金角鱼教研共同体正在积极探索初中物理教学新模式和新方法。
对于初中物理教学,普遍存在情境创设乏力、学生动手操作机会较少的情况;诸多教学难点的解决呼唤新的技术手段,如二力平衡、电学故障等。为提高学生学习兴趣、参与度和学习效果,在物理教学的诸多环节需要创设更多生动、直观、能激发学生思维的互动情境。为解决上述问题,金角鱼把数值仿真和人工智能技术引入到初中物理教学中。
2020年2月上海奉贤区教育学院教学研究中心和上海金角鱼软件有限公司联合发起《在线教学背景下初中物理课堂教学与金角鱼初中物理软件的有效整合教学研究》项目。该项目先在上海古华中学等十余所奉贤区学校实施,后来扩展到上海的杨浦区、闵行区、浦东新区、嘉定区,进而又延伸到江苏省和浙江省的部分学校。据不完全统计,该项目累计涉及学校500所以上、教师1500名以上。随着实践的深入,本项目后来演变为《融合仿真技术学科素养导向的初中物理教学法实践研究》。
该项目目的是运用数值仿真和人工智能技术焕发初中物理教学活力,造就学生探究式学习的场景,激发学生动手、动脑、动心、动情,改变“教”和“学”的模式;探索用新的方法和工具武装新一代教师,培养学科素养达标的高素质学生。 金角鱼的《欧姆定律(探究导体中电流和电压的关系)》环节是师生强交互的实验教学案例。初中物理模拟系统

《金角鱼初中物理》是基于数值仿真和人工智能的初中物理探究式智能情境教学系统。它所应用的技术主要是数值仿真(CAE)和人工智能(AI)。金角鱼建立了物理对象的数学模型及其相应的数值计算方案,形成高精度、高鲁棒性的CAE技术。仿真对象有电路、分子、热机、滑动、齿轮、流体、运动、声波、音阶、光路、柔性物体等。金角鱼构建了压力或压强等数字传感器,形成直观精密的探究环境。它还能对电路/滑轮组/光路等用户的实验设计进行智能评估。金角鱼初中物理(学生版)教学系统下载《金角鱼初中物理》旨在解决教学痛点、打造高效课堂、引发深度学习。

《金角鱼初中物理》中的情境是怎么做出来的?金角鱼,不是对研究或学习对象现象级的仿真,而是对物理对象内在机理的仿真。它基于人类对整个物理对象形成的科学的研究成果,这个成果往往是严谨的数学方程。然后用数值仿真技术,形成可视化的可交互情境。
有很多老师和同学对此非常感兴趣,认为这种方式开启了一种新的探究途径。如点燃蜡烛后,热在空气中扩散的情形。当对流存在时,热扩散会由于流体的流动而发生复杂的形变,其运动规律满足NS(Navier-Stokes)方程。我们的数值仿真算法就基于NS方程,因此会带了较为复杂的计算,对计算机性能有一定要求。由于流体存在湍流现象,仿真计算还需要加入湍流方程,即流体在越过障碍时,快速流动的液体速度会产生散乱的随机流动现象。
《金角鱼初中物理》在教学难点突破上舍得下苦功夫、深功夫。
比如,为了突破“比热容”这个公认的教学难点,金角鱼专门推出了“比热容-热学”板块,在金角鱼公众号上开设了“热学十八回”讲座。
这个模块涵盖温度、P-V-T关系、热传递、比热容、分子运动等18个方面的探究目标和互动探究情境。从零号定律出发,深入到分子领域,探究温度的本质;把功和热联系起来,初步探究比热容;从分子运动层面,对影响比热容的因素进行更深入的探究等。
为了攻克“比热容”这个普遍的教学难点,金角鱼研发团队不但研读了多本中国的大学教材,还研读了多本欧美极富盛名的大学教材。
这些欧美的相关教材,动不动厚达2000页以上。在其中,金角鱼看到了国内教学上的差距,得到了很多启发。 线下实验和线上实验的融合支持学生具身认知的发展。

《金角鱼初中物理》能有效促进达成物理教学的过程性评价。
新课程倡导“立足过程,促进发展”的学生学习评价。评价的目的在于诊断学生在发展过程中的优势与不足,教师应将评价结果及时反馈给学生。但在传统实验,受学生人数、时间等限制,教师往往采取主观评判方式,即教师通过观察和聆听学生表述或在实验过程中的表现再结合自身教学经验,只能进行口头评价。而金角鱼可以通过软件自带的实验的评价系统及时反馈给每位学生,帮助学生能发现并及时找出从而纠正在学习过程中存在的问题,激励学生学习物理的兴趣和信心,从而促进学生的发展,再通过每一个学生实验操作及数据上传中的情况,教师可以对出现的问题及时分析原因,及时讲解,且学生活动真实有效。 金角鱼初中物理,为教学赋能。中学物理自主学习平台下载
金角鱼能激发兴趣,并能促进深度学习和自主学习。初中物理模拟系统
《金角鱼初中物理》的研发创新具有鲜明的原创性。
它是首先提出面向“过程和方法”初中物理教学软件。通过面向“过程和方法”,促进“态度情感价值观”的培养,更有助于缩短教学时间、发掘孩子们的创造力,提升学生素质。在教学三目标(1知识和技能,,2过程和方法,3态度/情感/价值观)中,目前学校教育和考试重点在教学目标的第一阶段“知识和技能”上。
它是首先提出基于初中物理的学科素养、着重科学探究和科学思维、打通学科素养和应试教育桥梁的软件。通过变“专题复习”为“专题探究”,激励学生勇于探究习题背后基础的物理研究对象,从探究中找到一般性的解题方法。 初中物理模拟系统
上海金角鱼软件有限公司是一家金角鱼下属的两家公司,都从事软件科技、互联网科技、电子科技、自动化科技领域内的技术开发、技术咨询、技术服务、技术转让,计算机服务,计算机软硬件开发,企业管理咨询,自动化控制设备、电子产品的开发、销售。的公司,致力于发展为创新务实、诚实可信的企业。金角鱼作为数码、电脑的企业之一,为客户提供良好的《金角鱼初中物理》。金角鱼继续坚定不移地走高质量发展道路,既要实现基本面稳定增长,又要聚焦关键领域,实现转型再突破。金角鱼创始人黄燃东,始终关注客户,创新科技,竭诚为客户提供良好的服务。