《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。 金角鱼开展《融合仿真技术的初中物理学科素养培养教学法实践研究》工作坊。初中物理交互实验软件

《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。金角鱼初中物理学习平台下载《金角鱼初中物理》入选UNESCO“教育数字化转型创新案例”。

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。
《金角鱼初中物理》在新授课方面,利用众多杰出教学实践,和仿真技术结合,有效突破多个教学难点和关键点。
软件在二力平衡、压强、法线的引入、电路动态和电路故障、比热容、凸透镜成像、测定小灯泡电功率、电和热学的微观解释、声音传播的疏密波等很多教学难点和关键点都着力突破,得到了众多老师的应用。
以“凸透镜成像”为例,《金角鱼初中物理》沿着这个脉络深入:探究凸透镜成实像的规律--凸透镜焦距对成像的影响--物体高度对凸透镜成像的影响--凸透镜成像与光源大小的关系--遮光板对凸透镜成像的影响--凸透镜成像规律的光路分析。 金角鱼三门课程入选首批“上海市素质教育课程项目资源”。

《金角鱼初中物理》对复习课和实验考练习也有很大帮助。
(1)复习课方面,用“探究式复习”构筑学科素养和应试之间的桥梁,带来多项教学创新。
探究式复习,将刷题转化为探究式学习,用深度学习替代低水平重复,更能提分、更具应变能力、更省时间、更有趣。软件中包括了十一个专题复习,它们均是考前复习的难点重点。
(2)实验考练习,将有力地减轻教师在新授课和复习课上的教学负担。实验考练习,依据标准,利用原有情境,推出了全部14个学生实验的实验考练习。每个实验考练习均具备演示模式、练习模式、考核模式。
它将有力地促进考前练习,而且已经被多个老师融入到新授课的教学中。它减轻了老师负担,为新授课和复习课都带来巨大便利,推进了线上和线下融合的混合式教学。 线上教学巧用虚拟仿真实验,探索物理实验教学新模式。初中物理交互实验软件
《金角鱼初中物理》以探究为目的,以情境为内容,以交互为特征。初中物理交互实验软件
《金角鱼初中物理》在教学应用上更自由。这一点表现在如下几个方面:
(1)在电学所有模块,都支持电路的任意设计、存储/调取和操作。
(2)电学之外也具备大量的实验设计场景,支持使用者自由设计实验,有些实验设计还可以存储和调取。如平面镜成像、凸透镜成像、杠杆、滑轮、参照物-运动-速度等。
(3)引入压力/压强数字传感器,支持对各种固体切割物和液体的传感。
(4)强大的情境分析工具,可适用于习题的分析和深层探究。如参数可调的流固混合情境模拟器、电路九宫格分析器、电路短断路故障模拟和分析器、伏安法测电阻和小灯泡电功率故障复现工具等。
《金角鱼初中物理》在系统反馈更智能。这一点表现在如下几个方面:
实验操作考练习能自动评分并给出错误提示、实验设计能自动评判设计的正误、制作类(项目化设计)能据实呈现运转效应等。 初中物理交互实验软件