初中物理虚拟实验学习系统

     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。 金角鱼荣获****认定。初中物理虚拟实验学习系统

     《金角鱼初中物理》中学生实验的演示/练习/考核功能，依据有关实验操作考规范制定，将改变新授课模式，增强中考备考手段。

     *规范的演示，支持随时随地学习；

     *分步评价，获得练习中的即时指导，如：连接电路过程中出现错误，提交后准确报错；

     *考练结合，掌握实验流程和关键点；

     *涵盖初中物理实验操作考全部备选实验。

     学生实验操作模块，使得学生操作和指导更方便；新授课教学有了新手段，改变课堂模式，提高质量；中考备考更有效率。 学初中物理的手机软件金角鱼的《欧姆定律（探究导体中电流和电压的关系）》环节是师生强交互的实验教学案例。

     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。

     利用《金角鱼初中物理》，探索线上线下融合的初中物理学习模式。

     有效融合线上实验与线下实验是未来物理教学的趋势。线上实验和线下实验的侧重点是不同的，通过利用金角鱼合理融合线上实验与线下实验，建构出匹配化情景、小组合作化的教学模式及个性化的内容拓展，可以拓展科学探究的时间和空间，学生个体在探究过程中所拥有的自由度对其创造力具有积极影响。教师在建构过程中提高了单元教学设计的能力，学生在建构知识和拓展提升过程中实现具身认知的发展。 《金角鱼初中物理》入选UNESCO“教育数字化转型创新案例”。

     《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》旨在解决教学痛点、打造高效课堂、引发深度学习。初中物理交互实验软件下载安装

《金角鱼初中物理》适合学生自学。因为内含很多科学教育内容，也适合初中以外人员使用。初中物理虚拟实验学习系统

     《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。初中物理虚拟实验学习系统