《金角魚初中物理》的一大特點(diǎn)是現(xiàn)象數(shù)據(jù)化,通過(guò)數(shù)據(jù)來(lái)傳達(dá)感性。例如軟件中引入的數(shù)字傳感器——壓力壓強(qiáng)傳感器。
在“壓強(qiáng)”這節(jié)課中,固體對(duì)接觸面的壓強(qiáng)大小可以通過(guò)物體形變程度來(lái)進(jìn)行定性比較。但由于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中沒(méi)有設(shè)置定量比較的過(guò)程,只能得出壓強(qiáng)與壓力成正相關(guān)、與受力面積成負(fù)相關(guān),無(wú)法得到“壓強(qiáng)大小與壓力大小成正比,與受力面積成反比”的結(jié)論。所以書本上緊接著以直接“告訴”的方式給出結(jié)論:“實(shí)際上,壓力的作用效果是由單位面積上受到的壓力決定的。
”上面提到的這個(gè)問(wèn)題一直以來(lái)沒(méi)有一個(gè)很好的解決方案,因?yàn)槲矬w受到的壓強(qiáng)雖然可通過(guò)物體的形變來(lái)表現(xiàn),但因?yàn)闊o(wú)法測(cè)量的緣故導(dǎo)致無(wú)法定量描述,從而學(xué)生無(wú)法自主得出壓強(qiáng)公式。但借助《金角魚初中物理》軟件,將這塊內(nèi)容進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。在軟件“壓力壓強(qiáng)”教學(xué)內(nèi)容中,物體的下方都會(huì)有一個(gè)傳感器,使得壓強(qiáng)大小可以通過(guò)底部顆粒物的顏色深淺來(lái)判斷(顏色越深壓強(qiáng)越大),同時(shí)還可以在數(shù)據(jù)層面顯示壓強(qiáng)的具體大小。在能獲得壓強(qiáng)具體數(shù)據(jù)情況下,就可以找出壓強(qiáng)與壓力大小、受力面積大小的定量關(guān)系——與壓力成正比,與受力面積成反比。 金角魚開展《融合仿真技術(shù)的初中物理學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)教學(xué)法實(shí)踐研究》工作坊。初中物理探究軟件安裝
利用《金角魚初中物理》,做理想實(shí)驗(yàn)。
初中物理有很多理想實(shí)驗(yàn)是無(wú)法在課堂上、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成的,如“探究光滑水平面上的二力平衡”。此時(shí)利用金角魚則能解決這個(gè)問(wèn)題。
學(xué)生在軟件中不僅得出了勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)的二力平衡條件,對(duì)于加速直線運(yùn)動(dòng)和減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的兩力關(guān)系也能有所了解,更有的學(xué)生還能得出“當(dāng)運(yùn)動(dòng)物體水平方向不受力時(shí)會(huì)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)”的結(jié)論,為之后牛頓慣性定律的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,有的學(xué)生提出疑問(wèn)“為什么物體開始運(yùn)動(dòng)后,無(wú)論施加的兩個(gè)力怎么改變,都無(wú)法使物體靜止”;有的同學(xué)發(fā)現(xiàn),合力會(huì)影響物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。通過(guò)線上實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)的情境,有效地增加了學(xué)生的體驗(yàn)、拓展了學(xué)生的思維,對(duì)于課上知識(shí)的吸收起到促進(jìn)作用。相比于平時(shí)的課上實(shí)驗(yàn),學(xué)生不再受到時(shí)間和空間的限制,這樣的探究更加充分。 初中物理交互實(shí)驗(yàn)APP用技術(shù)改變教學(xué)模式,金角魚案例入選《中國(guó)智能教育創(chuàng)新實(shí)踐報(bào)告》。
《金角魚初中物理》的研發(fā)創(chuàng)新手段具有鮮明的先進(jìn)性和綜合性。
(1)把在航空、航天、汽車等工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域所使用的CAE(計(jì)算機(jī)輔助工程)手段,用于建立仿真教學(xué)中的物理模型。如,力學(xué)中的伯努利原理交互仿真探究情境(流體速度和壓強(qiáng)的關(guān)系)等,這么高維的手段非常有助于解決老師常見(jiàn)的教學(xué)難點(diǎn)和痛點(diǎn)。
(2)綜合虛擬仿真、情境化教學(xué)、PBL(Problembasedlearning)和AI思想和技術(shù),通過(guò)沉浸場(chǎng)景和場(chǎng)景變革,在不斷推進(jìn)的各個(gè)場(chǎng)景里通過(guò)提出越來(lái)越深入的大量的問(wèn)題,引發(fā)學(xué)生動(dòng)手、思考和探究,促進(jìn)有效學(xué)習(xí)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(biāo)準(zhǔn)的,具有高精度仿真特點(diǎn)。
《金角魚初中物理》突破多個(gè)“講不清/看不見(jiàn)/進(jìn)不去/動(dòng)不得/難再現(xiàn)”的教學(xué)難點(diǎn)。
(1)進(jìn)入“進(jìn)不去”的微觀領(lǐng)域。例如,熱對(duì)流中分子運(yùn)動(dòng)的仿真、把功和能聯(lián)系起來(lái)認(rèn)知比熱容、以及電壓的直觀解釋等。
(2)進(jìn)入“進(jìn)不去”的工程問(wèn)題。例如,組裝活塞運(yùn)行機(jī)構(gòu)和熱機(jī)等。
(3)操作“動(dòng)不得”的理想實(shí)驗(yàn)。例如,探究光滑水平面上力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系等。
(4)造出“難再現(xiàn)”的實(shí)驗(yàn)故障。例如,“測(cè)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(cè)電阻”專題中十幾種電路故障;學(xué)生還可根據(jù)現(xiàn)象描述,在正確電路基礎(chǔ)上進(jìn)行修改,使得電路出現(xiàn)指定故障。
(5)看見(jiàn)“看不見(jiàn)”的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。例如,聲音的傳播過(guò)程、振動(dòng)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(qiáng)直觀感知;引入三維建模,深入剖析四沖程原理等。 金角魚面向過(guò)程和方法,重視教學(xué)創(chuàng)新,基于關(guān)鍵素養(yǎng),看重科學(xué)探究和科學(xué)思維。
《金角魚初中物理》倡導(dǎo)在學(xué)習(xí)過(guò)程中強(qiáng)化感性感知。
越來(lái)越強(qiáng)的“感性表達(dá)技術(shù)”,是金角魚所追求的重要能力之一。
人是有感性的動(dòng)物。感性是人類生存的基礎(chǔ),也是人活著的目的(追求幸福感)。
感性是幸福感的來(lái)源。感性能力及其培養(yǎng),是教育工作者和每個(gè)人都不可忽略的方面。我們長(zhǎng)期以來(lái),高估理性貶低感性,忽略了感性能力及其養(yǎng)成。
感性和理性,沒(méi)有高低之分。直覺(jué)和洞見(jiàn),建立在感性的基礎(chǔ)之上。鮮活的創(chuàng)造力常常伴隨著過(guò)人的感性。
科學(xué)始于感性??茖W(xué)的發(fā)現(xiàn)始于感性,科學(xué)學(xué)習(xí)也始于感性。
科學(xué)和藝術(shù)在山底分手,在山頂匯合。藝術(shù)強(qiáng)調(diào)感性,科學(xué)強(qiáng)調(diào)理性??茖W(xué)和藝術(shù)相結(jié)合,就是感性和理性相結(jié)合?!笆加诟行?,終于理性”是錯(cuò)誤的,感性-理性-感性-理性……這樣往復(fù)循環(huán)才更合理。 金角魚能激發(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)交互軟件排名
金角魚榮獲****認(rèn)定。初中物理探究軟件安裝
《金角魚初中物理》能解決以下問(wèn)題。
(1)解決了教師情境創(chuàng)設(shè)難的問(wèn)題:用仿真技術(shù)創(chuàng)設(shè)互動(dòng)情境,實(shí)現(xiàn)了日常教學(xué)中的難點(diǎn)突破和探究式教學(xué)。
(2)解決了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性調(diào)動(dòng)問(wèn)題:用數(shù)值仿真/人工智能/互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了“課堂四動(dòng)(情境互動(dòng)/問(wèn)題拉動(dòng)/數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)/平臺(tái)驅(qū)動(dòng))”,通過(guò)“課堂四動(dòng)”引發(fā)“學(xué)生四動(dòng)(動(dòng)手/動(dòng)腦/動(dòng)心/動(dòng)情)”。
(3)解決了應(yīng)試教育和素質(zhì)教育相背的問(wèn)題,緩解了教師復(fù)習(xí)課教學(xué)轉(zhuǎn)化率低的問(wèn)題: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,教學(xué)轉(zhuǎn)化率大幅提升。
(4)解決了學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作動(dòng)手難問(wèn)題和規(guī)范性掌握問(wèn)題:實(shí)驗(yàn)考練習(xí),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)。
(5)解決物理學(xué)科教研不活躍和手段匱乏的問(wèn)題:以新技術(shù)煥發(fā)物理學(xué)科教學(xué)教研的活力,促進(jìn)教師成長(zhǎng)和教學(xué)水平的提高。 初中物理探究軟件安裝