《金角魚初中物理》是基于數(shù)值仿真和人工智能的初中物理探究式智能情境教學(xué)系統(tǒng)。它所應(yīng)用的技術(shù)主要是數(shù)值仿真(CAE)和人工智能(AI)。金角魚建立了物理對(duì)象的數(shù)學(xué)模型及其相應(yīng)的數(shù)值計(jì)算方案,形成高精度、高魯棒性的CAE技術(shù)。仿真對(duì)象有電路、分子、熱機(jī)、滑動(dòng)、齒輪、流體、運(yùn)動(dòng)、聲波、音階、光路、柔性物體等。金角魚構(gòu)建了壓力或壓強(qiáng)等數(shù)字傳感器,形成直觀精密的探究環(huán)境。它還能對(duì)電路/滑輪組/光路等用戶的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行智能評(píng)估。《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。中學(xué)物理系統(tǒng)排名

《金角魚初中物理》是探究式三維智能情境教學(xué)SaaS系統(tǒng)。它建立了200多個(gè)交互式仿真探究情境,支撐充滿感性感知和理性提升的學(xué)習(xí)過程和師生交互過程,還蘊(yùn)含PBL教學(xué)思想和STEM手段。它解決了諸多教學(xué)難點(diǎn),形成了生動(dòng)完整的數(shù)字化線上物理教學(xué)平臺(tái),支持教師使用、師生共用、學(xué)生初學(xué)、提升和和考前綜合能力提高。
突出學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo),聚焦科學(xué)思維和科學(xué)探究,把傳統(tǒng)教學(xué)推進(jìn)到數(shù)字化教學(xué)模式,改變了教和學(xué)的方式。它強(qiáng)調(diào)技術(shù)和教學(xué)深度融合,倡導(dǎo)探究式教學(xué),打造出了一個(gè)個(gè)鮮活的新型高效課堂。 初中物理上課輔助系統(tǒng)下載金角魚為教師提供基于情境的教學(xué)設(shè)計(jì)方案。

利用《金角魚初中物理》,做探究實(shí)驗(yàn)。
金角魚不僅包含大量學(xué)生實(shí)驗(yàn)以及演示實(shí)驗(yàn),還包括很多探究實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)界面效果逼真,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確客觀,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)科學(xué)合理,是在線實(shí)驗(yàn)教學(xué)非常好的選擇。
以“測(cè)定小燈泡的電功率”為例,該實(shí)驗(yàn)是初中物理中非常重要的實(shí)驗(yàn)之一,學(xué)生從實(shí)驗(yàn)器材的選擇,到實(shí)驗(yàn)表格的設(shè)計(jì),再到實(shí)驗(yàn)電路的連接和數(shù)據(jù)的讀取,都需要嚴(yán)謹(jǐn)而規(guī)范的操作。該實(shí)驗(yàn)軟件首先提供了讓學(xué)生自己動(dòng)手連接實(shí)物的機(jī)會(huì),而且只有所有操作全部規(guī)范,連接全部正確之后才可以正確讀數(shù),否則就會(huì)出現(xiàn)和實(shí)物器材一樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或者報(bào)警。電路連接好之后,可以利用放大鏡功能讀取數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,還可以對(duì)實(shí)驗(yàn)中的故障進(jìn)行分析,便于學(xué)生進(jìn)一步理解實(shí)驗(yàn)過程,
《金角魚初中物理》能引發(fā)深度學(xué)習(xí),刺激主動(dòng)學(xué)習(xí)。
學(xué)生置身于仿真環(huán)境中,可以充分調(diào)動(dòng)感覺、運(yùn)動(dòng)和思維,極大地提高了學(xué)習(xí)效率。曾經(jīng)有教育心理學(xué)家進(jìn)行了比較試驗(yàn),結(jié)果表明:仿真教學(xué)模式下,學(xué)生可以記憶約70%的內(nèi)容,而傳統(tǒng)的“教師講,學(xué)生聽”模式下,學(xué)生只能記憶約30%的內(nèi)容。
與傳統(tǒng)的方式相比,仿真教學(xué)能為學(xué)生提供充分動(dòng)手的機(jī)會(huì)、靈活的仿真各種真實(shí)情況、設(shè)定各種事故及極限運(yùn)行狀態(tài)、具備自動(dòng)評(píng)價(jià)功能、安全性高、節(jié)省開支。除了這些顯而易見的優(yōu)點(diǎn),仿真教學(xué)還有一些超出人們預(yù)期的效果:
(1)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性。仿真軟件一般都是獨(dú)自操作,獨(dú)自完成,學(xué)生必須開動(dòng)腦筋認(rèn)真分析問題,從而才能準(zhǔn)確地解決問題。
(2)開拓想象空間。學(xué)生可以反復(fù)試驗(yàn)自行設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案,進(jìn)行各種各樣的設(shè)計(jì),并迅速地通過仿真看到結(jié)果。
(3)減輕教師的負(fù)擔(dān)。學(xué)生們主觀能動(dòng)性提高了,教師重復(fù)性工作量少了。 《金角魚初中物理》孕育初中物理教學(xué)新模式新方法。

《金角魚初中物理》的一大特點(diǎn)是現(xiàn)象數(shù)據(jù)化,通過數(shù)據(jù)來(lái)傳達(dá)感性。例如軟件中引入的數(shù)字傳感器——壓力壓強(qiáng)傳感器。
在“壓強(qiáng)”這節(jié)課中,固體對(duì)接觸面的壓強(qiáng)大小可以通過物體形變程度來(lái)進(jìn)行定性比較。但由于實(shí)驗(yàn)過程中沒有設(shè)置定量比較的過程,只能得出壓強(qiáng)與壓力成正相關(guān)、與受力面積成負(fù)相關(guān),無(wú)法得到“壓強(qiáng)大小與壓力大小成正比,與受力面積成反比”的結(jié)論。所以書本上緊接著以直接“告訴”的方式給出結(jié)論:“實(shí)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(gè)問題一直以來(lái)沒有一個(gè)很好的解決方案,因?yàn)槲矬w受到的壓強(qiáng)雖然可通過物體的形變來(lái)表現(xiàn),但因?yàn)闊o(wú)法測(cè)量的緣故導(dǎo)致無(wú)法定量描述,從而學(xué)生無(wú)法自主得出壓強(qiáng)公式。但借助《金角魚初中物理》軟件,將這塊內(nèi)容進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。在軟件“壓力壓強(qiáng)”教學(xué)內(nèi)容中,物體的下方都會(huì)有一個(gè)傳感器,使得壓強(qiáng)大小可以通過底部顆粒物的顏色深淺來(lái)判斷(顏色越深壓強(qiáng)越大),同時(shí)還可以在數(shù)據(jù)層面顯示壓強(qiáng)的具體大小。在能獲得壓強(qiáng)具體數(shù)據(jù)情況下,就可以找出壓強(qiáng)與壓力大小、受力面積大小的定量關(guān)系——與壓力成正比,與受力面積成反比。 金角魚提供大量生動(dòng)的互動(dòng)情境,學(xué)生能在做中學(xué),老師能在互動(dòng)中教。初中物理仿真實(shí)驗(yàn)APP下載安裝
金角魚的價(jià)值主張:面向過程和方法,強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體的探究,強(qiáng)調(diào)課程內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化、動(dòng)態(tài)化和課堂的活化。中學(xué)物理系統(tǒng)排名
利用《金角魚初中物理》,做理想實(shí)驗(yàn)。
初中物理有很多理想實(shí)驗(yàn)是無(wú)法在課堂上、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成的,如“探究光滑水平面上的二力平衡”。此時(shí)利用金角魚則能解決這個(gè)問題。
學(xué)生在軟件中不僅得出了勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)的二力平衡條件,對(duì)于加速直線運(yùn)動(dòng)和減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的兩力關(guān)系也能有所了解,更有的學(xué)生還能得出“當(dāng)運(yùn)動(dòng)物體水平方向不受力時(shí)會(huì)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)”的結(jié)論,為之后牛頓慣性定律的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。在實(shí)驗(yàn)過程中,有的學(xué)生提出疑問“為什么物體開始運(yùn)動(dòng)后,無(wú)論施加的兩個(gè)力怎么改變,都無(wú)法使物體靜止”;有的同學(xué)發(fā)現(xiàn),合力會(huì)影響物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。通過線上實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)的情境,有效地增加了學(xué)生的體驗(yàn)、拓展了學(xué)生的思維,對(duì)于課上知識(shí)的吸收起到促進(jìn)作用。相比于平時(shí)的課上實(shí)驗(yàn),學(xué)生不再受到時(shí)間和空間的限制,這樣的探究更加充分。 中學(xué)物理系統(tǒng)排名
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