金角鱼初中物理软件（学校版）教学应用

     《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。 《金角鱼初中物理》以探究为目的，以情境为内容，以交互为特征。金角鱼初中物理软件（学校版）教学应用

     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。 中学物理实验软件情境引人入胜金角鱼做中学软件用教学创新解决复习课教学转化率不高的问题。

     《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。

     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。 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。

     《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问题：实验考练习，有力地减轻教师在新授课和复习课上的教学负担。

     （5）解决物理学科教研不活跃和手段匮乏的问题：以新技术焕发物理学科教学教研的活力，促进教师成长和教学水平的提高。 用新问题新思想新技术，创新初中物理教研形态。新课标下的金角鱼初中物理教学软件培养感性能力

《金角鱼初中物理》的教学应用与价值。金角鱼初中物理软件（学校版）教学应用

     《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虚拟仿真技术结合卡通人物的引导把枯涩难懂的理论、技术，以一种生动、形象、活泼的方式表现出来，让公众能够轻松愉快的明白和接受这些理论知识。 金角鱼初中物理软件（学校版）教学应用

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