初中物理實驗探究

     《金角魚初中物理》的研發(fā)創(chuàng)新手段具有鮮明的先進性和綜合性。

     （1）把在航空、航天、汽車等工程設計領域所使用的CAE（計算機輔助工程）手段，用于建立仿真教學中的物理模型。如，力學中的伯努利原理交互仿真探究情境（流體速度和壓強的關系）等，這么高維的手段非常有助于解決老師常見的教學難點和痛點。

     （2）綜合虛擬仿真、情境化教學、PBL(Problembasedlearning)和AI思想和技術，通過沉浸場景和場景變革，在不斷推進的各個場景里通過提出越來越深入的大量的問題，引發(fā)學生動手、思考和探究，促進有效學習行為的發(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標準的，具有高精度仿真特點。 金角魚初中物理，為師生賦能。初中物理實驗探究

     很多老師反映在用了《金角魚初中物理》后，日常教學發(fā)生了這些變化：

     課堂變得更活躍了。學生們興趣盎然、參與度大幅提高，他們喜歡自己動手操作，動手引發(fā)了動腦。教師講解變少提問變多，學生思維被激發(fā)起來了。師生交互層次和強度提升，課堂的內容得到了延展和深化。

     動手探究應用到了復習課，繼續(xù)貫徹學科素養(yǎng)教學目標。有了基于應用和深度學習的情境，難上的復習課變得生動和簡單，教學轉化率迅速提升。該項目持續(xù)開展的教研活動惠及了上海奉賢全區(qū)百余位物理老師，幫助奉賢區(qū)初中物理2020年中考杰出率提升5.6%。

     技術為教研注入了活力。三十余節(jié)各級公開課，起到了教學創(chuàng)新示范帶動的作用，加速IT和物理教學的深度融合，促進了教師成長，上海浙江江蘇等地數(shù)十位教師，在各級教學評比、論文評選中獲得優(yōu)異成績。 初中物理仿真教學APP排名一款有使命、有思想、有教學創(chuàng)新、有技術含量的經(jīng)典產(chǎn)品。

     金角魚在上海的教學應用實踐《用數(shù)值仿真和人工智能，改變初中物理教學模式》，入選《中國智能教育創(chuàng)新實踐報告》。

     “2022中國教育數(shù)字化轉型下的智能教育”論壇，于2022年1月13日在上海舉行。

     本論壇重點關注中國近年來在各個學生年齡段以及各場景下教育數(shù)字化轉型的成果，討論智能教育技術對傳統(tǒng)教育所帶來的改變，旨在推進人工智能等信息技術與教育的深度融合和推廣應用。

     本次論壇邀請了來自教育界的學者與企業(yè)界的嘉賓，圍繞人工智能和其他先進技術促進教育數(shù)字化轉型等問題進行分享和交流。UNESCO教育信息技術研究所（UNESCOIITE)所長展?jié)隽酥髦紙蟾妗?

     《中國智能教育創(chuàng)新實踐報告》作為本次會議的重要成果在此次論壇上發(fā)布。

     在入選《中國智能教育創(chuàng)新實踐報告》21個杰出案例中，除了15個學校案例之外，只有6個企業(yè)案例。這六個企業(yè)案例來自于華為、騰訊、金角魚等。

     《金角魚初中物理》中的情境是怎么做出來的？金角魚，不是對研究或學習對象現(xiàn)象級的仿真，而是對物理對象內在機理的仿真。它基于人類對整個物理對象形成的科學的研究成果，這個成果往往是嚴謹?shù)臄?shù)學方程。然后用數(shù)值仿真技術，形成可視化的可交互情境。

     有很多老師和同學對此非常感興趣，認為這種方式開啟了一種新的探究途徑。如點燃蠟燭后，熱在空氣中擴散的情形。當對流存在時，熱擴散會由于流體的流動而發(fā)生復雜的形變，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，因此會帶了較為復雜的計算，對計算機性能有一定要求。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)生散亂的隨機流動現(xiàn)象。 線上教學巧用虛擬仿真實驗，探索物理實驗教學新模式。

     《金角魚初中物理》能解決以下問題。

     （1）解決了教師情境創(chuàng)設難的問題：用仿真技術創(chuàng)設互動情境，實現(xiàn)了日常教學中的難點突破和探究式教學。

     （2）解決了學生學習積極性調動問題：用數(shù)值仿真/人工智能/互聯(lián)網(wǎng)等技術實現(xiàn)了“課堂四動（情境互動/問題拉動/數(shù)據(jù)聯(lián)動/平臺驅動）”，通過“課堂四動”引發(fā)“學生四動（動手/動腦/動心/動情）”。

     （3）解決了應試教育和素質教育相背的問題，緩解了教師復習課教學轉化率低的問題：用“探究式復習”構筑學科素養(yǎng)和應試之間的橋梁，教學轉化率大幅提升。

     （4）解決了學生實驗操作動手難問題和規(guī)范性掌握問題：實驗考練習，有力地減輕教師在新授課和復習課上的教學負擔。

     （5）解決物理學科教研不活躍和手段匱乏的問題：以新技術煥發(fā)物理學科教學教研的活力，促進教師成長和教學水平的提高。 金角魚支持下的新型實驗數(shù)據(jù)交互方式將持續(xù)改變初中物理課堂。初中物理教師備課系統(tǒng)安裝

金角魚為教師提供基于情境的教學設計方案。初中物理實驗探究

     《金角魚初中物理》的一大特點是現(xiàn)象數(shù)據(jù)化，通過數(shù)據(jù)來傳達感性。例如軟件中引入的數(shù)字傳感器——壓力壓強傳感器。

     在“壓強”這節(jié)課中，固體對接觸面的壓強大小可以通過物體形變程度來進行定性比較。但由于實驗過程中沒有設置定量比較的過程，只能得出壓強與壓力成正相關、與受力面積成負相關，無法得到“壓強大小與壓力大小成正比，與受力面積成反比”的結論。所以書本上緊接著以直接“告訴”的方式給出結論：“實際上，壓力的作用效果是由單位面積上受到的壓力決定的。

     ”上面提到的這個問題一直以來沒有一個很好的解決方案，因為物體受到的壓強雖然可通過物體的形變來表現(xiàn)，但因為無法測量的緣故導致無法定量描述，從而學生無法自主得出壓強公式。但借助《金角魚初中物理》軟件，將這塊內容進行了重新設計。在軟件“壓力壓強”教學內容中，物體的下方都會有一個傳感器，使得壓強大小可以通過底部顆粒物的顏色深淺來判斷（顏色越深壓強越大），同時還可以在數(shù)據(jù)層面顯示壓強的具體大小。在能獲得壓強具體數(shù)據(jù)情況下，就可以找出壓強與壓力大小、受力面積大小的定量關系——與壓力成正比，與受力面積成反比。 初中物理實驗探究