利用《金角魚初中物理》,探索線上線下融合的初中物理學(xué)習(xí)模式。
有效融合線上實(shí)驗(yàn)與線下實(shí)驗(yàn)是未來物理教學(xué)的趨勢(shì)。線上實(shí)驗(yàn)和線下實(shí)驗(yàn)的側(cè)重點(diǎn)是不同的,通過利用金角魚合理融合線上實(shí)驗(yàn)與線下實(shí)驗(yàn),建構(gòu)出匹配化情景、小組合作化的教學(xué)模式及個(gè)性化的內(nèi)容拓展,可以拓展科學(xué)探究的時(shí)間和空間,學(xué)生個(gè)體在探究過程中所擁有的自由度對(duì)其創(chuàng)造力具有積極影響。教師在建構(gòu)過程中提高了單元教學(xué)設(shè)計(jì)的能力,學(xué)生在建構(gòu)知識(shí)和拓展提升過程中實(shí)現(xiàn)具身認(rèn)知的發(fā)展。 金角魚的虛擬仿真教育技術(shù)在初中物理教學(xué)上的創(chuàng)新應(yīng)用。金角魚物理探究式教學(xué)平臺(tái)下載
《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。初中物理模擬實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)排名《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。
《金角魚初中物理》中的情境是怎么做出來的?金角魚,不是對(duì)研究或?qū)W習(xí)對(duì)象現(xiàn)象級(jí)的仿真,而是對(duì)物理對(duì)象內(nèi)在機(jī)理的仿真。它基于人類對(duì)整個(gè)物理對(duì)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(duì)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(duì)流存在時(shí),熱擴(kuò)散會(huì)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(huì)帶了較為復(fù)雜的計(jì)算,對(duì)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(huì)產(chǎn)生散亂的隨機(jī)流動(dòng)現(xiàn)象。
金角魚有大量信息技術(shù)和課堂深度融合的案例,打造出了課堂新氣象。
以“歐姆定律”為例,《金角魚初中物理》的課堂應(yīng)用脈絡(luò)是:學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)--實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果的師生交互--實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集的小組團(tuán)隊(duì)協(xié)助--實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)小組間分享和匯總--實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)處理--實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的多維度分析。
信息技術(shù)應(yīng)用在課堂上,使整體的教學(xué)內(nèi)容達(dá)到了延伸與提升。軟件的實(shí)用、高效,打破了以往教學(xué)中為了用平臺(tái)而用平臺(tái)的局面,節(jié)約了課堂時(shí)間,使整體的教學(xué)內(nèi)容達(dá)到了延伸與提升。除此以外,緊緊抓住了學(xué)生的學(xué)習(xí)心理,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,學(xué)生參與度高了,課堂氣氛活躍了,接受程度也高了。 金角魚,在與課堂的融合中彰顯價(jià)值。
《金角魚初中物理》在教學(xué)應(yīng)用上更自由。這一點(diǎn)表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面:
(1)在電學(xué)所有模塊,都支持電路的任意設(shè)計(jì)、存儲(chǔ)/調(diào)取和操作。
(2)電學(xué)之外也具備大量的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)場(chǎng)景,支持使用者自由設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),有些實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)還可以存儲(chǔ)和調(diào)取。如平面鏡成像、凸透鏡成像、杠桿、滑輪、參照物-運(yùn)動(dòng)-速度等。
(3)引入壓力/壓強(qiáng)數(shù)字傳感器,支持對(duì)各種固體切割物和液體的傳感。
(4)強(qiáng)大的情境分析工具,可適用于習(xí)題的分析和深層探究。如參數(shù)可調(diào)的流固混合情境模擬器、電路九宮格分析器、電路短斷路故障模擬和分析器、伏安法測(cè)電阻和小燈泡電功率故障復(fù)現(xiàn)工具等。
《金角魚初中物理》在系統(tǒng)反饋更智能。這一點(diǎn)表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面:
實(shí)驗(yàn)操作考練習(xí)能自動(dòng)評(píng)分并給出錯(cuò)誤提示、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能自動(dòng)評(píng)判設(shè)計(jì)的正誤、制作類(項(xiàng)目化設(shè)計(jì))能據(jù)實(shí)呈現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)效應(yīng)等。 《金角魚初中物理》孕育初中物理教學(xué)新模式新方法。初中物理模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)排名
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”。金角魚物理探究式教學(xué)平臺(tái)下載
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)。科學(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(shí)金角魚便體現(xiàn)出它的優(yōu)勢(shì),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。 金角魚物理探究式教學(xué)平臺(tái)下載