初中物理虚拟现实交互平台

     《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。 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。初中物理虚拟现实交互平台

     《金角鱼初中物理》能解决以下问题。

     （1）解决了教师情境创设难的问题：用仿真技术创设互动情境，实现了日常教学中的难点突破和探究式教学。

     （2）解决了学生学习积极性调动问题：用数值仿真/人工智能/互联网等技术实现了“课堂四动（情境互动/问题拉动/数据联动/平台驱动）”，通过“课堂四动”引发“学生四动（动手/动脑/动心/动情）”。

     （3）解决了应试教育和素质教育相背的问题，缓解了教师复习课教学转化率低的问题：用“探究式复习”构筑学科素养和应试之间的桥梁，教学转化率大幅提升。

     （4）解决了学生实验操作动手难问题和规范性掌握问题：实验考练习，有力地减轻教师在新授课和复习课上的教学负担。

     （5）解决物理学科教研不活跃和手段匮乏的问题：以新技术焕发物理学科教学教研的活力，促进教师成长和教学水平的提高。 初中物理交互实验APP安装金角鱼荣获高新技术企业认定。

     《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》创设的情境，强调探究和交互。

     每个情境以探究为主线。结合教学痛点，设立探究项目（如：比热容、光反射中法线概念的引入、平面镜成像原理、凸透镜成像原理、匀速直线运动、二力平衡、摩擦力、直线上的二力合成、压力压强等）。结合教学关键点，设置情境，每一情境都有一个鲜明的探究目标。

     每个情境均以交互为特征。交互类型包括：

     （1）人机交互：

     *AI跟踪设计和操作全过程

     *智能反馈得分和错误信息

     *“多乐”卡通人物，现场提供帮助

     （2）师生交互：

     *老师可查看学生的设计、数据、图线等

     *提供有双向即时沟通工具

     （3）交互内容可以有：

     *实验设计交互

     *数据处理交互

     *任务交互

     （4）交互机制有：

     *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》入选UNESCO“教育数字化转型创新案例”。

     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。 金角鱼云平台致力于打造鲜活的新型高效课堂。初中物理平台推荐

线上教学巧用虚拟仿真实验，探索物理实验教学新模式。初中物理虚拟现实交互平台

     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。 初中物理虚拟现实交互平台