八年级上物理探究式智能情境教学系统

    《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》适合学生自学。因为内含很多科学教育内容，也适合初中以外人员使用。八年级上物理探究式智能情境教学系统

    金角鱼有大量信息技术和课堂深度融合的案例，打造出了课堂新气象。

    以“欧姆定律”为例，《金角鱼初中物理》的课堂应用脉络是：学生自主实验设计--实验设计结果的师生交互--实验数据采集的小组团队协助--实验数据小组间分享和汇总--实验数据的动态处理--实验数据的多维度分析。

    信息技术应用在课堂上，使整体的教学内容达到了延伸与提升。软件的实用、高效，打破了以往教学中为了用平台而用平台的局面，节约了课堂时间，使整体的教学内容达到了延伸与提升。除此以外，紧紧抓住了学生的学习心理，激发了学生的学习兴趣，学生参与度高了，课堂气氛活跃了，接受程度也高了。 初中物理情境金角鱼云平台，同步交互，打造新型课堂。异步交互，打造翻转课堂。

    《金角鱼初中物理》的一大特点是现象数据化，通过数据来传达感性。例如软件中引入的数字传感器——压力压强传感器。

    在“压强”这节课中，固体对接触面的压强大小可以通过物体形变程度来进行定性比较。但由于实验过程中没有设置定量比较的过程，只能得出压强与压力成正相关、与受力面积成负相关，无法得到“压强大小与压力大小成正比，与受力面积成反比”的结论。所以书本上紧接着以直接“告诉”的方式给出结论：“实际上，压力的作用效果是由单位面积上受到的压力决定的。”

    上面提到的这个问题一直以来没有一个很好的解决方案，因为物体受到的压强虽然可通过物体的形变来表现，但因为无法测量的缘故导致无法定量描述，从而学生无法自主得出压强公式。但借助《金角鱼初中物理》软件，将这块内容进行了重新设计。在软件“压力压强”教学内容中，物体的下方都会有一个传感器，使得压强大小可以通过底部颗粒物的颜色深浅来判断（颜色越深压强越大），同时还可以在数据层面显示压强的具体大小。在能获得压强具体数据情况下，就可以找出压强与压力大小、受力面积大小的定量关系——与压力成正比，与受力面积成反比。

    《金角鱼初中物理》倡导学生：要发挥感性、提升感觉能力。

    以初中物理声学为例。声学部分，不是考试的重点，也不是老师关注的板块。但是，“声”是耳朵所感受的东西，它是鲜活的、有趣的，是能激发孩子科学兴趣的。我们不可切断或漠视这个孩子与世界发生联系的途径。

    在声音的产生与传播中，我们引入了贝多芬的《致爱丽丝》，原名《a小调巴加泰勒》；我们还设计了拥有三个八度的琴键，在弹奏中探究音乐背后的科学。

    感性导致的理性，才是真的理性，否则就是教条。我们需要知识建构，但是这个知识建构一定不是没有感性基础的，一定是连接我们丰富感受和科学探究之间的桥梁。

    教科书的生硬、应试的导向、课堂的沉闷、社会的急功近利，已经极大地压制了孩子们的感性。释放感性就是解放孩子、解救教育。 金角鱼初中物理，为师生赋能。

    《金角鱼初中物理》突破多个“讲不清/看不见/进不去/动不得/难再现”的教学难点。

    （1）进入“进不去”的微观领域。例如，热对流中分子运动的仿真、把功和能联系起来认知比热容、以及电压的直观解释等。

    （2）进入“进不去”的工程问题。例如，组装活塞运行机构和热机等。

    （3）操作“动不得”的理想实验。例如，探究光滑水平面上力和运动的关系等。

    （4）造出“难再现”的实验故障。例如，“测定小灯泡电功率故障”专题中的十余种经典故障、“伏安法测电阻”专题中十几种电路故障；学生还可根据现象描述，在正确电路基础上进行修改，使得电路出现指定故障。

    （5）看见“看不见”的实验过程。例如，声音的传播过程、振动与声音等。

    （6）讲清“讲不清”的现象和原理。例如，引入数字传感器，建立压力压强直观感知；引入三维建模，深入剖析四冲程原理等。 金角鱼云平台有助于重塑以课堂文化为主的学校文化。八年级下金角鱼初中物理教学系统提高课堂效率

用数值仿真和人工智能，改变初中物理教学模式。八年级上物理探究式智能情境教学系统

    《金角鱼初中物理》中的“探究式复习”蕴含教学智慧，呈现出现代技术的威力。

    （1）“探究式复习”的特性

    *探究习题背后基础的研究对象

    *从探究中找到一般性的方法

    *在习题分析中应用探究成果

    *用设计与操作增进对问题感知和处理能力

    （2）“探究式复习”的教学价值

    *更是方向：架构学科素养和应试的桥梁

    *更深入：将刷题转化为探究式学习

    *更提能力：用深度学习替代低水平重复

    *更能提分：提分/应变能力/省时间/有趣

    （3）“探究式复习”的内容

    凸透镜成像专题、伏安法测电阻专题、伏安法测电阻故障专题、测定小灯泡电功率专题、测定小灯泡电功率故障专题、电路故障专题（短路、断路）、固体压强专题Ⅰ、固体压强专题II、固体压力专题、流固混合下的压强专题、串联电路动态变化专题复习课、详见微信公众号“金角鱼做中学”中的《专题复习方案》 八年级上物理探究式智能情境教学系统

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