初中物理仿真实验软件教学应用

     《金角鱼初中物理》提供大量游戏化的实验内容，能促进学生科学思维的提升。

     物理实验天生具有较强的吸引力，中学生好奇且好动，但学生之间存在个别差异，对于某一知识点的理解有时是片面的，学习水平层次不等，部分学生存在畏难的心理障碍。以测小灯泡电功率专题复习为例，习题基本可概括为三大类型：①推导电源规格②推导滑动变阻器规格（滑动变阻器阻值）③推导灯泡规格（灯泡额定电压、额定电流、额定电功率。学生解题解题之前需要掌握各用电器之间关系，这对学生逻辑能力要求较高。

     我们可以通过软件中“九宫格翻牌”游戏的形式对学生先进行逻辑训练。以求“总电压”为例，要想求得总电压，“翻牌”游戏提供了两种途径：一种是横向上，通过灯泡电压UL和滑动变阻器电压UP的相加；另一种是纵向上，通过电路中的电流I和总电阻R总相乘。如果使用第一种方式，那么就想办法得到UL和UP；如果使用第二种方法，那么想办法求得I和R总.。通过游戏，学生能在趣味中体验到解题的快乐，并在潜移默化中逐步培养了逻辑思维能力。 金角鱼开展《融合仿真技术的初中物理学科素养培养教学法实践研究》工作坊。初中物理仿真实验软件教学应用

     《金角鱼初中物理》的研发创新手段具有鲜明的先进性和综合性。

     （1）把在航空、航天、汽车等工程设计领域所使用的CAE（计算机辅助工程）手段，用于建立仿真教学中的物理模型。如，力学中的伯努利原理交互仿真探究情境（流体速度和压强的关系）等，这么高维的手段非常有助于解决老师常见的教学难点和痛点。

     （2）综合虚拟仿真、情境化教学、PBL(Problembasedlearning)和AI思想和技术，通过沉浸场景和场景变革，在不断推进的各个场景里通过提出越来越深入的大量的问题，引发学生动手、思考和探究，促进有效学习行为的发生。

     （3）体现在仿真精度和智能分析上，即虚拟环境是基于CAE标准的，具有高精度仿真特点。 金角鱼初中物理(学校版)探究式智能情境教学软件是学生的好帮手金角鱼初中物理，为教学赋能。

     《金角鱼初中物理》的设计创新具有鲜明的教学前瞻性。

     （1）在理念运用上，整合了“做中学”和“STEM”理念，因而呈现出很强的探究式学习的特点，软件具备很强的交互性和操作性。

     产品具备科学游戏的特点，通过三维建模的形式创造立体的空间，交互的游戏体验，让孩子们可以交流互通，极大丰富了内容玩点，充分吸引孩子。通过交互性和操作性的设计，实现深度参与，一改被动灌输的传统模式。

     （2）在表现手法上，呈现出“趣味性”、“艺术性”和“故事性”。

     产品还将设法把故事性融入。寓知识于故事之中，藏探究于游戏之内。以软件的形式通过运用先进的虚拟仿真技术结合卡通人物的引导把枯涩难懂的理论、技术，以一种生动、形象、活泼的方式表现出来，让公众能够轻松愉快的明白和接受这些理论知识。

     利用《金角鱼初中物理》，做探究实验。

     金角鱼不仅包含大量学生实验以及演示实验，还包括很多探究实验。实验界面效果逼真，实验数据准确客观，实验设计科学合理，是在线实验教学非常好的选择。

     以“测定小灯泡的电功率”为例，该实验是初中物理中非常重要的实验之一，学生从实验器材的选择，到实验表格的设计，再到实验电路的连接和数据的读取，都需要严谨而规范的操作。该实验软件首先提供了让学生自己动手连接实物的机会，而且只有所有操作全部规范，连接全部正确之后才可以正确读数，否则就会出现和实物器材一样的实验现象或者报警。电路连接好之后，可以利用放大镜功能读取数据并对数据进行处理，还可以对实验中的故障进行分析，便于学生进一步理解实验过程， 线上教学巧用虚拟仿真实验，探索物理实验教学新模式。

     利用《金角鱼初中物理》，探索项目化的初中物理学习模式。

     开展设计项目式或主题式的探究性学习模式，利用金角鱼线上平台，有更多保存和展示学生作品的空间，教师要尽可能地展示学生的学习成果，以成就感驱动学生进一步学习。在学生尝试优化设计方案的过程中不断增加感觉运动系统的体验，进而调动大脑的思考，这样可以有效促进具身认知发展。利用平台提供的丰富资源，项目化式的学习，学生各显其能，在习得知识的过程中，培养了解决问题的能力，增加了学生的自信心，促进了学生的个性化发展示。 金角鱼荣获"2019智慧教育杰出校园好方案”。金角鱼物理仿真软件是学生的好帮手

《金角鱼初中物理》孕育初中物理教学新模式新方法。初中物理仿真实验软件教学应用

     《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。 初中物理仿真实验软件教学应用

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