《金角魚初中物理》突破多個“講不清/看不見/進不去/動不得/難再現(xiàn)”的教學難點。
(1)進入“進不去”的微觀領(lǐng)域。例如,熱對流中分子運動的仿真、把功和能聯(lián)系起來認知比熱容、以及電壓的直觀解釋等。
(2)進入“進不去”的工程問題。例如,組裝活塞運行機構(gòu)和熱機等。
(3)操作“動不得”的理想實驗。例如,探究光滑水平面上力和運動的關(guān)系等。
(4)造出“難再現(xiàn)”的實驗故障。例如,“測定小燈泡電功率故障”專題中的十余種經(jīng)典故障、“伏安法測電阻”專題中十幾種電路故障;學生還可根據(jù)現(xiàn)象描述,在正確電路基礎(chǔ)上進行修改,使得電路出現(xiàn)指定故障。
(5)看見“看不見”的實驗過程。例如,聲音的傳播過程、振動與聲音等。
(6)講清“講不清”的現(xiàn)象和原理。例如,引入數(shù)字傳感器,建立壓力壓強直觀感知;引入三維建模,深入剖析四沖程原理等。 金角魚的虛擬仿真教育技術(shù)在初中物理教學上的創(chuàng)新應用。初中物理模擬平臺下載
《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(lǐng)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(guān)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(shù),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。 初中物理課堂教學系統(tǒng)金角魚云平臺有助于重塑以課堂文化為主的學校文化。
《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(shù)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(diào)動問題:用數(shù)值仿真/人工智能/互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)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(qū)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(zhì)教育相背的問題,緩解了教師復習課教學轉(zhuǎn)化率低的問題:用“探究式復習”構(gòu)筑學科素養(yǎng)和應試之間的橋梁,教學轉(zhuǎn)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(shù)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。 金角魚是老師教學的好幫手,學生學習的得力助手。
《金角魚初中物理》能有效促進達成物理教學的過程性評價。
新課程倡導“立足過程,促進發(fā)展”的學生學習評價。評價的目的在于診斷學生在發(fā)展過程中的優(yōu)勢與不足,教師應將評價結(jié)果及時反饋給學生。但在傳統(tǒng)實驗,受學生人數(shù)、時間等限制,教師往往采取主觀評判方式,即教師通過觀察和聆聽學生表述或在實驗過程中的表現(xiàn)再結(jié)合自身教學經(jīng)驗,只能進行口頭評價。而金角魚可以通過軟件自帶的實驗的評價系統(tǒng)及時反饋給每位學生,幫助學生能發(fā)現(xiàn)并及時找出從而糾正在學習過程中存在的問題,激勵學生學習物理的興趣和信心,從而促進學生的發(fā)展,再通過每一個學生實驗操作及數(shù)據(jù)上傳中的情況,教師可以對出現(xiàn)的問題及時分析原因,及時講解,且學生活動真實有效。 用數(shù)值仿真和人工智能,改變初中物理教學模式。初中物理仿真軟件推薦
金角魚獲殊榮:成為江蘇教育信息化13個重點推薦產(chǎn)品之一。初中物理模擬平臺下載
利用《金角魚初中物理》,探索線上線下融合的初中物理學習模式。
有效融合線上實驗與線下實驗是未來物理教學的趨勢。線上實驗和線下實驗的側(cè)重點是不同的,通過利用金角魚合理融合線上實驗與線下實驗,建構(gòu)出匹配化情景、小組合作化的教學模式及個性化的內(nèi)容拓展,可以拓展科學探究的時間和空間,學生個體在探究過程中所擁有的自由度對其創(chuàng)造力具有積極影響。教師在建構(gòu)過程中提高了單元教學設計的能力,學生在建構(gòu)知識和拓展提升過程中實現(xiàn)具身認知的發(fā)展。 初中物理模擬平臺下載