《金角鱼初中物理》是基于数值仿真和人工智能的初中物理探究式智能情境教学系统。它所应用的技术主要是数值仿真(CAE)和人工智能(AI)。金角鱼建立了物理对象的数学模型及其相应的数值计算方案,形成高精度、高鲁棒性的CAE技术。仿真对象有电路、分子、热机、滑动、齿轮、流体、运动、声波、音阶、光路、柔性物体等。金角鱼构建了压力或压强等数字传感器,形成直观精密的探究环境。它还能对电路/滑轮组/光路等用户的实验设计进行智能评估。初中物理课堂教学与《金角鱼初中物理》教学软件有效整合的教学研究。初中物理自学APP排名
《金角鱼初中物理》在教学难点突破上舍得下苦功夫、深功夫。
比如,为了突破“比热容”这个公认的教学难点,金角鱼专门推出了“比热容-热学”板块,在金角鱼公众号上开设了“热学十八回”讲座。
这个模块涵盖温度、P-V-T关系、热传递、比热容、分子运动等18个方面的探究目标和互动探究情境。从零号定律出发,深入到分子领域,探究温度的本质;把功和热联系起来,初步探究比热容;从分子运动层面,对影响比热容的因素进行更深入的探究等。
为了攻克“比热容”这个普遍的教学难点,金角鱼研发团队不但研读了多本中国的大学教材,还研读了多本欧美极富盛名的大学教材。
这些欧美的相关教材,动不动厚达2000页以上。在其中,金角鱼看到了国内教学上的差距,得到了很多启发。 初中物理实验平台排名金角鱼荣获"2019智慧教育杰出校园好方案”。
《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》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。 学生可随时随地借助信息技术手段,从被动变主动,以自己的视角DIY设计实验,动手实践。
教育部教育信息化技术标准委员会主任祝智庭教授为金角鱼题词。在经过对金角鱼公司和《金角鱼初中物理》的前期研究后,祝智庭教授对《金角鱼初中物理》产品进行了更为深入地实际考察。考察过后,祝智庭教授说,金角鱼能够肯坐冷板凳,“以IT和物理教学深度融合”为产品使命实属难能可贵,很有教育情怀。而做教育,没有教育情怀是做不好的。
金角鱼坚持自己的价值主张,坚持把探究作为“情境创设”的主线,以生动深刻的情境和多种形式的交互致力于打造新型课堂。在祝教授看来,这是开辟了新路。他希望金角鱼,在这条光明大道上继续深入地走下去,越做越好。
祝教授,满怀对教育的期待,欣然为金角鱼题词:“教育无极限,探知开新路”。 金角鱼主张找到大量习题背后共通的物理现象,然后对其进行深度探究。初中物理仿真教学APP
金角鱼初中物理,为教学赋能。初中物理自学APP排名
《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》 初中物理自学APP排名