初中物理模擬平臺(tái)

     《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(hù)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行智能評(píng)估。“金角魚(yú)”，是仿真技術(shù)和科學(xué)教育產(chǎn)品研發(fā)基地。初中物理模擬平臺(tái)

     利用《金角魚(yú)初中物理》，做科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈锢韺?shí)驗(yàn)。

     物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，物理規(guī)律的建立,無(wú)一不是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),并受到實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)?？茖W(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈锢韺?shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)器材的選擇，到實(shí)驗(yàn)步驟的確立，再到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲得和處理，都體現(xiàn)著物理學(xué)科的素養(yǎng)。

     為了確保實(shí)驗(yàn)的定量和有效，必須有規(guī)范化的實(shí)驗(yàn)器材來(lái)輔助教學(xué)，然而在某些特殊驗(yàn)中，由于實(shí)驗(yàn)器材的限制，規(guī)范實(shí)驗(yàn)自然無(wú)從談起。此時(shí)金角魚(yú)便體現(xiàn)出它的優(yōu)勢(shì)，可以讓學(xué)生直觀地看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)從而得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論。還可以讓學(xué)生利用模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)，提升學(xué)習(xí)的興趣。 初中物理交互實(shí)驗(yàn)平臺(tái)金角魚(yú)是老師教學(xué)的好幫手，學(xué)生學(xué)習(xí)的得力助手。

     《金角魚(yú)初中物理》在教學(xué)難點(diǎn)突破上舍得下苦功夫、深功夫。

     比如，為了突破“比熱容”這個(gè)公認(rèn)的教學(xué)難點(diǎn)，金角魚(yú)專(zhuān)門(mén)推出了“比熱容-熱學(xué)”板塊，在金角魚(yú)公眾號(hào)上開(kāi)設(shè)了“熱學(xué)十八回”講座。

     這個(gè)模塊涵蓋溫度、P-V-T關(guān)系、熱傳遞、比熱容、分子運(yùn)動(dòng)等18個(gè)方面的探究目標(biāo)和互動(dòng)探究情境。從零號(hào)定律出發(fā)，深入到分子領(lǐng)域，探究溫度的本質(zhì)；把功和熱聯(lián)系起來(lái)，初步探究比熱容；從分子運(yùn)動(dòng)層面，對(duì)影響比熱容的因素進(jìn)行更深入的探究等。

     為了攻克“比熱容”這個(gè)普遍的教學(xué)難點(diǎn)，金角魚(yú)研發(fā)團(tuán)隊(duì)不但研讀了多本中國(guó)的大學(xué)教材，還研讀了多本歐美極富盛名的大學(xué)教材。

     這些歐美的相關(guān)教材，動(dòng)不動(dòng)厚達(dá)2000頁(yè)以上。在其中，金角魚(yú)看到了國(guó)內(nèi)教學(xué)上的差距，得到了很多啟發(fā)。

     《金角魚(yú)初中物理》提供大量游戲化的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，能促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的提升。

     物理實(shí)驗(yàn)天生具有較強(qiáng)的吸引力，中學(xué)生好奇且好動(dòng)，但學(xué)生之間存在個(gè)別差異，對(duì)于某一知識(shí)點(diǎn)的理解有時(shí)是片面的，學(xué)習(xí)水平層次不等，部分學(xué)生存在畏難的心理障礙。以測(cè)小燈泡電功率專(zhuān)題復(fù)習(xí)為例，習(xí)題基本可概括為三大類(lèi)型：①推導(dǎo)電源規(guī)格②推導(dǎo)滑動(dòng)變阻器規(guī)格（滑動(dòng)變阻器阻值）③推導(dǎo)燈泡規(guī)格（燈泡額定電壓、額定電流、額定電功率。學(xué)生解題解題之前需要掌握各用電器之間關(guān)系，這對(duì)學(xué)生邏輯能力要求較高。

     我們可以通過(guò)軟件中“九宮格翻牌”游戲的形式對(duì)學(xué)生先進(jìn)行邏輯訓(xùn)練。以求“總電壓”為例，要想求得總電壓，“翻牌”游戲提供了兩種途徑：一種是橫向上，通過(guò)燈泡電壓UL和滑動(dòng)變阻器電壓UP的相加；另一種是縱向上，通過(guò)電路中的電流I和總電阻R總相乘。如果使用第一種方式，那么就想辦法得到UL和UP；如果使用第二種方法，那么想辦法求得I和R總.。通過(guò)游戲，學(xué)生能在趣味中體驗(yàn)到解題的快樂(lè)，并在潛移默化中逐步培養(yǎng)了邏輯思維能力。 金角魚(yú)云平臺(tái)有助于重塑以課堂文化為主的學(xué)校文化。

     《金角魚(yú)初中物理》中虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的暫停功能，能有效提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。

     目前，上海市的中學(xué)物理教材采用螺旋式上升的編寫(xiě)模式，基本圍繞力學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)及原子物理等內(nèi)容。其中內(nèi)容的要求不斷螺旋上升，我們可以利用軟件圍繞重要概念展開(kāi)的一系列由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、相互關(guān)聯(lián)的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與活動(dòng)。比如電學(xué)這一章節(jié)實(shí)驗(yàn)，我們可以引導(dǎo)學(xué)生利用課余時(shí)間自主體驗(yàn)學(xué)習(xí)，從簡(jiǎn)單的基本的電路出發(fā)，經(jīng)歷串并聯(lián)連接、電流表和電壓表的使用方法、再到用歐姆定律測(cè)電阻、測(cè)定小燈泡電功率等知識(shí)。根據(jù)虛擬實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)之初所具有的人性化功能，使得學(xué)生在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)時(shí)能夠暫停、重組。這些人性化功能很好為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供了有效的途徑。通過(guò)金角魚(yú)模擬實(shí)驗(yàn)嘗試，學(xué)生不僅能夠利用軟件中的溫馨提示功能加強(qiáng)自己對(duì)錯(cuò)誤的理解與關(guān)注，更能夠讓學(xué)生從錯(cuò)誤中汲取教訓(xùn)，從而糾正錯(cuò)誤。真正學(xué)會(huì)操作方法與步驟。通過(guò)完成一個(gè)個(gè)設(shè)定的任務(wù)后，達(dá)到學(xué)會(huì)知識(shí)，促進(jìn)科學(xué)思維，提升能力的目的。 金角魚(yú)開(kāi)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。初中物理交互實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

有了金角魚(yú)，物理更容易。初中物理模擬平臺(tái)

     《金角魚(yú)初中物理》倡導(dǎo)學(xué)生：要發(fā)揮感性、提升感覺(jué)能力。

     以初中物理聲學(xué)為例。聲學(xué)部分，不是考試的重點(diǎn)，也不是老師關(guān)注的板塊。但是，“聲”是耳朵所感受的東西，它是鮮活的、有趣的，是能激發(fā)孩子科學(xué)興趣的。我們不可切斷或漠視這個(gè)孩子與世界發(fā)生聯(lián)系的途徑。

     在聲音的產(chǎn)生與傳播中，我們引入了貝多芬的《致愛(ài)麗絲》，原名《a小調(diào)巴加泰勒》；我們還設(shè)計(jì)了擁有三個(gè)八度的琴鍵，在彈奏中探究音樂(lè)背后的科學(xué)。

     感性導(dǎo)致的理性，才是真的理性，否則就是教條。我們需要知識(shí)建構(gòu)，但是這個(gè)知識(shí)建構(gòu)一定不是沒(méi)有感性基礎(chǔ)的，一定是連接我們豐富感受和科學(xué)探究之間的橋梁。

     教科書(shū)的生硬、應(yīng)試的導(dǎo)向、課堂的沉悶、社會(huì)的急功近利，已經(jīng)極大地壓制了孩子們的感性。釋放感性就是解放孩子、解救教育。 初中物理模擬平臺(tái)