初中物理虚拟现实交互平台

     利用《金角鱼初中物理》，做理想实验。

     初中物理有很多理想实验是无法在课堂上、实验室内完成的，如“探究光滑水平面上的二力平衡”。此时利用金角鱼则能解决这个问题。

     学生在软件中不仅得出了匀速直线运动状态时的二力平衡条件，对于加速直线运动和减速直线运动时的两力关系也能有所了解，更有的学生还能得出“当运动物体水平方向不受力时会保持匀速直线运动”的结论，为之后牛顿惯性定律的学习奠定了基础。在实验过程中，有的学生提出疑问“为什么物体开始运动后，无论施加的两个力怎么改变，都无法使物体静止”；有的同学发现，合力会影响物体运动状态。通过线上实验创设的情境，有效地增加了学生的体验、拓展了学生的思维，对于课上知识的吸收起到促进作用。相比于平时的课上实验，学生不再受到时间和空间的限制，这样的探究更加充分。 金角鱼荣获"2019智慧教育杰出校园好方案”。初中物理虚拟现实交互平台

     《金角鱼初中物理》突破多个“讲不清/看不见/进不去/动不得/难再现”的教学难点。

     （1）进入“进不去”的微观领域。例如，热对流中分子运动的仿真、把功和能联系起来认知比热容、以及电压的直观解释等。

     （2）进入“进不去”的工程问题。例如，组装活塞运行机构和热机等。

     （3）操作“动不得”的理想实验。例如，探究光滑水平面上力和运动的关系等。

     （4）造出“难再现”的实验故障。例如，“测定小灯泡电功率故障”专题中的十余种经典故障、“伏安法测电阻”专题中十几种电路故障；学生还可根据现象描述，在正确电路基础上进行修改，使得电路出现指定故障。

     （5）看见“看不见”的实验过程。例如，声音的传播过程、振动与声音等。

     （6）讲清“讲不清”的现象和原理。例如，引入数字传感器，建立压力压强直观感知；引入三维建模，深入剖析四冲程原理等。 初中物理模拟系统下载有了金角鱼，物理更容易。

     仿真对物理教学具有深远价值和现实意义，金角鱼致力于把仿真的观念和运用能力带给广大物理教师。

     作为一种认识和改造客观世界的重要手段，仿真经过多年的发展，已经能够运用数学方法构造复杂的物理模型，提示真实世界的变化规律。仿真是一种新的科学研究手段和教学手段，为研究生和高校教师提供教学和研究的平台，也正在进入中小学的日常教学中。

     仿真教学不仅是一种新的教学方法，也是一种将理论与实践相结合的新教学手段，更是未来智能化教育的基础。仿真教学所涉及的领域已扩展到物理、生命、宇宙、社会等各种学科。

     《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”，是仿真技术和科学教育产品研发基地。

     《金角鱼初中物理》创设的情境，强调探究和交互。

     每个情境以探究为主线。结合教学痛点，设立探究项目（如：比热容、光反射中法线概念的引入、平面镜成像原理、凸透镜成像原理、匀速直线运动、二力平衡、摩擦力、直线上的二力合成、压力压强等）。结合教学关键点，设置情境，每一情境都有一个鲜明的探究目标。

     每个情境均以交互为特征。交互类型包括：

     （1）人机交互：

     *AI跟踪设计和操作全过程

     *智能反馈得分和错误信息

     *“多乐”卡通人物，现场提供帮助

     （2）师生交互：

     *老师可查看学生的设计、数据、图线等

     *提供有双向即时沟通工具

     （3）交互内容可以有：

     *实验设计交互

     *数据处理交互

     *任务交互

     （4）交互机制有：

     *同步交互，打造新型课堂

     *异步交互，打造翻转课堂 金角鱼的虚拟仿真教育技术在初中物理教学上的创新应用。初中物理虚拟实验学习平台安装

《金角鱼初中物理》适合学生自学。因为内含很多科学教育内容，也适合初中以外人员使用。初中物理虚拟现实交互平台

     金角鱼的专题探究内容在教师们的使用过程中，为中考复习提供了强力的支持。以压强专题复习课为例。

     金角鱼为此提供了：

     （1）投放活动情景化。可以动态调整液体、固体的参数，借助压力压强传感器，清晰得让学生观察到投放前后，水位变化、杯内杯外的压强变化量。

     （2）计算过程显性化、概括汇总表格化。借助金角鱼提供的探究5种投放状态下各物理量变化的思想，分析每一步相关物理量的表达式，总结出变化表格。

     （3）解题分析操作化。金角鱼可将文本式的静态情境转变为可操作情境，带领学生运用结论解决实际问题，这就使学习构成了一个闭环。 初中物理虚拟现实交互平台