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。 金角鱼支持下的新型实验数据交互方式将持续改变初中物理课堂。初中物理课堂教学平台下载

利用《金角鱼初中物理》,做趣味实验。
金角鱼除了包含常规实验之外,还有很多趣味实验和游戏实验,让学生利用所学知识解决问题。例如,需要学生利用光的反射知识,通过添加宝石将光线反射到目标宝石处的“反射游戏”;利用杠杆的平衡条件知识,将重物进行摆放,让杠杆在水平方向保持平衡的“杠杆游戏”。
不仅学生可以亲自动手做,趣味实验作为老师授课时的导入素材,或者课后的个性化作业,更能在学习知识的同时提升学生的学习兴趣。 初中物理辅导软件推荐一款有使命、有思想、有教学创新、有技术含量的经典产品。

《金角鱼初中物理》倡导学生:要发挥感性、提升感觉能力。
以初中物理声学为例。声学部分,不是考试的重点,也不是老师关注的板块。但是,“声”是耳朵所感受的东西,它是鲜活的、有趣的,是能激发孩子科学兴趣的。我们不可切断或漠视这个孩子与世界发生联系的途径。
在声音的产生与传播中,我们引入了贝多芬的《致爱丽丝》,原名《a小调巴加泰勒》;我们还设计了拥有三个八度的琴键,在弹奏中探究音乐背后的科学。
感性导致的理性,才是真的理性,否则就是教条。我们需要知识建构,但是这个知识建构一定不是没有感性基础的,一定是连接我们丰富感受和科学探究之间的桥梁。
教科书的生硬、应试的导向、课堂的沉闷、社会的急功近利,已经极大地压制了孩子们的感性。释放感性就是解放孩子、解救教育。
《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。 用新问题新思想新技术,创新初中物理教研形态。

运用《金角鱼初中物理》帮助学生熟悉各种实验现象提升科学思维,培养学科素养。
有的老师指出以往教学中普遍存在一些故障现象,实验室无法复现,往往是“讲不清、看不见、进不去、动不得、难再现”,现在利用软件能很方便得把一些现象做出来,让学生去寻找现象发生的原因,这对提升学生在物理现象方面的思维品质、帮助学生建立故障现象与故障原因之间的联系有非常大的帮助。
例如金角鱼专门对“测定小灯泡电功率中的一些故障和常见问题”做了故障专题。学生能在正确的电路基础上把指定的故障现象“造”出来。该专题覆盖了常见了15种故障。
这种逆向操作,思维量很大。“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”,经过这样的“试错”,手脑并用,学生不光对本实验,对所有电路的认识都能上升到新的更高的水平。再如,中考前的专题复习课,老师再携带实验器材进入课堂,费时费力。这时有些老师利用软件现象动态可视化,通过金角鱼事先搭建电路,模拟电路变化过程,现象清晰且动态可见。 “金角鱼”,是仿真技术和科学教育产品研发基地。初中物理自学平台安装
金角鱼的价值主张:面向过程和方法,强调以学生为主体的探究,强调课程内容的结构化、动态化和课堂的活化。初中物理课堂教学平台下载
《金角鱼初中物理》在新授课方面,利用众多杰出教学实践,和仿真技术结合,有效突破多个教学难点和关键点。
软件在二力平衡、压强、法线的引入、电路动态和电路故障、比热容、凸透镜成像、测定小灯泡电功率、电和热学的微观解释、声音传播的疏密波等很多教学难点和关键点都着力突破,得到了众多老师的应用。
以“凸透镜成像”为例,《金角鱼初中物理》沿着这个脉络深入:探究凸透镜成实像的规律--凸透镜焦距对成像的影响--物体高度对凸透镜成像的影响--凸透镜成像与光源大小的关系--遮光板对凸透镜成像的影响--凸透镜成像规律的光路分析。 初中物理课堂教学平台下载