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。 突破难点,金角鱼研制出“比热容-热学”教学软件。金角鱼物理自主学习平台下载

《金角鱼初中物理》能引发深度学习,刺激主动学习。
学生置身于仿真环境中,可以充分调动感觉、运动和思维,极大地提高了学习效率。曾经有教育心理学家进行了比较试验,结果表明:仿真教学模式下,学生可以记忆约70%的内容,而传统的“教师讲,学生听”模式下,学生只能记忆约30%的内容。
与传统的方式相比,仿真教学能为学生提供充分动手的机会、灵活的仿真各种真实情况、设定各种事故及极限运行状态、具备自动评价功能、安全性高、节省开支。除了这些显而易见的优点,仿真教学还有一些超出人们预期的效果:
(1)调动学生学习主动性。仿真软件一般都是独自操作,独自完成,学生必须开动脑筋认真分析问题,从而才能准确地解决问题。
(2)开拓想象空间。学生可以反复试验自行设计的实验方案,进行各种各样的设计,并迅速地通过仿真看到结果。
(3)减轻教师的负担。学生们主观能动性提高了,教师重复性工作量少了。 初中物理辅导平台用技术改变教学模式,金角鱼案例入选《中国智能教育创新实践报告》。

《金角鱼初中物理》在教学难点突破上舍得下苦功夫、深功夫。
比如,为了突破“比热容”这个公认的教学难点,金角鱼专门推出了“比热容-热学”板块,在金角鱼公众号上开设了“热学十八回”讲座。
这个模块涵盖温度、P-V-T关系、热传递、比热容、分子运动等18个方面的探究目标和互动探究情境。从零号定律出发,深入到分子领域,探究温度的本质;把功和热联系起来,初步探究比热容;从分子运动层面,对影响比热容的因素进行更深入的探究等。
为了攻克“比热容”这个普遍的教学难点,金角鱼研发团队不但研读了多本中国的大学教材,还研读了多本欧美极富盛名的大学教材。
这些欧美的相关教材,动不动厚达2000页以上。在其中,金角鱼看到了国内教学上的差距,得到了很多启发。
《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。 金角鱼初中物理,为师生赋能。

《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 金角鱼提供大量生动的互动情境,学生能在做中学,老师能在互动中教。初中物理备课系统推荐
金角鱼能激发兴趣,并能促进深度学习和自主学习。金角鱼物理自主学习平台下载
《金角鱼初中物理》希望用教育思想和教学创新,通过技术和产品为师生赋能。软件主张面向过程和方法,强调要教学创新;主张基于学科素养,着重科学探究和科学思维。为此软件基于“金角鱼云平台”,利用数学建模、数值仿真、数据库、人工智能、互联网等技术,融合PBL(项目化学习/问题式学习)、STEM、科学游戏等手法,为老师、学生搭建了数百个“以探究为主线,以交互为特征”的三维仿真情境。帮助老师、学生通过利用这些情境,从而让课堂更有效,让学习更主动。金角鱼物理自主学习平台下载