《金角魚(yú)初中物理》中的情境是怎么做出來(lái)的？金角魚(yú)，不是對(duì)研究或?qū)W習(xí)對(duì)象現(xiàn)象級(jí)的仿真，而是對(duì)物理對(duì)象內(nèi)在機(jī)理的仿真。它基于人類對(duì)整個(gè)物理對(duì)象形成的科學(xué)的研究成果，這個(gè)成果往往是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)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(xué)對(duì)此非常感興趣，認(rèn)為這種方式開(kāi)啟了一種新的探究途徑。如點(diǎn)燃蠟燭后，熱在空氣中擴(kuò)散的情形。當(dāng)對(duì)流存在時(shí)，熱擴(kuò)散會(huì)由于流體的流動(dòng)而發(fā)生復(fù)雜的形變，其運(yùn)動(dòng)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(huì)帶了較為復(fù)雜的計(jì)算，對(duì)計(jì)算機(jī)性能有一定要求。由于流體存在湍流現(xiàn)象，仿真計(jì)算還需要加入湍流方程，即流體在越過(guò)障礙時(shí)，快速流動(dòng)的液體速度會(huì)產(chǎn)生散亂的隨機(jī)流動(dòng)現(xiàn)象。 金角魚(yú)做中學(xué)軟件用教學(xué)創(chuàng)新解決復(fù)習(xí)課教學(xué)轉(zhuǎn)化率不高的問(wèn)題。初中物理虛擬現(xiàn)實(shí)交互平臺(tái)下載安裝

     《金角魚(yú)初中物理》是基于數(shù)值仿真和人工智能的初中物理探究式智能情境教學(xué)系統(tǒng)。它所應(yīng)用的技術(shù)主要是數(shù)值仿真(CAE)和人工智能(AI)。金角魚(yú)建立了物理對(duì)象的數(shù)學(xué)模型及其相應(yīng)的數(shù)值計(jì)算方案，形成高精度、高魯棒性的CAE技術(shù)。仿真對(duì)象有電路、分子、熱機(jī)、滑動(dòng)、齒輪、流體、運(yùn)動(dòng)、聲波、音階、光路、柔性物體等。金角魚(yú)構(gòu)建了壓力或壓強(qiáng)等數(shù)字傳感器，形成直觀精密的探究環(huán)境。它還能對(duì)電路/滑輪組/光路等用戶的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行智能評(píng)估。初中物理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)下載排名用技術(shù)改變教學(xué)模式，金角魚(yú)案例入選《中國(guó)智能教育創(chuàng)新實(shí)踐報(bào)告》。

     運(yùn)用《金角魚(yú)初中物理》幫助學(xué)生熟悉各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提升科學(xué)思維，培養(yǎng)學(xué)科素養(yǎng)。

     有的老師指出以往教學(xué)中普遍存在一些故障現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)室無(wú)法復(fù)現(xiàn)，往往是“講不清、看不見(jiàn)、進(jìn)不去、動(dòng)不得、難再現(xiàn)”，現(xiàn)在利用軟件能很方便得把一些現(xiàn)象做出來(lái)，讓學(xué)生去尋找現(xiàn)象發(fā)生的原因，這對(duì)提升學(xué)生在物理現(xiàn)象方面的思維品質(zhì)、幫助學(xué)生建立故障現(xiàn)象與故障原因之間的聯(lián)系有非常大的幫助。

     例如金角魚(yú)專門(mén)對(duì)“測(cè)定小燈泡電功率中的一些故障和常見(jiàn)問(wèn)題”做了故障專題。學(xué)生能在正確的電路基礎(chǔ)上把指定的故障現(xiàn)象“造”出來(lái)。該專題覆蓋了常見(jiàn)了15種故障。

     這種逆向操作，思維量很大。“紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行”，經(jīng)過(guò)這樣的“試錯(cuò)”，手腦并用，學(xué)生不光對(duì)本實(shí)驗(yàn)，對(duì)所有電路的認(rèn)識(shí)都能上升到新的更高的水平。再如，中考前的專題復(fù)習(xí)課，老師再攜帶實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)入課堂，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。這時(shí)有些老師利用軟件現(xiàn)象動(dòng)態(tài)可視化，通過(guò)金角魚(yú)事先搭建電路，模擬電路變化過(guò)程，現(xiàn)象清晰且動(dòng)態(tài)可見(jiàn)。

     《金角魚(yú)初中物理》對(duì)復(fù)習(xí)課和實(shí)驗(yàn)考練習(xí)也有很大幫助。

     （1）復(fù)習(xí)課方面，用“探究式復(fù)習(xí)”構(gòu)筑學(xué)科素養(yǎng)和應(yīng)試之間的橋梁，帶來(lái)多項(xiàng)教學(xué)創(chuàng)新。

     探究式復(fù)習(xí)，將刷題轉(zhuǎn)化為探究式學(xué)習(xí)，用深度學(xué)習(xí)替代低水平重復(fù)，更能提分、更具應(yīng)變能力、更省時(shí)間、更有趣。軟件中包括了十一個(gè)專題復(fù)習(xí)，它們均是考前復(fù)習(xí)的難點(diǎn)重點(diǎn)。

     （2）實(shí)驗(yàn)考練習(xí)，將有力地減輕教師在新授課和復(fù)習(xí)課上的教學(xué)負(fù)擔(dān)。實(shí)驗(yàn)考練習(xí)，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，利用原有情境，推出了全部14個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)考練習(xí)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)考練習(xí)均具備演示模式、練習(xí)模式、考核模式。

     它將有力地促進(jìn)考前練習(xí)，而且已經(jīng)被多個(gè)老師融入到新授課的教學(xué)中。它減輕了老師負(fù)擔(dān)，為新授課和復(fù)習(xí)課都帶來(lái)巨大便利，推進(jìn)了線上和線下融合的混合式教學(xué)。 金角魚(yú)云平臺(tái)，同步交互，打造新型課堂。異步交互，打造翻轉(zhuǎn)課堂。

     金角魚(yú)教研共同體正在積極探索初中物理教學(xué)新模式和新方法。

     對(duì)于初中物理教學(xué)，普遍存在情境創(chuàng)設(shè)乏力、學(xué)生動(dòng)手操作機(jī)會(huì)較少的情況；諸多教學(xué)難點(diǎn)的解決呼喚新的技術(shù)手段，如二力平衡、電學(xué)故障等。為提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、參與度和學(xué)習(xí)效果，在物理教學(xué)的諸多環(huán)節(jié)需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)更多生動(dòng)、直觀、能激發(fā)學(xué)生思維的互動(dòng)情境。為解決上述問(wèn)題，金角魚(yú)把數(shù)值仿真和人工智能技術(shù)引入到初中物理教學(xué)中。

     2020年2月上海奉賢區(qū)教育學(xué)院教學(xué)研究中心和上海金角魚(yú)軟件有限公司聯(lián)合發(fā)起《在線教學(xué)背景下初中物理課堂教學(xué)與金角魚(yú)初中物理軟件的有效整合教學(xué)研究》項(xiàng)目。該項(xiàng)目先在上海古華中學(xué)等十余所奉賢區(qū)學(xué)校實(shí)施，后來(lái)擴(kuò)展到上海的楊浦區(qū)、閔行區(qū)、浦東新區(qū)、嘉定區(qū)，進(jìn)而又延伸到江蘇省和浙江省的部分學(xué)校。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，該項(xiàng)目累計(jì)涉及學(xué)校500所以上、教師1500名以上。隨著實(shí)踐的深入，本項(xiàng)目后來(lái)演變?yōu)椤度诤戏抡婕夹g(shù)學(xué)科素養(yǎng)導(dǎo)向的初中物理教學(xué)法實(shí)踐研究》。

     該項(xiàng)目目的是運(yùn)用數(shù)值仿真和人工智能技術(shù)煥發(fā)初中物理教學(xué)活力，造就學(xué)生探究式學(xué)習(xí)的場(chǎng)景，激發(fā)學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦、動(dòng)心、動(dòng)情，改變“教”和“學(xué)”的模式；探索用新的方法和工具武裝新一代教師，培養(yǎng)學(xué)科素養(yǎng)達(dá)標(biāo)的高素質(zhì)學(xué)生。 金角魚(yú)云平臺(tái)強(qiáng)調(diào)技術(shù)和教學(xué)深度融合，倡導(dǎo)探究式教學(xué)。初中物理課堂教學(xué)系統(tǒng)

金角魚(yú)能激發(fā)興趣，并能促進(jìn)深度學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)。初中物理虛擬現(xiàn)實(shí)交互平臺(tái)下載安裝

     利用《金角魚(yú)初中物理》，探索線上線下融合的初中物理學(xué)習(xí)模式。

     有效融合線上實(shí)驗(yàn)與線下實(shí)驗(yàn)是未來(lái)物理教學(xué)的趨勢(shì)。線上實(shí)驗(yàn)和線下實(shí)驗(yàn)的側(cè)重點(diǎn)是不同的，通過(guò)利用金角魚(yú)合理融合線上實(shí)驗(yàn)與線下實(shí)驗(yàn)，建構(gòu)出匹配化情景、小組合作化的教學(xué)模式及個(gè)性化的內(nèi)容拓展，可以拓展科學(xué)探究的時(shí)間和空間，學(xué)生個(gè)體在探究過(guò)程中所擁有的自由度對(duì)其創(chuàng)造力具有積極影響。教師在建構(gòu)過(guò)程中提高了單元教學(xué)設(shè)計(jì)的能力，學(xué)生在建構(gòu)知識(shí)和拓展提升過(guò)程中實(shí)現(xiàn)具身認(rèn)知的發(fā)展。 初中物理虛擬現(xiàn)實(shí)交互平臺(tái)下載安裝