运用《金角鱼初中物理》帮助学生熟悉各种实验现象提升科学思维,培养学科素养。
有的老师指出以往教学中普遍存在一些故障现象,实验室无法复现,往往是“讲不清、看不见、进不去、动不得、难再现”,现在利用软件能很方便得把一些现象做出来,让学生去寻找现象发生的原因,这对提升学生在物理现象方面的思维品质、帮助学生建立故障现象与故障原因之间的联系有非常大的帮助。
例如金角鱼专门对“测定小灯泡电功率中的一些故障和常见问题”做了故障专题。学生能在正确的电路基础上把指定的故障现象“造”出来。该专题覆盖了常见了15种故障。
这种逆向操作,思维量很大。“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”,经过这样的“试错”,手脑并用,学生不光对本实验,对所有电路的认识都能上升到新的更高的水平。再如,中考前的专题复习课,老师再携带实验器材进入课堂,费时费力。这时有些老师利用软件现象动态可视化,通过金角鱼事先搭建电路,模拟电路变化过程,现象清晰且动态可见。 金角鱼三门课程入选首批“上海市素质教育课程项目资源”。初中物理模拟实验室APP安装
《金角鱼初中物理》使物理实验课的数据采集及处理变的更有效。
物理的实验离不开数据的采集及处理,但在一些较为复杂的物理实验中,传统实验难以在短时间内进行的复杂数据的采集及处理。且传统物理实验每进行一次实验需要多个实验器材的组合使用,部分实验准备和操作时间过长,导致无法在有限课堂时间内完成对应内容的学习的情况时有发生。在数据处理等方面,学生需要进行大量的人工计算和分析,再根据实验数据或作出的图像、进行分析归纳得出结论。但事实上,一节课能留给学生探究的次数和思考的时间并不多。学生在课堂上的一些想法也很难在课上全部进行,想在课余时间将课上自己的想法付诸实践也会受此器材的局限,结果只能空想了之。而金角鱼打破原先大量的人工计算环节,通过自带的电子表格,输入已采集的数据,可自动描点绘图,大量缩短了数据处理的时间,帮助学生有更多时间进行数据分析或图像分析,有效提升学生的科学思维。 初中学物理软件金角鱼的《欧姆定律(探究导体中电流和电压的关系)》环节是师生强交互的实验教学案例。
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,
《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。 金角鱼的价值主张:面向过程和方法,强调以学生为主体的探究,强调课程内容的结构化、动态化和课堂的活化。
《金角鱼初中物理》倡导在学习过程中强化感性感知。
越来越强的“感性表达技术”,是金角鱼所追求的重要能力之一。
人是有感性的动物。感性是人类生存的基础,也是人活着的目的(追求幸福感)。
感性是幸福感的来源。感性能力及其培养,是教育工作者和每个人都不可忽略的方面。我们长期以来,高估理性贬低感性,忽略了感性能力及其养成。
感性和理性,没有高低之分。直觉和洞见,建立在感性的基础之上。鲜活的创造力常常伴随着过人的感性。
科学始于感性。科学的发现始于感性,科学学习也始于感性。
科学和艺术在山底分手,在山顶汇合。艺术强调感性,科学强调理性。科学和艺术相结合,就是感性和理性相结合。“始于感性,终于理性”是错误的,感性-理性-感性-理性……这样往复循环才更合理。 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”。金角鱼初中物理(学生版)教学系统下载
突破难点,金角鱼研制出“比热容-热学”教学软件。初中物理模拟实验室APP安装
《金角鱼初中物理》的研发创新具有鲜明的原创性。
它是首先提出面向“过程和方法”初中物理教学软件。通过面向“过程和方法”,促进“态度情感价值观”的培养,更有助于缩短教学时间、发掘孩子们的创造力,提升学生素质。在教学三目标(1知识和技能,,2过程和方法,3态度/情感/价值观)中,目前学校教育和考试重点在教学目标的第一阶段“知识和技能”上。
它是首先提出基于初中物理的学科素养、着重科学探究和科学思维、打通学科素养和应试教育桥梁的软件。通过变“专题复习”为“专题探究”,激励学生勇于探究习题背后基础的物理研究对象,从探究中找到一般性的解题方法。 初中物理模拟实验室APP安装