金角鱼物理探究式智能情境教学系统在长三角得到广泛应用

     《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。 物理课堂与金角鱼教学软件的有机融合。金角鱼物理探究式智能情境教学系统在长三角得到广泛应用

     《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。 中学物理软件（学校版）情境引人入胜金角鱼是老师教学的好帮手，学生学习的得力助手。

     金角鱼有大量信息技术和课堂深度融合的案例，打造出了课堂新气象。

     以“欧姆定律”为例，《金角鱼初中物理》的课堂应用脉络是：学生自主实验设计--实验设计结果的师生交互--实验数据采集的小组团队协助--实验数据小组间分享和汇总--实验数据的动态处理--实验数据的多维度分析。

     信息技术应用在课堂上，使整体的教学内容达到了延伸与提升。软件的实用、高效，打破了以往教学中为了用平台而用平台的局面，节约了课堂时间，使整体的教学内容达到了延伸与提升。除此以外，紧紧抓住了学生的学习心理，激发了学生的学习兴趣，学生参与度高了，课堂气氛活跃了，接受程度也高了。

     《金角鱼初中物理》倡导在学习过程中强化感性感知。越来越强的“感性表达技术”，是金角鱼所追求的重要能力之一。

     人是有感性的动物。感性是人类生存的基础，也是人活着的目的（追求幸福感）。

     感性是幸福感的来源。感性能力及其培养，是教育工作者和每个人都不可忽略的方面。我们长期以来，高估理性贬低感性，忽略了感性能力及其养成。

     感性和理性，没有高低之分。直觉和洞见，建立在感性的基础之上。鲜活的创造力常常伴随着过人的感性。

     科学始于感性。科学的发现始于感性，科学学习也始于感性。

     科学和艺术在山底分手，在山顶汇合。艺术强调感性，科学强调理性。科学和艺术相结合，就是感性和理性相结合。“始于感性，终于理性”是错误的，感性-理性-感性-理性……这样往复循环才更合理。 金角鱼支持下的新型实验数据交互方式将持续改变初中物理课堂。

     利用《金角鱼初中物理》，做探究实验。

     金角鱼不仅包含大量学生实验以及演示实验，还包括很多探究实验。实验界面效果逼真，实验数据准确客观，实验设计科学合理，是在线实验教学非常好的选择。

     以“测定小灯泡的电功率”为例，该实验是初中物理中非常重要的实验之一，学生从实验器材的选择，到实验表格的设计，再到实验电路的连接和数据的读取，都需要严谨而规范的操作。该实验软件首先提供了让学生自己动手连接实物的机会，而且只有所有操作全部规范，连接全部正确之后才可以正确读数，否则就会出现和实物器材一样的实验现象或者报警。电路连接好之后，可以利用放大镜功能读取数据并对数据进行处理，还可以对实验中的故障进行分析，便于学生进一步理解实验过程， 初中物理课堂教学与《金角鱼初中物理》教学软件有效整合的教学研究。金角鱼初中物理教学软件(学生版)在上海得到广泛应用

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》。金角鱼物理探究式智能情境教学系统在长三角得到广泛应用

     《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。 金角鱼物理探究式智能情境教学系统在长三角得到广泛应用

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