《金角魚初中物理》是基于數(shù)值仿真和人工智能的初中物理探究式智能情境教學(xué)系統(tǒng)。它所應(yīng)用的技術(shù)主要是數(shù)值仿真(CAE)和人工智能(AI)。金角魚建立了物理對(duì)象的數(shù)學(xué)模型及其相應(yīng)的數(shù)值計(jì)算方案,形成高精度、高魯棒性的CAE技術(shù)。仿真對(duì)象有電路、分子、熱機(jī)、滑動(dòng)、齒輪、流體、運(yùn)動(dòng)、聲波、音階、光路、柔性物體等。金角魚構(gòu)建了壓力或壓強(qiáng)等數(shù)字傳感器,形成直觀精密的探究環(huán)境。它還能對(duì)電路/滑輪組/光路等用戶的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行智能評(píng)估?!督鸾囚~初中物理》旨在解決教學(xué)痛點(diǎn)、打造高效課堂、引發(fā)深度學(xué)習(xí)。初中物理備課APP
《金角魚初中物理》在教學(xué)難點(diǎn)突破上舍得下苦功夫、深功夫。
比如,為了突破“比熱容”這個(gè)公認(rèn)的教學(xué)難點(diǎn),金角魚專門推出了“比熱容-熱學(xué)”板塊,在金角魚公眾號(hào)上開設(shè)了“熱學(xué)十八回”講座。
這個(gè)模塊涵蓋溫度、P-V-T關(guān)系、熱傳遞、比熱容、分子運(yùn)動(dòng)等18個(gè)方面的探究目標(biāo)和互動(dòng)探究情境。從零號(hào)定律出發(fā),深入到分子領(lǐng)域,探究溫度的本質(zhì);把功和熱聯(lián)系起來,初步探究比熱容;從分子運(yùn)動(dòng)層面,對(duì)影響比熱容的因素進(jìn)行更深入的探究等。
為了攻克“比熱容”這個(gè)普遍的教學(xué)難點(diǎn),金角魚研發(fā)團(tuán)隊(duì)不但研讀了多本中國的大學(xué)教材,還研讀了多本歐美極富盛名的大學(xué)教材。
這些歐美的相關(guān)教材,動(dòng)不動(dòng)厚達(dá)2000頁以上。在其中,金角魚看到了國內(nèi)教學(xué)上的差距,得到了很多啟發(fā)。 有沒有學(xué)習(xí)物理軟件金角魚初中物理,為師生賦能。
《金角魚初中物理》的研發(fā)創(chuàng)新手段具有鮮明的先進(jìn)性和綜合性。
(1)把在航空、航天、汽車等工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域所使用的CAE(計(jì)算機(jī)輔助工程)手段,用于建立仿真教學(xué)中的物理模型。如,力學(xué)中的伯努利原理交互仿真探究情境(流體速度和壓強(qiáng)的關(guān)系)等,這么高維的手段非常有助于解決老師常見的教學(xué)難點(diǎn)和痛點(diǎn)。
(2)綜合虛擬仿真、情境化教學(xué)、PBL(Problembasedlearning)和AI思想和技術(shù),通過沉浸場景和場景變革,在不斷推進(jìn)的各個(gè)場景里通過提出越來越深入的大量的問題,引發(fā)學(xué)生動(dòng)手、思考和探究,促進(jìn)有效學(xué)習(xí)行為的發(fā)生。
(3)體現(xiàn)在仿真精度和智能分析上,即虛擬環(huán)境是基于CAE標(biāo)準(zhǔn)的,具有高精度仿真特點(diǎn)。
《金角魚初中物理》倡導(dǎo)在學(xué)習(xí)過程中強(qiáng)化感性感知。
越來越強(qiáng)的“感性表達(dá)技術(shù)”,是金角魚所追求的重要能力之一。
人是有感性的動(dòng)物。感性是人類生存的基礎(chǔ),也是人活著的目的(追求幸福感)。
感性是幸福感的來源。感性能力及其培養(yǎng),是教育工作者和每個(gè)人都不可忽略的方面。我們長期以來,高估理性貶低感性,忽略了感性能力及其養(yǎng)成。
感性和理性,沒有高低之分。直覺和洞見,建立在感性的基礎(chǔ)之上。鮮活的創(chuàng)造力常常伴隨著過人的感性。
科學(xué)始于感性??茖W(xué)的發(fā)現(xiàn)始于感性,科學(xué)學(xué)習(xí)也始于感性。
科學(xué)和藝術(shù)在山底分手,在山頂匯合。藝術(shù)強(qiáng)調(diào)感性,科學(xué)強(qiáng)調(diào)理性。科學(xué)和藝術(shù)相結(jié)合,就是感性和理性相結(jié)合?!笆加诟行?,終于理性”是錯(cuò)誤的,感性-理性-感性-理性……這樣往復(fù)循環(huán)才更合理。 一款有使命、有思想、有教學(xué)創(chuàng)新、有技術(shù)含量的經(jīng)典產(chǎn)品。
《金角魚初中物理》中的情境是怎么做出來的?金角魚,不是對(duì)研究或?qū)W習(xí)對(duì)象現(xiàn)象級(jí)的仿真,而是對(duì)物理對(duì)象內(nèi)在機(jī)理的仿真。它基于人類對(duì)整個(gè)物理對(duì)象形成的科學(xué)的研究成果,這個(gè)成果往往是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)方程。然后用數(shù)值仿真技術(shù),形成可視化的可交互情境。
有很多老師和同學(xué)對(duì)此非常感興趣,認(rèn)為這種方式開啟了一種新的探究途徑。如點(diǎn)燃蠟燭后,熱在空氣中擴(kuò)散的情形。當(dāng)對(duì)流存在時(shí),熱擴(kuò)散會(huì)由于流體的流動(dòng)而發(fā)生復(fù)雜的形變,其運(yùn)動(dòng)規(guī)律滿足NS(Navier-Stokes)方程。我們的數(shù)值仿真算法就基于NS方程,因此會(huì)帶了較為復(fù)雜的計(jì)算,對(duì)計(jì)算機(jī)性能有一定要求。由于流體存在湍流現(xiàn)象,仿真計(jì)算還需要加入湍流方程,即流體在越過障礙時(shí),快速流動(dòng)的液體速度會(huì)產(chǎn)生散亂的隨機(jī)流動(dòng)現(xiàn)象。 金角魚,在與課堂的融合中彰顯價(jià)值。初中物理仿真實(shí)驗(yàn)軟件安裝
金角魚生動(dòng)的探究情境,成就教育信息化重點(diǎn)推薦產(chǎn)品。初中物理備課APP
《金角魚初中物理》中靈活的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和智能反饋,能減輕教師工作量,提升課堂效率。
以電路設(shè)計(jì)為例,在電學(xué)模塊的任何地方,師生都可以自由設(shè)計(jì)、操作電路,都可以隨意存取電路文件,都能得到智能的系統(tǒng)反饋。
電路設(shè)計(jì)引擎具備如下特性:
*電參數(shù)可調(diào)/故障可設(shè)置
*可操作/存儲(chǔ)/修改/分享
*內(nèi)在機(jī)理層次的仿真
*器件數(shù)量不受限制
*可隨意自主設(shè)計(jì)電路
電路設(shè)計(jì)引擎具備如下教學(xué)價(jià)值:
*體貼:教師減少課時(shí)占用、解決動(dòng)態(tài)/故障難點(diǎn)
*智能:智能評(píng)判設(shè)計(jì)成果
*個(gè)性:自主設(shè)計(jì)更能激勵(lì)、支持項(xiàng)目化教學(xué) 初中物理備課APP