《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象的數(shù)學(xué)模型及其相應(yīng)的數(shù)值計算方案,形成高精度、高魯棒性的CAE技術(shù)。仿真對象有電路、分子、熱機、滑動、齒輪、流體、運動、聲波、音階、光路、柔性物體等。金角魚構(gòu)建了壓力或壓強等數(shù)字傳感器,形成直觀精密的探究環(huán)境。它還能對電路/滑輪組/光路等用戶的實驗設(shè)計進(jìn)行智能評估。用技術(shù)改變教學(xué)模式,金角魚案例入選《中國智能教育創(chuàng)新實踐報告》。金角魚物理探究式智能情境教學(xué)平臺下載

《金角魚初中物理》的一大特點是現(xiàn)象數(shù)據(jù)化,通過數(shù)據(jù)來傳達(dá)感性。例如軟件中引入的數(shù)字傳感器——壓力壓強傳感器。
在“壓強”這節(jié)課中,固體對接觸面的壓強大小可以通過物體形變程度來進(jìn)行定性比較。但由于實驗過程中沒有設(shè)置定量比較的過程,只能得出壓強與壓力成正相關(guān)、與受力面積成負(fù)相關(guān),無法得到“壓強大小與壓力大小成正比,與受力面積成反比”的結(jié)論。所以書本上緊接著以直接“告訴”的方式給出結(jié)論:“實際上,壓力的作用效果是由單位面積上受到的壓力決定的。
”上面提到的這個問題一直以來沒有一個很好的解決方案,因為物體受到的壓強雖然可通過物體的形變來表現(xiàn),但因為無法測量的緣故導(dǎo)致無法定量描述,從而學(xué)生無法自主得出壓強公式。但借助《金角魚初中物理》軟件,將這塊內(nèi)容進(jìn)行了重新設(shè)計。在軟件“壓力壓強”教學(xué)內(nèi)容中,物體的下方都會有一個傳感器,使得壓強大小可以通過底部顆粒物的顏色深淺來判斷(顏色越深壓強越大),同時還可以在數(shù)據(jù)層面顯示壓強的具體大小。在能獲得壓強具體數(shù)據(jù)情況下,就可以找出壓強與壓力大小、受力面積大小的定量關(guān)系——與壓力成正比,與受力面積成反比。 初中物理探究平臺下載安裝金角魚希望幫助老師加深對教材、對學(xué)生理解,強化自己的教學(xué)水平,以適應(yīng)信息時代帶來的挑戰(zhàn)。

金角魚的專題探究內(nèi)容在教師們的使用過程中,為中考復(fù)習(xí)提供了強力的支持。以壓強專題復(fù)習(xí)課為例。
金角魚為此提供了:
(1)投放活動情景化??梢詣討B(tài)調(diào)整液體、固體的參數(shù),借助壓力壓強傳感器,清晰得讓學(xué)生觀察到投放前后,水位變化、杯內(nèi)杯外的壓強變化量。
(2)計算過程顯性化、概括匯總表格化。借助金角魚提供的探究5種投放狀態(tài)下各物理量變化的思想,分析每一步相關(guān)物理量的表達(dá)式,總結(jié)出變化表格。
(3)解題分析操作化。金角魚可將文本式的靜態(tài)情境轉(zhuǎn)變?yōu)榭刹僮髑榫?,帶領(lǐng)學(xué)生運用結(jié)論解決實際問題,這就使學(xué)習(xí)構(gòu)成了一個閉環(huán)。
利用《金角魚初中物理》,做科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈锢韺嶒灐?
物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,物理規(guī)律的建立,無一不是以實驗為基礎(chǔ),并受到實驗的檢驗??茖W(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈锢韺嶒灒瑥膶嶒炂鞑牡倪x擇,到實驗步驟的確立,再到實驗數(shù)據(jù)的獲得和處理,都體現(xiàn)著物理學(xué)科的素養(yǎng)。
為了確保實驗的定量和有效,必須有規(guī)范化的實驗器材來輔助教學(xué),然而在某些特殊驗中,由于實驗器材的限制,規(guī)范實驗自然無從談起。此時金角魚便體現(xiàn)出它的優(yōu)勢,可以讓學(xué)生直觀地看到實驗現(xiàn)象,獲得實驗數(shù)據(jù)從而得到實驗結(jié)論。還可以讓學(xué)生利用模擬實驗驗,提升學(xué)習(xí)的興趣。 金角魚開展《融合仿真技術(shù)的初中物理學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)教學(xué)法實踐研究》工作坊。

《金角魚初中物理》中的“探究式復(fù)習(xí)”蘊含教學(xué)智慧,呈現(xiàn)出現(xiàn)代技術(shù)的威力。
(1)“探究式復(fù)習(xí)”的特性
*探究習(xí)題背后基礎(chǔ)的研究對象
*從探究中找到一般性的方法
*在習(xí)題分析中應(yīng)用探究成果
*用設(shè)計與操作增進(jìn)對問題感知和處理能力
(2)“探究式復(fù)習(xí)”的教學(xué)價值
*更是方向:架構(gòu)學(xué)科素養(yǎng)和應(yīng)試的橋梁
*更深入:將刷題轉(zhuǎn)化為探究式學(xué)習(xí)
*更提能力:用深度學(xué)習(xí)替代低水平重復(fù)
*更能提分:提分/應(yīng)變能力/省時間/有趣
(3)“探究式復(fù)習(xí)”的內(nèi)容
凸透鏡成像專題、伏安法測電阻專題、伏安法測電阻故障專題、測定小燈泡電功率專題、測定小燈泡電功率故障專題、電路故障專題(短路、斷路)、固體壓強專題Ⅰ、固體壓強專題II、固體壓力專題、流固混合下的壓強專題、串聯(lián)電路動態(tài)變化專題復(fù)習(xí)課、詳見微信公眾號“金角魚做中學(xué)”中的《專題復(fù)習(xí)方案》 突破難點,金角魚研制出“比熱容-熱學(xué)”教學(xué)軟件。初中物理探究實驗系統(tǒng)
《金角魚初中物理》入選UNESCO“教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型創(chuàng)新案例”。金角魚物理探究式智能情境教學(xué)平臺下載
《金角魚初中物理》希望從內(nèi)容編排、軟件操作上為老師提供便利。
在內(nèi)容編排上具備如下特點:
(1)對新課、復(fù)習(xí)課、考試全支撐;
(2)聲、光、力、熱、電全覆蓋;
(3)目錄按教學(xué)順序編排,貼近教學(xué)實際;
(4)軟件包括基礎(chǔ)部分、拓展部分、教師個人研發(fā)平臺,靈活滿足不同老師的需求。
在軟件操作上具備如下特點:
(1)用戶體驗感好,操作便捷。老師學(xué)生普遍反映上手快,易操作。
(2)支持主流操作系統(tǒng)。Windows版和Android版,已經(jīng)發(fā)布。即將推出IOS版。
(3)主界面的右半邊全是給使用者的各種幫助,包括公告、軟件解析和課堂應(yīng)用視頻等、在線交流區(qū)。 金角魚物理探究式智能情境教學(xué)平臺下載