撐；

     （2）聲、光、力、熱、電全覆蓋；

     （3）目錄按教學(xué)順序編排，貼近教學(xué)實(shí)際；

     （4）軟件包括基礎(chǔ)部分、拓展部分、教師個人研發(fā)平臺，靈活滿足不同老師的需求。

     在軟件操作上具備如下特點(diǎn)：

     （1）用戶體驗(yàn)感好，操作便捷。老師學(xué)生普遍反映上手快，易操作。

     （2）支持主流操作系統(tǒng)。Windows版和Android版，已經(jīng)發(fā)布。即將推出IOS版。

     （3）主界面的右半邊全是給使用者的各種幫助，包括公告、軟件解析和課堂應(yīng)用視頻等、在線交流區(qū)。 《金角魚初中物理》適合學(xué)生自學(xué)。因?yàn)閮?nèi)含很多科學(xué)教育內(nèi)容，也適合初中以外人員使用。初中物理上課輔助系統(tǒng)

初中物理課堂教學(xué)與《金角魚初中物理》教學(xué)軟件有效整合的教學(xué)研究。初中物理情境創(chuàng)設(shè)系統(tǒng)

     《金角魚初中物理》突破多個“講不清/看不見/進(jìn)不去/動不得/難再現(xiàn)”的教學(xué)難點(diǎn)。

     （1）進(jìn)入“進(jìn)不去”的微觀領(lǐng)域。例如，熱對流中分子運(yùn)動的仿真、把功和能聯(lián)系起來認(rèn)知比熱容、以及電壓的直觀解釋等。

     （2）進(jìn)入“進(jìn)不去”的工程問題。例如，組裝活塞運(yùn)行機(jī)構(gòu)和熱機(jī)等。

     （3）操作“動不得”的理想實(shí)驗(yàn)。例如，探究光滑水平面上力和運(yùn)動的關(guān)系等。

     （4）造出“難再現(xiàn)”的實(shí)驗(yàn)故障。例如，“測定小燈泡電功率故障”專題中的十余種經(jīng)典故障、“伏安法測電阻”專題中十幾種電路故障；學(xué)生還可根據(jù)現(xiàn)象描述，在正確電路基礎(chǔ)上進(jìn)行修改，使得電路出現(xiàn)指定故障。

     （5）看見“看不見”的實(shí)驗(yàn)過程。例如，聲音的傳播過程、振動與聲音等。

     （6）講清“講不清”的現(xiàn)象和原理。例如，引入數(shù)字傳感器，建立壓力壓強(qiáng)直觀感知；引入三維建模，深入剖析四沖程原理等。 初中物理情境創(chuàng)設(shè)系統(tǒng)