金角鱼初中物理学习软件致力于模式和教学法的研究

     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。 金角鱼面向过程和方法，重视教学创新，基于关键素养，看重科学探究和科学思维。金角鱼初中物理学习软件致力于模式和教学法的研究

     利用《金角鱼初中物理》，探索线上线下融合的初中物理学习模式。

     有效融合线上实验与线下实验是未来物理教学的趋势。线上实验和线下实验的侧重点是不同的，通过利用金角鱼合理融合线上实验与线下实验，建构出匹配化情景、小组合作化的教学模式及个性化的内容拓展，可以拓展科学探究的时间和空间，学生个体在探究过程中所拥有的自由度对其创造力具有积极影响。教师在建构过程中提高了单元教学设计的能力，学生在建构知识和拓展提升过程中实现具身认知的发展。 初中物理自主学习软件《金角鱼初中物理》入选UNESCO“教育数字化转型创新案例”。

     《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，在与课堂的融合中彰显价值。

     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。 有了金角鱼，物理更容易。新课标下的初中物理实验软件应用入选中国智能实践报告创新案例

金角鱼初中物理，为师生赋能。金角鱼初中物理学习软件致力于模式和教学法的研究

     《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。 金角鱼初中物理学习软件致力于模式和教学法的研究

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。金角鱼致力于为客户提供良好的《金角鱼初中物理》，一切以用户需求为中心，深受广大客户的欢迎。公司将不断增强企业重点竞争力，努力学习行业知识，遵守行业规范，植根于数码、电脑行业的发展。金角鱼凭借创新的产品、专业的服务、众多的成功案例积累起来的声誉和口碑，让企业发展再上新高。