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。 金角鱼生动的探究情境,成就教育信息化重点推荐产品。学习物理的高效软件
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”。 初中物理仿真软件下载安装金角鱼为教师提供基于情境的教学设计方案。
《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。
《金角鱼初中物理》中灵活的实验设计和智能反馈,能减轻教师工作量,提升课堂效率。
以电路设计为例,在电学模块的任何地方,师生都可以自由设计、操作电路,都可以随意存取电路文件,都能得到智能的系统反馈。
电路设计引擎具备如下特性:
*电参数可调/故障可设置
*可操作/存储/修改/分享
*内在机理层次的仿真
*器件数量不受限制
*可随意自主设计电路
电路设计引擎具备如下教学价值:
*体贴:教师减少课时占用、解决动态/故障难点
*智能:智能评判设计成果
*个性:自主设计更能激励、支持项目化教学 金角鱼云平台致力于打造鲜活的新型高效课堂。
《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。 金角鱼会持续探索将虚拟仿真实验引入课堂教学中,以学生为主体的教学模式。学好初中物理的app
有了金角鱼,物理更容易。学习物理的高效软件
《金角鱼初中物理》将有效促进新授课教学中实验和教学的融合。
金角鱼实验操作考包含的14个实验,以九年级第二学期的新授课小灯泡电功率为例,老师可在课上利用软件的“演示/练习/考核模式”,进行实验教学。金角鱼提供详细规范的实验操作流程,以及操作评价标准,可以给老师们做了一个加强,对老师们的教学、学生实验操作考试练习帮助很大。
同时还可以在课外运用金角鱼软件辅导学生熟悉实验操作要点。有些金角鱼的用户分享了自己的“两步走”战略。先通过软件帮助学生熟悉实验操作要点:课上用软件教学之后,让学生分批次在教室白板、老师的电脑上动手体验。再走进实验室用实物操作。这样实现了学生空间、时间上的自由分配,在课外运用软件来熟悉实验操作,学生也非常喜欢。 学习物理的高效软件