《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。金角鱼的虚拟仿真教育技术在初中物理教学上的创新应用。中学物理APP安装 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...

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...

《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...

初中物理教学的另一副翅膀——《金角鱼初中物理》于物理教学的融合。 应用应用信息技术必然是今后物理教学的趋势。金角鱼能提供如下帮助： （1）提供大量物理情境，激发学习兴趣； （2）降低学习难度，增强学习力； （3）辅助物理实验，提升教学实效； （4）重演物理知识发生过程，增强学生体验； （5）拓展学习时空，变有限为无限。 在物理教学中，金角鱼就如同老师们物理教学的另一副新翅膀，帮助老师进一步拓展物理教学时空，使学生可以在更高、更广阔的物理时空中翱翔，获得更高、更好的发展。...

《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。 金角鱼，在与...

金角鱼有大量信息技术和课堂深度融合的案例，打造出了课堂新气象。 以“欧姆定律”为例，《金角鱼初中物理》的课堂应用脉络是：学生自主实验设计--实验设计结果的师生交互--实验数据采集的小组团队协助--实验数据小组间分享和汇总--实验数据的动态处理--实验数据的多维度分析。 信息技术应用在课堂上，使整体的教学内容达到了延伸与提升。软件的实用、高效，打破了以往教学中为了用平台而用平台的局面，节约了课堂时间，使整体的教学内容达到了延伸与提升。除此以外，紧紧抓住了学生的学习心理，激发了学生的学习兴趣，学生参与度高了，课堂气氛活跃了，接受程度也高了。 金角鱼初中...

《金角鱼初中物理》能引发深度学习，刺激主动学习。 学生置身于仿真环境中，可以充分调动感觉、运动和思维，极大地提高了学习效率。曾经有教育心理学家进行了比较试验，结果表明：仿真教学模式下，学生可以记忆约70%的内容，而传统的“教师讲，学生听”模式下，学生只能记忆约30%的内容。 与传统的方式相比，仿真教学能为学生提供充分动手的机会、灵活的仿真各种真实情况、设定各种事故及极限运行状态、具备自动评价功能、安全性高、节省开支。除了这些显而易见的优点，仿真教学还有一些超出人们预期的效果： （1）调动学生学习主动性。仿真软件一般都是独自操作，独自...

利用《金角鱼初中物理》，做探究实验。 金角鱼不仅包含大量学生实验以及演示实验，还包括很多探究实验。实验界面效果逼真，实验数据准确客观，实验设计科学合理，是在线实验教学非常好的选择。 以“测定小灯泡的电功率”为例，该实验是初中物理中非常重要的实验之一，学生从实验器材的选择，到实验表格的设计，再到实验电路的连接和数据的读取，都需要严谨而规范的操作。该实验软件首先提供了让学生自己动手连接实物的机会，而且只有所有操作全部规范，连接全部正确之后才可以正确读数，否则就会出现和实物器材一样的实验现象或者报警。电路连接好之后，可以利用放大镜功能读取数据并对数据进行...

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。 有了金角鱼...

《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...

《金角鱼初中物理》中的“探究式复习”蕴含教学智慧，呈现出现代技术的威力。 （1）“探究式复习”的特性 *探究习题背后基础的研究对象 *从探究中找到一般性的方法 *在习题分析中应用探究成果 *用设计与操作增进对问题感知和处理能力 （2）“探究式复习”的教学价值 *更是方向：架构学科素养和应试的桥梁 *更深入：将刷题转化为探究式学习 *更提能力：用深度学习替代低水平重复 *更能提分：提分/应变能力/省时间/有趣 ...

《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...

金角鱼有着大量的教学创新，一直在应用中为老师们提供帮助，助力老师成为信息时代的杰出教师。例如帮助上海民办永昌学校的邱老师打造《探究物质质量与体积的关系》一课。 本节课采用小组合作的形式，三个大组十个小组的学生分别对三种液体、三种固体进行测量。利用金角鱼平台进行数据的收集、汇总，并带领学生进行数据分析。金角鱼的即时汇总、曲线拟合等基于内容的数据采集和分析工具为课堂提供了极大的便利。 （1）实验数据的生生、师生共享。线下实验与金角鱼线上数据分享相融合，即时拿到实验数据，提高了实验效率，同学们看到了团队协作的力量，无意之间增强了团队的合作的意识。 ...

《金角鱼初中物理》中灵活的实验设计和智能反馈，能减轻教师工作量，提升课堂效率。 以电路设计为例，在电学模块的任何地方，师生都可以自由设计、操作电路，都可以随意存取电路文件，都能得到智能的系统反馈。 电路设计引擎具备如下特性： *电参数可调/故障可设置 *可操作/存储/修改/分享 *内在机理层次的仿真 *器件数量不受限制 *可随意自主设计电路 电路设计引擎具备如下教学价值： *体贴：教师减少课时占用、解决动态/故障难点 ...

《金角鱼初中物理》中灵活的实验设计和智能反馈，能减轻教师工作量，提升课堂效率。 以电路设计为例，在电学模块的任何地方，师生都可以自由设计、操作电路，都可以随意存取电路文件，都能得到智能的系统反馈。 电路设计引擎具备如下特性： *电参数可调/故障可设置 *可操作/存储/修改/分享 *内在机理层次的仿真 *器件数量不受限制 *可随意自主设计电路 电路设计引擎具备如下教学价值： *体贴：教师减少课时占用、解决动态/故障难点 ...

《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...

利用《金角鱼初中物理》，做探究实验。 金角鱼不仅包含大量学生实验以及演示实验，还包括很多探究实验。实验界面效果逼真，实验数据准确客观，实验设计科学合理，是在线实验教学非常好的选择。 以“测定小灯泡的电功率”为例，该实验是初中物理中非常重要的实验之一，学生从实验器材的选择，到实验表格的设计，再到实验电路的连接和数据的读取，都需要严谨而规范的操作。该实验软件首先提供了让学生自己动手连接实物的机会，而且只有所有操作全部规范，连接全部正确之后才可以正确读数，否则就会出现和实物器材一样的实验现象或者报警。电路连接好之后，可以利用放大镜功能读取数据并对数据进行...

《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...

《金角鱼初中物理》能解决以下问题。 （1）解决了教师情境创设难的问题：用仿真技术创设互动情境，实现了日常教学中的难点突破和探究式教学。 （2）解决了学生学习积极性调动问题：用数值仿真/人工智能/互联网等技术实现了“课堂四动（情境互动/问题拉动/数据联动/平台驱动）”，通过“课堂四动”引发“学生四动（动手/动脑/动心/动情）”。 （3）解决了应试教育和素质教育相背的问题，缓解了教师复习课教学转化率低的问题：用“探究式复习”构筑学科素养和应试之间的桥梁，教学转化率大幅提升。 （4）解决了学生实验操作动手难问题和规范性掌握...

金角鱼在上海的教学应用实践《用数值仿真和人工智能，改变初中物理教学模式》，入选《中国智能教育创新实践报告》。 “2022中国教育数字化转型下的智能教育”论坛，于2022年1月13日在上海举行。 本论坛重点关注中国近年来在各个学生年龄段以及各场景下教育数字化转型的成果，讨论智能教育技术对传统教育所带来的改变，旨在推进人工智能等信息技术与教育的深度融合和推广应用。 本次论坛邀请了来自教育界的学者与企业界的嘉宾，围绕人工智能和其他先进技术促进教育数字化转型等问题进行分享和交流。UNESCO教育信息技术研究所（UNESCOIITE)所长展涛...

金角鱼的推广应用，在打造高效课堂、激发学生主动学习、引发深度学习，促进教师成长，实现初中物理课程的校本化和探究化方面，正在改变着初中物理的教学模式、形成面向学科素养基于仿真技术的初中物理教学法。 大量依托金角鱼初中物理软件的常态化的教研活动在上海和长三角进行。几年来，据不完全统计，使用《金角鱼初中物理》上的公开课有一百节以上。上海市奉贤区教育学院以物理教学和金角鱼软件融合为主题的教研活动达到两个学期十几场。使用金角鱼进行教学的教师有二千名以上。 金角鱼公众号，开设了“教学法研究专栏“，大量教研活动的报道，以及教学法研究文章，详见金角鱼做中学微信公众...

利用《金角鱼初中物理》，做探究实验。 金角鱼不仅包含大量学生实验以及演示实验，还包括很多探究实验。实验界面效果逼真，实验数据准确客观，实验设计科学合理，是在线实验教学非常好的选择。 以“测定小灯泡的电功率”为例，该实验是初中物理中非常重要的实验之一，学生从实验器材的选择，到实验表格的设计，再到实验电路的连接和数据的读取，都需要严谨而规范的操作。该实验软件首先提供了让学生自己动手连接实物的机会，而且只有所有操作全部规范，连接全部正确之后才可以正确读数，否则就会出现和实物器材一样的实验现象或者报警。电路连接好之后，可以利用放大镜功能读取数据并对数据进行...

《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...

金角鱼有大量信息技术和课堂深度融合的案例，打造出了课堂新气象。 以“欧姆定律”为例，《金角鱼初中物理》的课堂应用脉络是：学生自主实验设计--实验设计结果的师生交互--实验数据采集的小组团队协助--实验数据小组间分享和汇总--实验数据的动态处理--实验数据的多维度分析。 信息技术应用在课堂上，使整体的教学内容达到了延伸与提升。软件的实用、高效，打破了以往教学中为了用平台而用平台的局面，节约了课堂时间，使整体的教学内容达到了延伸与提升。除此以外，紧紧抓住了学生的学习心理，激发了学生的学习兴趣，学生参与度高了，课堂气氛活跃了，接受程度也高了。 金角鱼支持...

《金角鱼初中物理》的设计创新具有鲜明的教学前瞻性。 （1）在理念运用上，整合了“做中学”和“STEM”理念，因而呈现出很强的探究式学习的特点，软件具备很强的交互性和操作性。 产品具备科学游戏的特点，通过三维建模的形式创造立体的空间，交互的游戏体验，让孩子们可以交流互通，极大丰富了内容玩点，充分吸引孩子。通过交互性和操作性的设计，实现深度参与，一改被动灌输的传统模式。 （2）在表现手法上，呈现出“趣味性”、“艺术性”和“故事性”。 产品还将设法把故事性融入。寓知识于故事之中，藏探究于游戏之内。以软件的形式通过运用先进的...

《金角鱼初中物理》提供大量三维模型互动情境，来帮助老师解决初中物理的工程问题。例如热学的热机。 首先，可以通过一步步组装来认识活塞发动机的结构。在组装和运转各个部件中探索发动机中活塞、连杆、曲轴等部件的正确位置及连接方式，感受它们的工作方式。 （1）组装连杆曲轴机构 （2）组装活塞机构 （3）组装配气机构 （4）组装一个完整的发动机 再通过观察各部分的运动方式来认识活塞发动机的工作原理。 （1）观察单个汽缸的工作过程 （2）在加速减速中认识整个发动机中各...

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。 金角鱼会持续探索将虚拟仿真实验引入课堂教学中，以学生为主体的教学模式。初中物理交互实验APP推荐 《金角鱼初中物理》创设的情境，强调探...

《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。 金角鱼，在与...

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。 金角鱼三门课程入选首批“上海市素质教育课程项目资源”。金角鱼初中物理...

教育部教育信息化技术标准委员会主任祝智庭教授为金角鱼题词。在经过对金角鱼公司和《金角鱼初中物理》的前期研究后，祝智庭教授对《金角鱼初中物理》产品进行了更为深入地实际考察。考察过后，祝智庭教授说，金角鱼能够肯坐冷板凳，“以IT和物理教学深度融合”为产品使命实属难能可贵，很有教育情怀。而做教育，没有教育情怀是做不好的。 金角鱼坚持自己的价值主张，坚持把探究作为“情境创设”的主线，以生动深刻的情境和多种形式的交互致力于打造新型课堂。在祝教授看来，这是开辟了新路。他希望金角鱼，在这条光明大道上继续深入地走下去，越做越好。 祝教授，满怀对教育的期待，欣然为金...