金角鱼教研共同体正在积极探索初中物理教学新模式和新方法。
对于初中物理教学,普遍存在情境创设乏力、学生动手操作机会较少的情况;诸多教学难点的解决呼唤新的技术手段,如二力平衡、电学故障等。为提高学生学习兴趣、参与度和学习效果,在物理教学的诸多环节需要创设更多生动、直观、能激发学生思维的互动情境。为解决上述问题,金角鱼把数值仿真和人工智能技术引入到初中物理教学中。
2020年2月上海奉贤区教育学院教学研究中心和上海金角鱼软件有限公司联合发起《在线教学背景下初中物理课堂教学与金角鱼初中物理软件的有效整合教学研究》项目。该项目先在上海古华中学等十余所奉贤区学校实施,后来扩展到上海的杨浦区、闵行区、浦东新区、嘉定区,进而又延伸到江苏省和浙江省的部分学校。据不完全统计,该项目累计涉及学校500所以上、教师1500名以上。随着实践的深入,本项目后来演变为《融合仿真技术学科素养导向的初中物理教学法实践研究》。
该项目目的是运用数值仿真和人工智能技术焕发初中物理教学活力,造就学生探究式学习的场景,激发学生动手、动脑、动心、动情,改变“教”和“学”的模式;探索用新的方法和工具武装新一代教师,培养学科素养达标的高素质学生。 《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。初中物理虚拟现实交互软件下载
《金角鱼初中物理》在教学应用上更自由。这一点表现在如下几个方面:
(1)在电学所有模块,都支持电路的任意设计、存储/调取和操作。
(2)电学之外也具备大量的实验设计场景,支持使用者自由设计实验,有些实验设计还可以存储和调取。如平面镜成像、凸透镜成像、杠杆、滑轮、参照物-运动-速度等。
(3)引入压力/压强数字传感器,支持对各种固体切割物和液体的传感。
(4)强大的情境分析工具,可适用于习题的分析和深层探究。如参数可调的流固混合情境模拟器、电路九宫格分析器、电路短断路故障模拟和分析器、伏安法测电阻和小灯泡电功率故障复现工具等。
《金角鱼初中物理》在系统反馈更智能。这一点表现在如下几个方面:
实验操作考练习能自动评分并给出错误提示、实验设计能自动评判设计的正误、制作类(项目化设计)能据实呈现运转效应等。 初中物理教师备课平台下载安装金角鱼提供大量生动的互动情境,学生能在做中学,老师能在互动中教。
金角鱼的专题探究内容在教师们的使用过程中,为中考复习提供了强力的支持。以压强专题复习课为例。
金角鱼为此提供了:
(1)投放活动情景化。可以动态调整液体、固体的参数,借助压力压强传感器,清晰得让学生观察到投放前后,水位变化、杯内杯外的压强变化量。
(2)计算过程显性化、概括汇总表格化。借助金角鱼提供的探究5种投放状态下各物理量变化的思想,分析每一步相关物理量的表达式,总结出变化表格。
(3)解题分析操作化。金角鱼可将文本式的静态情境转变为可操作情境,带领学生运用结论解决实际问题,这就使学习构成了一个闭环。
《金角鱼初中物理》是探究式三维智能情境教学SaaS系统。它建立了200多个交互式仿真探究情境,支撑充满感性感知和理性提升的学习过程和师生交互过程,还蕴含PBL教学思想和STEM手段。它解决了诸多教学难点,形成了生动完整的数字化线上物理教学平台,支持教师使用、师生共用、学生初学、提升和和考前综合能力提高。
突出学科素养培养目标,聚焦科学思维和科学探究,把传统教学推进到数字化教学模式,改变了教和学的方式。它强调技术和教学深度融合,倡导探究式教学,打造出了一个个鲜活的新型高效课堂。 用新问题新思想新技术,创新初中物理教研形态。
《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。 金角鱼能激发兴趣,并能促进深度学习和自主学习。初中物理课件制作平台
金角鱼的使命是“携手,让天下的孩子都受到更好的科学教育”。初中物理虚拟现实交互软件下载
《金角鱼初中物理》希望用教育思想和教学创新,通过技术和产品为师生赋能。软件主张面向过程和方法,强调要教学创新;主张基于学科素养,着重科学探究和科学思维。为此软件基于“金角鱼云平台”,利用数学建模、数值仿真、数据库、人工智能、互联网等技术,融合PBL(项目化学习/问题式学习)、STEM、科学游戏等手法,为老师、学生搭建了数百个“以探究为主线,以交互为特征”的三维仿真情境。帮助老师、学生通过利用这些情境,从而让课堂更有效,让学习更主动。初中物理虚拟现实交互软件下载