初中物理課堂教學(xué)平臺

     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(dòng)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?jiǎng)?chuàng)設(shè)更多生動(dòng)、直觀、能激發(fā)學(xué)生思維的互動(dòng)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(jì)，該項(xiàng)目累計(jì)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(dòng)手、動(dòng)腦、動(dòng)心、動(dòng)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。初中物理課堂教學(xué)平臺

     《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?qū)W習(xí)對象現(xiàn)象級的仿真，而是對物理對象內(nèi)在機(jī)理的仿真。它基于人類對整個(gè)物理對象形成的科學(xué)的研究成果，這個(gè)成果往往是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)方程。然后用數(shù)值仿真技術(shù)，形成可視化的可交互情境。

     有很多老師和同學(xué)對此非常感興趣，認(rèn)為這種方式開啟了一種新的探究途徑。如點(diǎn)燃蠟燭后，熱在空氣中擴(kuò)散的情形。當(dāng)對流存在時(shí)，熱擴(kuò)散會由于流體的流動(dòng)而發(fā)生復(fù)雜的形變，其運(yùn)動(dòng)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(fù)雜的計(jì)算，對計(jì)算機(jī)性能有一定要求。由于流體存在湍流現(xiàn)象，仿真計(jì)算還需要加入湍流方程，即流體在越過障礙時(shí)，快速流動(dòng)的液體速度會產(chǎn)生散亂的隨機(jī)流動(dòng)現(xiàn)象。 初中物理探究系統(tǒng)下載排名我們倡導(dǎo)感性--《金角魚初中物理.聲學(xué)》。

     《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(shè)難的問題：用仿真技術(shù)創(chuàng)設(shè)互動(dòng)情境，實(shí)現(xiàn)了日常教學(xué)中的難點(diǎn)突破和探究式教學(xué)。

     （2）解決了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性調(diào)動(dòng)問題：用數(shù)值仿真/人工智能/互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了“課堂四動(dòng)（情境互動(dòng)/問題拉動(dòng)/數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)/平臺驅(qū)動(dòng)）”，通過“課堂四動(dòng)”引發(fā)“學(xué)生四動(dòng)（動(dòng)手/動(dòng)腦/動(dòng)心/動(dòng)情）”。

     （3）解決了應(yīng)試教育和素質(zhì)教育相背的問題，緩解了教師復(fù)習(xí)課教學(xué)轉(zhuǎn)化率低的問題：用“探究式復(fù)習(xí)”構(gòu)筑學(xué)科素養(yǎng)和應(yīng)試之間的橋梁，教學(xué)轉(zhuǎn)化率大幅提升。

     （4）解決了學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作動(dòng)手難問題和規(guī)范性掌握問題：實(shí)驗(yàn)考練習(xí)，有力地減輕教師在新授課和復(fù)習(xí)課上的教學(xué)負(fù)擔(dān)。

     （5）解決物理學(xué)科教研不活躍和手段匱乏的問題：以新技術(shù)煥發(fā)物理學(xué)科教學(xué)教研的活力，促進(jìn)教師成長和教學(xué)水平的提高。

     《金角魚初中物理》使物理實(shí)驗(yàn)課的數(shù)據(jù)采集及處理變的更有效。

     物理的實(shí)驗(yàn)離不開數(shù)據(jù)的采集及處理，但在一些較為復(fù)雜的物理實(shí)驗(yàn)中，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)難以在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行的復(fù)雜數(shù)據(jù)的采集及處理。且傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)每進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)需要多個(gè)實(shí)驗(yàn)器材的組合使用，部分實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和操作時(shí)間過長，導(dǎo)致無法在有限課堂時(shí)間內(nèi)完成對應(yīng)內(nèi)容的學(xué)習(xí)的情況時(shí)有發(fā)生。在數(shù)據(jù)處理等方面，學(xué)生需要進(jìn)行大量的人工計(jì)算和分析，再根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或作出的圖像、進(jìn)行分析歸納得出結(jié)論。但事實(shí)上，一節(jié)課能留給學(xué)生探究的次數(shù)和思考的時(shí)間并不多。學(xué)生在課堂上的一些想法也很難在課上全部進(jìn)行，想在課余時(shí)間將課上自己的想法付諸實(shí)踐也會受此器材的局限，結(jié)果只能空想了之。而金角魚打破原先大量的人工計(jì)算環(huán)節(jié)，通過自帶的電子表格，輸入已采集的數(shù)據(jù)，可自動(dòng)描點(diǎn)繪圖，大量縮短了數(shù)據(jù)處理的時(shí)間，幫助學(xué)生有更多時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)分析或圖像分析，有效提升學(xué)生的科學(xué)思維。 金角魚的使命是“攜手，讓天下的孩子都受到更好的科學(xué)教育”。

     《金角魚初中物理》在教學(xué)難點(diǎn)突破上舍得下苦功夫、深功夫。

     比如，為了突破“比熱容”這個(gè)公認(rèn)的教學(xué)難點(diǎn)，金角魚專門推出了“比熱容-熱學(xué)”板塊，在金角魚公眾號上開設(shè)了“熱學(xué)十八回”講座。

     這個(gè)模塊涵蓋溫度、P-V-T關(guān)系、熱傳遞、比熱容、分子運(yùn)動(dòng)等18個(gè)方面的探究目標(biāo)和互動(dòng)探究情境。從零號定律出發(fā)，深入到分子領(lǐng)域，探究溫度的本質(zhì)；把功和熱聯(lián)系起來，初步探究比熱容；從分子運(yùn)動(dòng)層面，對影響比熱容的因素進(jìn)行更深入的探究等。

     為了攻克“比熱容”這個(gè)普遍的教學(xué)難點(diǎn)，金角魚研發(fā)團(tuán)隊(duì)不但研讀了多本中國的大學(xué)教材，還研讀了多本歐美極富盛名的大學(xué)教材。

     這些歐美的相關(guān)教材，動(dòng)不動(dòng)厚達(dá)2000頁以上。在其中，金角魚看到了國內(nèi)教學(xué)上的差距，得到了很多啟發(fā)。 物理課堂與金角魚教學(xué)軟件的有機(jī)融合。初中物理輔助教學(xué)平臺下載排名

線上教學(xué)巧用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，探索物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式。初中物理課堂教學(xué)平臺

     《金角魚初中物理》對復(fù)習(xí)課和實(shí)驗(yàn)考練習(xí)也有很大幫助。

     （1）復(fù)習(xí)課方面，用“探究式復(fù)習(xí)”構(gòu)筑學(xué)科素養(yǎng)和應(yīng)試之間的橋梁，帶來多項(xiàng)教學(xué)創(chuàng)新。

     探究式復(fù)習(xí)，將刷題轉(zhuǎn)化為探究式學(xué)習(xí)，用深度學(xué)習(xí)替代低水平重復(fù)，更能提分、更具應(yīng)變能力、更省時(shí)間、更有趣。軟件中包括了十一個(gè)專題復(fù)習(xí)，它們均是考前復(fù)習(xí)的難點(diǎn)重點(diǎn)。

     （2）實(shí)驗(yàn)考練習(xí)，將有力地減輕教師在新授課和復(fù)習(xí)課上的教學(xué)負(fù)擔(dān)。實(shí)驗(yàn)考練習(xí)，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，利用原有情境，推出了全部14個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)考練習(xí)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)考練習(xí)均具備演示模式、練習(xí)模式、考核模式。

     它將有力地促進(jìn)考前練習(xí)，而且已經(jīng)被多個(gè)老師融入到新授課的教學(xué)中。它減輕了老師負(fù)擔(dān)，為新授課和復(fù)習(xí)課都帶來巨大便利，推進(jìn)了線上和線下融合的混合式教學(xué)。 初中物理課堂教學(xué)平臺