金角魚在中國的教學應用實踐入選UNESCO“教育數字化轉型創(chuàng)新案例”。
該案例所屬的創(chuàng)新領域是:
◇改善教學(增加學生的動力和參與度,促進知識和技能的獲取,優(yōu)化評估和評價系統,改善學習成果)
◇創(chuàng)建有利的環(huán)境(教室,實驗室,健康、安全、趣味盎然、能夠滿足學習者個性化需求的在線學習平臺)
案例發(fā)起人和實施者是:
◇發(fā)起人:上海奉賢區(qū)教育學院教學研究中心,上海金角魚軟件有限公司
◇實施者:上海金角魚軟件有限公司,上海奉賢區(qū)教育學院教學研究中心,上海古華中學等 “金角魚”,是仿真技術和科學教育產品研發(fā)基地。初中物理輔導軟件
《金角魚初中物理》是基于數值仿真和人工智能的初中物理探究式智能情境教學系統。它所應用的技術主要是數值仿真(CAE)和人工智能(AI)。金角魚建立了物理對象的數學模型及其相應的數值計算方案,形成高精度、高魯棒性的CAE技術。仿真對象有電路、分子、熱機、滑動、齒輪、流體、運動、聲波、音階、光路、柔性物體等。金角魚構建了壓力或壓強等數字傳感器,形成直觀精密的探究環(huán)境。它還能對電路/滑輪組/光路等用戶的實驗設計進行智能評估。物理教課的軟件《金角魚初中物理》孕育初中物理教學新模式新方法。
《金角魚初中物理》提供大量游戲化的實驗內容,能促進學生科學思維的提升。
物理實驗天生具有較強的吸引力,中學生好奇且好動,但學生之間存在個別差異,對于某一知識點的理解有時是片面的,學習水平層次不等,部分學生存在畏難的心理障礙。以測小燈泡電功率專題復習為例,習題基本可概括為三大類型:①推導電源規(guī)格②推導滑動變阻器規(guī)格(滑動變阻器阻值)③推導燈泡規(guī)格(燈泡額定電壓、額定電流、額定電功率。學生解題解題之前需要掌握各用電器之間關系,這對學生邏輯能力要求較高。
我們可以通過軟件中“九宮格翻牌”游戲的形式對學生先進行邏輯訓練。以求“總電壓”為例,要想求得總電壓,“翻牌”游戲提供了兩種途徑:一種是橫向上,通過燈泡電壓UL和滑動變阻器電壓UP的相加;另一種是縱向上,通過電路中的電流I和總電阻R總相乘。如果使用第一種方式,那么就想辦法得到UL和UP;如果使用第二種方法,那么想辦法求得I和R總.。通過游戲,學生能在趣味中體驗到解題的快樂,并在潛移默化中逐步培養(yǎng)了邏輯思維能力。
《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,現場提供幫助
(2)師生交互:
*老師可查看學生的設計、數據、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
*數據處理交互
*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 金角魚能激發(fā)興趣,并能促進深度學習和自主學習。
《金角魚初中物理》在新授課方面,利用眾多杰出教學實踐,和仿真技術結合,有效突破多個教學難點和關鍵點。
軟件在二力平衡、壓強、法線的引入、電路動態(tài)和電路故障、比熱容、凸透鏡成像、測定小燈泡電功率、電和熱學的微觀解釋、聲音傳播的疏密波等很多教學難點和關鍵點都著力突破,得到了眾多老師的應用。
以“凸透鏡成像”為例,《金角魚初中物理》沿著這個脈絡深入:探究凸透鏡成實像的規(guī)律--凸透鏡焦距對成像的影響--物體高度對凸透鏡成像的影響--凸透鏡成像與光源大小的關系--遮光板對凸透鏡成像的影響--凸透鏡成像規(guī)律的光路分析。 金角魚主張找到大量習題背后共通的物理現象,然后對其進行深度探究。初中物理課件制作軟件安裝
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。初中物理輔導軟件
仿真對物理教學具有深遠價值和現實意義,金角魚致力于把仿真的觀念和運用能力帶給廣大物理教師。
作為一種認識和改造客觀世界的重要手段,仿真經過多年的發(fā)展,已經能夠運用數學方法構造復雜的物理模型,提示真實世界的變化規(guī)律。仿真是一種新的科學研究手段和教學手段,為研究生和高校教師提供教學和研究的平臺,也正在進入中小學的日常教學中。
仿真教學不僅是一種新的教學方法,也是一種將理論與實踐相結合的新教學手段,更是未來智能化教育的基礎。仿真教學所涉及的領域已擴展到物理、生命、宇宙、社會等各種學科。 初中物理輔導軟件