初中物理虚拟实验学习系统

     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。 用数值仿真和人工智能，改变初中物理教学模式。初中物理虚拟实验学习系统

     运用《金角鱼初中物理》帮助学生熟悉各种实验现象提升科学思维，培养学科素养。

     有的老师指出以往教学中普遍存在一些故障现象，实验室无法复现，往往是“讲不清、看不见、进不去、动不得、难再现”，现在利用软件能很方便得把一些现象做出来，让学生去寻找现象发生的原因，这对提升学生在物理现象方面的思维品质、帮助学生建立故障现象与故障原因之间的联系有非常大的帮助。

     例如金角鱼专门对“测定小灯泡电功率中的一些故障和常见问题”做了故障专题。学生能在正确的电路基础上把指定的故障现象“造”出来。该专题覆盖了常见了15种故障。

     这种逆向操作，思维量很大。“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，经过这样的“试错”，手脑并用，学生不光对本实验，对所有电路的认识都能上升到新的更高的水平。再如，中考前的专题复习课，老师再携带实验器材进入课堂，费时费力。这时有些老师利用软件现象动态可视化，通过金角鱼事先搭建电路，模拟电路变化过程，现象清晰且动态可见。 中学物理系统安装金角鱼主张找到大量习题背后共通的物理现象，然后对其进行深度探究。

     《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。

     金角鱼的专题探究内容在教师们的使用过程中，为中考复习提供了强力的支持。以压强专题复习课为例。

     金角鱼为此提供了：

     （1）投放活动情景化。可以动态调整液体、固体的参数，借助压力压强传感器，清晰得让学生观察到投放前后，水位变化、杯内杯外的压强变化量。

     （2）计算过程显性化、概括汇总表格化。借助金角鱼提供的探究5种投放状态下各物理量变化的思想，分析每一步相关物理量的表达式，总结出变化表格。

     （3）解题分析操作化。金角鱼可将文本式的静态情境转变为可操作情境，带领学生运用结论解决实际问题，这就使学习构成了一个闭环。 金角鱼获殊荣：成为江苏教育信息化13个重点推荐产品之一。

     《金角鱼初中物理》能引发深度学习，刺激主动学习。

     学生置身于仿真环境中，可以充分调动感觉、运动和思维，极大地提高了学习效率。曾经有教育心理学家进行了比较试验，结果表明：仿真教学模式下，学生可以记忆约70%的内容，而传统的“教师讲，学生听”模式下，学生只能记忆约30%的内容。

     与传统的方式相比，仿真教学能为学生提供充分动手的机会、灵活的仿真各种真实情况、设定各种事故及极限运行状态、具备自动评价功能、安全性高、节省开支。除了这些显而易见的优点，仿真教学还有一些超出人们预期的效果：

     （1）调动学生学习主动性。仿真软件一般都是独自操作，独自完成，学生必须开动脑筋认真分析问题，从而才能准确地解决问题。

     （2）开拓想象空间。学生可以反复试验自行设计的实验方案，进行各种各样的设计，并迅速地通过仿真看到结果。

     （3）减轻教师的负担。学生们主观能动性提高了，教师重复性工作量少了。 金角鱼是老师教学的好帮手，学生学习的得力助手。初中学物理软件

线上教学巧用虚拟仿真实验，探索物理实验教学新模式。初中物理虚拟实验学习系统

     《金角鱼初中物理》在教学难点突破上舍得下苦功夫、深功夫。

     比如，为了突破“比热容”这个公认的教学难点，金角鱼专门推出了“比热容-热学”板块，在金角鱼公众号上开设了“热学十八回”讲座。

     这个模块涵盖温度、P-V-T关系、热传递、比热容、分子运动等18个方面的探究目标和互动探究情境。从零号定律出发，深入到分子领域，探究温度的本质；把功和热联系起来，初步探究比热容；从分子运动层面，对影响比热容的因素进行更深入的探究等。

     为了攻克“比热容”这个普遍的教学难点，金角鱼研发团队不但研读了多本中国的大学教材，还研读了多本欧美极富盛名的大学教材。

     这些欧美的相关教材，动不动厚达2000页以上。在其中，金角鱼看到了国内教学上的差距，得到了很多启发。 初中物理虚拟实验学习系统