初中物理學習的軟件

     金角魚教研共同體正在積極探索初中物理教學新模式和新方法。

     對于初中物理教學，普遍存在情境創(chuàng)設(shè)乏力、學生動手操作機會較少的情況；諸多教學難點的解決呼喚新的技術(shù)手段，如二力平衡、電學故障等。為提高學生學習興趣、參與度和學習效果，在物理教學的諸多環(huán)節(jié)需要創(chuàng)設(shè)更多生動、直觀、能激發(fā)學生思維的互動情境。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中。

     2020年2月上海奉賢區(qū)教育學院教學研究中心和上海金角魚軟件有限公司聯(lián)合發(fā)起《在線教學背景下初中物理課堂教學與金角魚初中物理軟件的有效整合教學研究》項目。該項目先在上海古華中學等十余所奉賢區(qū)學校實施，后來擴展到上海的楊浦區(qū)、閔行區(qū)、浦東新區(qū)、嘉定區(qū)，進而又延伸到江蘇省和浙江省的部分學校。據(jù)不完全統(tǒng)計，該項目累計涉及學校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)學科素養(yǎng)導向的初中物理教學法實踐研究》。

     該項目目的是運用數(shù)值仿真和人工智能技術(shù)煥發(fā)初中物理教學活力，造就學生探究式學習的場景，激發(fā)學生動手、動腦、動心、動情，改變“教”和“學”的模式；探索用新的方法和工具武裝新一代教師，培養(yǎng)學科素養(yǎng)達標的高素質(zhì)學生。 金角魚開展《融合仿真技術(shù)的初中物理學科素養(yǎng)培養(yǎng)教學法實踐研究》工作坊。初中物理學習的軟件

     《金角魚初中物理》希望用教育思想和教學創(chuàng)新，通過技術(shù)和產(chǎn)品為師生賦能。軟件主張面向過程和方法，強調(diào)要教學創(chuàng)新；主張基于學科素養(yǎng)，著重科學探究和科學思維。為此軟件基于“金角魚云平臺”，利用數(shù)學建模、數(shù)值仿真、數(shù)據(jù)庫、人工智能、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，融合PBL（項目化學習/問題式學習）、STEM、科學游戲等手法，為老師、學生搭建了數(shù)百個“以探究為主線，以交互為特征”的三維仿真情境。幫助老師、學生通過利用這些情境，從而讓課堂更有效，讓學習更主動。初中物理演示軟件下載排名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。

     利用《金角魚初中物理》，探索項目化的初中物理學習模式。

     開展設(shè)計項目式或主題式的探究性學習模式，利用金角魚線上平臺，有更多保存和展示學生作品的空間，教師要盡可能地展示學生的學習成果，以成就感驅(qū)動學生進一步學習。在學生嘗試優(yōu)化設(shè)計方案的過程中不斷增加感覺運動系統(tǒng)的體驗，進而調(diào)動大腦的思考，這樣可以有效促進具身認知發(fā)展。利用平臺提供的豐富資源，項目化式的學習，學生各顯其能，在習得知識的過程中，培養(yǎng)了解決問題的能力，增加了學生的自信心，促進了學生的個性化發(fā)展示。

     《金角魚初中物理》使物理實驗課的數(shù)據(jù)采集及處理變的更有效。

     物理的實驗離不開數(shù)據(jù)的采集及處理，但在一些較為復雜的物理實驗中，傳統(tǒng)實驗難以在短時間內(nèi)進行的復雜數(shù)據(jù)的采集及處理。且傳統(tǒng)物理實驗每進行一次實驗需要多個實驗器材的組合使用，部分實驗準備和操作時間過長，導致無法在有限課堂時間內(nèi)完成對應內(nèi)容的學習的情況時有發(fā)生。在數(shù)據(jù)處理等方面，學生需要進行大量的人工計算和分析，再根據(jù)實驗數(shù)據(jù)或作出的圖像、進行分析歸納得出結(jié)論。但事實上，一節(jié)課能留給學生探究的次數(shù)和思考的時間并不多。學生在課堂上的一些想法也很難在課上全部進行，想在課余時間將課上自己的想法付諸實踐也會受此器材的局限，結(jié)果只能空想了之。而金角魚打破原先大量的人工計算環(huán)節(jié)，通過自帶的電子表格，輸入已采集的數(shù)據(jù)，可自動描點繪圖，大量縮短了數(shù)據(jù)處理的時間，幫助學生有更多時間進行數(shù)據(jù)分析或圖像分析，有效提升學生的科學思維。 《金角魚初中物理》適合教師提升教學效果、打造新型課堂、布置作業(yè)。

     《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習對象現(xiàn)象級的仿真，而是對物理對象內(nèi)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(shù)，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。 金角魚針對教學難點和痛點，為老師賦能，學生學起來更容易。初中物理學習APP下載安裝

金角魚做中學軟件用教學創(chuàng)新解決復習課教學轉(zhuǎn)化率不高的問題。初中物理學習的軟件

     《金角魚初中物理》中的“探究式復習”蘊含教學智慧，呈現(xiàn)出現(xiàn)代技術(shù)的威力。

     （1）“探究式復習”的特性

     *探究習題背后基礎(chǔ)的研究對象

     *從探究中找到一般性的方法

     *在習題分析中應用探究成果

     *用設(shè)計與操作增進對問題感知和處理能力

     （2）“探究式復習”的教學價值

     *更是方向：架構(gòu)學科素養(yǎng)和應試的橋梁

     *更深入：將刷題轉(zhuǎn)化為探究式學習

     *更提能力：用深度學習替代低水平重復

     *更能提分：提分/應變能力/省時間/有趣

     （3）“探究式復習”的內(nèi)容

     凸透鏡成像專題、伏安法測電阻專題、伏安法測電阻故障專題、測定小燈泡電功率專題、測定小燈泡電功率故障專題、電路故障專題（短路、斷路）、固體壓強專題Ⅰ、固體壓強專題II、固體壓力專題、流固混合下的壓強專題、串聯(lián)電路動態(tài)變化專題復習課、詳見微信公眾號“金角魚做中學”中的《專題復習方案》 初中物理學習的軟件