金角鱼物理仿真软件对学校的价值

     《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。 “金角鱼”，是仿真技术和科学教育产品研发基地。金角鱼物理仿真软件对学校的价值

   《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。新课标下的初中物理教学软件覆盖学生必做实验《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。

     金角鱼服务客户/用户的案例有：

     *上海市闵行区/奉贤区/杨浦区/嘉定区/浦东新区的公办民办学校几十所

     *公开课/示范课、学生常态化应用、老师日常教学

     *新授课/专题复习课/单元复习课

     应用情形：

     （1）打造新型课堂，整个课堂依靠金角鱼软件平台支撑，课堂深度提升。

     （2）作为突破教学难点的利器，成为课堂亮点

     （3）学生预习，激发兴趣，提出问题，使课堂教学更有针对性

     （4）学生作业，新型作业，教师可网上批改

     （5）作为教学资源，成为课堂亮点

     （6）作为项目化教学的工具

     （7）作为课后拓展的工具

     利用《金角鱼初中物理》，做理想实验。

     初中物理有很多理想实验是无法在课堂上、实验室内完成的，如“探究光滑水平面上的二力平衡”。此时利用金角鱼则能解决这个问题。

     学生在软件中不仅得出了匀速直线运动状态时的二力平衡条件，对于加速直线运动和减速直线运动时的两力关系也能有所了解，更有的学生还能得出“当运动物体水平方向不受力时会保持匀速直线运动”的结论，为之后牛顿惯性定律的学习奠定了基础。在实验过程中，有的学生提出疑问“为什么物体开始运动后，无论施加的两个力怎么改变，都无法使物体静止”；有的同学发现，合力会影响物体运动状态。通过线上实验创设的情境，有效地增加了学生的体验、拓展了学生的思维，对于课上知识的吸收起到促进作用。相比于平时的课上实验，学生不再受到时间和空间的限制，这样的探究更加充分。 金角鱼希望帮助老师加深对教材、对学生理解，强化自己的教学水平，以适应信息时代带来的挑战。

     金角鱼在上海的教学应用实践《用数值仿真和人工智能，改变初中物理教学模式》，入选《中国智能教育创新实践报告》。

     “2022中国教育数字化转型下的智能教育”论坛，于2022年1月13日在上海举行。

     本论坛重点关注中国近年来在各个学生年龄段以及各场景下教育数字化转型的成果，讨论智能教育技术对传统教育所带来的改变，旨在推进人工智能等信息技术与教育的深度融合和推广应用。

     本次论坛邀请了来自教育界的学者与企业界的嘉宾，围绕人工智能和其他先进技术促进教育数字化转型等问题进行分享和交流。UNESCO教育信息技术研究所（UNESCOIITE)所长展涛做了主旨报告。

     《中国智能教育创新实践报告》作为本次会议的重要成果在此次论坛上发布。

     在入选《中国智能教育创新实践报告》21个杰出案例中，除了15个学校案例之外，只有6个企业案例。这六个企业案例来自于华为、腾讯、金角鱼等。 金角鱼云平台，同步交互，打造新型课堂。异步交互，打造翻转课堂。新课标下的金角鱼初中物理模拟实验软件让学习更主动

金角鱼生动的探究情境，成就教育信息化重点推荐产品。金角鱼物理仿真软件对学校的价值

     《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。 金角鱼物理仿真软件对学校的价值

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