《金角魚初中物理》的研發(fā)創(chuàng)新手段具有鮮明的先進(jìn)性和綜合性。
(1)把在航空、航天、汽車等工程設(shè)計領(lǐng)域所使用的CAE(計算機(jī)輔助工程)手段,用于建立仿真教學(xué)中的物理模型。如,力學(xué)中的伯努利原理交互仿真探究情境(流體速度和壓強(qiáng)的關(guān)系)等,這么高維的手段非常有助于解決老師常見的教學(xué)難點和痛點。
(2)綜合虛擬仿真、情境化教學(xué)、PBL(Problembasedlearning)和AI思想和技術(shù),通過沉浸場景和場景變革,在不斷推進(jìn)的各個場景里通過提出越來越深入的大量的問題,引發(fā)學(xué)生動手、思考和探究,促進(jìn)有效學(xué)習(xí)行為的發(fā)生。
(3)體現(xiàn)在仿真精度和智能分析上,即虛擬環(huán)境是基于CAE標(biāo)準(zhǔn)的,具有高精度仿真特點。 金角魚初中物理,為教學(xué)賦能。金角魚物理教學(xué)平臺下載
《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。
(1)進(jìn)入“進(jìn)不去”的微觀領(lǐng)域。例如,熱對流中分子運動的仿真、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,組裝活塞運行機(jī)構(gòu)和熱機(jī)等。
(3)操作“動不得”的理想實驗。例如,探究光滑水平面上力和運動的關(guān)系等。
(4)造出“難再現(xiàn)”的實驗故障。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”的實驗過程。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。 初中物理虛擬實驗學(xué)習(xí)APP排名用新問題新思想新技術(shù),創(chuàng)新初中物理教研形態(tài)。
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)生自主實驗設(shè)計--實驗設(shè)計結(jié)果的師生交互--實驗數(shù)據(jù)采集的小組團(tuán)隊協(xié)助--實驗數(shù)據(jù)小組間分享和匯總--實驗數(shù)據(jù)的動態(tài)處理--實驗數(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。軟件的實用、高效,打破了以往教學(xué)中為了用平臺而用平臺的局面,節(jié)約了課堂時間,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。它基于人類對整個物理對象形成的科學(xué)的研究成果,這個成果往往是嚴(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。如點燃蠟燭后,熱在空氣中擴(kuò)散的情形。當(dāng)對流存在時,熱擴(kuò)散會由于流體的流動而發(fā)生復(fù)雜的形變,其運動規(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)雜的計算,對計算機(jī)性能有一定要求。由于流體存在湍流現(xiàn)象,仿真計算還需要加入湍流方程,即流體在越過障礙時,快速流動的液體速度會產(chǎn)生散亂的隨機(jī)流動現(xiàn)象。 《金角魚初中物理》適合教師提升教學(xué)效果、打造新型課堂、布置作業(yè)。
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》項目。該項目先在上海古華中學(xué)等十余所奉賢區(qū)學(xué)校實施,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,該項目累計涉及學(xué)校500所以上、教師1500名以上。隨著實踐的深入,本項目后來演變?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)法實踐研究》。
該項目目的是運用數(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。 用數(shù)值仿真和人工智能,改變初中物理教學(xué)模式。初中物理模擬實驗平臺下載安裝
《金角魚初中物理》旨在解決教學(xué)痛點、打造高效課堂、引發(fā)深度學(xué)習(xí)。金角魚物理教學(xué)平臺下載
《金角魚初中物理》在新授課方面,利用眾多杰出教學(xué)實踐,和仿真技術(shù)結(jié)合,有效突破多個教學(xué)難點和關(guān)鍵點。
軟件在二力平衡、壓強(qiáng)、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(xué)的微觀解釋、聲音傳播的疏密波等很多教學(xué)難點和關(guān)鍵點都著力突破,得到了眾多老師的應(yīng)用。
以“凸透鏡成像”為例,《金角魚初中物理》沿著這個脈絡(luò)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(guān)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。 金角魚物理教學(xué)平臺下載