初中物理辅助教学系统

     《金角鱼初中物理》是针对教育信息化2.0而精心打造的高维智能"互联网+教育"产品，将作为信息技术和初中物理教育深度融合的有力工具，在国家教育信息化推进过程中，致力于教学模式和教学法的实践研究，推动初中物理教学的变革性进展。

     是上海市首批素质教育杰出课程项目资源之一，是江苏省教育信息化2.0十三个重点推荐产品之一。

     金角鱼在中国的教学应用实践《UsenumericalsimulationandartifcicalintelligencetoChangethemodeofphysicsteachinginJuniorhighschool》，入选UNESCO“教育数字化转型创新案例”。

     金角鱼在上海的教学应用实践《用数值仿真和人工智能，改变初中物理教学模式》，入选《中国智能教育创新实践报告》。 金角鱼能激发兴趣，并能促进深度学习和自主学习。初中物理辅助教学系统

     《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。中学物理APP下载排名突破难点，金角鱼研制出“比热容-热学”教学软件。

     《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。

     初中物理教学的另一副翅膀——《金角鱼初中物理》于物理教学的融合。

     应用应用信息技术必然是今后物理教学的趋势。金角鱼能提供如下帮助：

     （1）提供大量物理情境，激发学习兴趣；

     （2）降低学习难度，增强学习力；

     （3）辅助物理实验，提升教学实效；

     （4）重演物理知识发生过程，增强学生体验；

     （5）拓展学习时空，变有限为无限。

     在物理教学中，金角鱼就如同老师们物理教学的另一副新翅膀，帮助老师进一步拓展物理教学时空，使学生可以在更高、更广阔的物理时空中翱翔，获得更高、更好的发展。 用数值仿真和人工智能，改变初中物理教学模式。

     《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。 金角鱼荣获****认定。初中物理模拟平台

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。初中物理辅助教学系统

     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。 初中物理辅助教学系统