新课标下的金角鱼初中物理仿真实验软件对学校的价值

     利用《金角鱼初中物理》，做科学严谨的物理实验。

     物理是一门以实验为基础的学科，物理规律的建立,无一不是以实验为基础,并受到实验的检验。科学严谨的物理实验，从实验器材的选择，到实验步骤的确立，再到实验数据的获得和处理，都体现着物理学科的素养。

     为了确保实验的定量和有效，必须有规范化的实验器材来辅助教学，然而在某些特殊验中，由于实验器材的限制，规范实验自然无从谈起。此时金角鱼便体现出它的优势，可以让学生直观地看到实验现象，获得实验数据从而得到实验结论。还可以让学生利用模拟实验验，提升学习的兴趣。 金角鱼云平台有助于重塑以课堂文化为主的学校文化。新课标下的金角鱼初中物理仿真实验软件对学校的价值

     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。 新课标下的金角鱼初中物理实验软件情境设计金角鱼的《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。

     《金角鱼初中物理》的一大特点是现象数据化，通过数据来传达感性。例如软件中引入的数字传感器——压力压强传感器。

     在“压强”这节课中，固体对接触面的压强大小可以通过物体形变程度来进行定性比较。但由于实验过程中没有设置定量比较的过程，只能得出压强与压力成正相关、与受力面积成负相关，无法得到“压强大小与压力大小成正比，与受力面积成反比”的结论。所以书本上紧接着以直接“告诉”的方式给出结论：“实际上，压力的作用效果是由单位面积上受到的压力决定的。”

     上面提到的这个问题一直以来没有一个很好的解决方案，因为物体受到的压强虽然可通过物体的形变来表现，但因为无法测量的缘故导致无法定量描述，从而学生无法自主得出压强公式。但借助《金角鱼初中物理》软件，将这块内容进行了重新设计。在软件“压力压强”教学内容中，物体的下方都会有一个传感器，使得压强大小可以通过底部颗粒物的颜色深浅来判断（颜色越深压强越大），同时还可以在数据层面显示压强的具体大小。在能获得压强具体数据情况下，就可以找出压强与压力大小、受力面积大小的定量关系——与压力成正比，与受力面积成反比。 《金角鱼初中物理》入选UNESCO“教育数字化转型创新案例”。

     金角鱼有着大量的教学创新，一直在应用中为老师们提供帮助，助力老师成为信息时代的杰出教师。例如帮助上海民办永昌学校的邱老师打造《探究物质质量与体积的关系》一课。

     本节课采用小组合作的形式，三个大组十个小组的学生分别对三种液体、三种固体进行测量。利用金角鱼平台进行数据的收集、汇总，并带领学生进行数据分析。金角鱼的即时汇总、曲线拟合等基于内容的数据采集和分析工具为课堂提供了极大的便利。

     （1）实验数据的生生、师生共享。

     线下实验与金角鱼线上数据分享相融合，即时拿到实验数据，提高了实验效率，同学们看到了团队协作的力量，无意之间增强了团队的合作的意识。

     （2）方便的曲线拟合工具。

     当大家的数据一组一组呈现在坐标系上，拟合出图像时，学生们都发出惊叹。图线法的运用，促进了形象思维在物理探究中作用的发挥。

     （3）学生实验结果的即时诊断。

     课上有一组学生测量固体体积的时候忘记减去量筒中原有液体体积，导致采集数据错误。当从图线中发现这个问题的时候，同学们恍然大悟。 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。金角鱼初中物理探究式智能情境教学软件引发深度学习

《金角鱼初中物理》孕育初中物理教学新模式新方法。新课标下的金角鱼初中物理仿真实验软件对学校的价值

     《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。 新课标下的金角鱼初中物理仿真实验软件对学校的价值

上海金角鱼软件有限公司致力于数码、电脑，以科技创新实现高品质管理的追求。金角鱼深耕行业多年，始终以客户的需求为向导，为客户提供高品质的《金角鱼初中物理》。金角鱼致力于把技术上的创新展现成对用户产品上的贴心，为用户带来良好体验。金角鱼始终关注数码、电脑行业。满足市场需求，提高产品价值，是我们前行的力量。