金角鱼初中物理教学软件致力于技术和教学的深度融合

     《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。 物理课堂与金角鱼教学软件的有机融合。金角鱼初中物理教学软件致力于技术和教学的深度融合

     《金角鱼初中物理》的设计创新具有鲜明的教学前瞻性。

     （1）在理念运用上，整合了“做中学”和“STEM”理念，因而呈现出很强的探究式学习的特点，软件具备很强的交互性和操作性。

     产品具备科学游戏的特点，通过三维建模的形式创造立体的空间，交互的游戏体验，让孩子们可以交流互通，极大丰富了内容玩点，充分吸引孩子。通过交互性和操作性的设计，实现深度参与，一改被动灌输的传统模式。

     （2）在表现手法上，呈现出“趣味性”、“艺术性”和“故事性”。

     产品还将设法把故事性融入。寓知识于故事之中，藏探究于游戏之内。以软件的形式通过运用先进的虚拟仿真技术结合卡通人物的引导把枯涩难懂的理论、技术，以一种生动、形象、活泼的方式表现出来，让公众能够轻松愉快的明白和接受这些理论知识。 初中物理实验教学软件对学生的价值金角鱼的《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。

     《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。 金角鱼为教师提供基于情境的教学设计方案。

     《金角鱼初中物理》中的“探究式复习”蕴含教学智慧，呈现出现代技术的威力。

     （1）“探究式复习”的特性

     *探究习题背后基础的研究对象

     *从探究中找到一般性的方法

     *在习题分析中应用探究成果

     *用设计与操作增进对问题感知和处理能力

     （2）“探究式复习”的教学价值

     *更是方向：架构学科素养和应试的桥梁

     *更深入：将刷题转化为探究式学习

     *更提能力：用深度学习替代低水平重复

     *更能提分：提分/应变能力/省时间/有趣

    （3）“探究式复习”的内容

     凸透镜成像专题、伏安法测电阻专题、伏安法测电阻故障专题、测定小灯泡电功率专题、测定小灯泡电功率故障专题、电路故障专题（短路、断路）、固体压强专题Ⅰ、固体压强专题II、固体压力专题、流固混合下的压强专题、串联电路动态变化专题复习课、

    详见微信公众号“金角鱼做中学”中的《专题复习方案》

“金角鱼”，是仿真技术和科学教育产品研发基地。中学物理软件（学生版）覆盖学生必做实验

《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。金角鱼初中物理教学软件致力于技术和教学的深度融合

     《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 金角鱼初中物理教学软件致力于技术和教学的深度融合

上海金角鱼软件有限公司致力于数码、电脑，是一家服务型公司。公司业务分为《金角鱼初中物理》等，目前不断进行创新和服务改进，为客户提供良好的产品和服务。公司从事数码、电脑多年，有着创新的设计、强大的技术，还有一批专业化的队伍，确保为客户提供良好的产品及服务。金角鱼秉承“客户为尊、服务为荣、创意为先、技术为实”的经营理念，全力打造公司的重点竞争力。