新課標下的初中物理教學(xué)軟件教學(xué)應(yīng)用和價值

     《金角魚初中物理》的研發(fā)創(chuàng)新手段具有鮮明的先進性和綜合性。

     （1）把在航空、航天、汽車等工程設(shè)計領(lǐng)域所使用的CAE（計算機輔助工程）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)難點和痛點。

     （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，在不斷推進的各個場景里通過提出越來越深入的大量的問題，引發(fā)學(xué)生動手、思考和探究，促進有效學(xué)習行為的發(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標準的，具有高精度仿真特點。 《金角魚初中物理》孕育初中物理教學(xué)新模式新方法。新課標下的初中物理教學(xué)軟件教學(xué)應(yīng)用和價值

     《金角魚初中物理》能引發(fā)深度學(xué)習，刺激主動學(xué)習。

     學(xué)生置身于仿真環(huán)境中，可以充分調(diào)動感覺、運動和思維，極大地提高了學(xué)習效率。曾經(jīng)有教育心理學(xué)家進行了比較試驗，結(jié)果表明：仿真教學(xué)模式下，學(xué)生可以記憶約70%的內(nèi)容，而傳統(tǒng)的“教師講，學(xué)生聽”模式下，學(xué)生只能記憶約30%的內(nèi)容。

     與傳統(tǒng)的方式相比，仿真教學(xué)能為學(xué)生提供充分動手的機會、靈活的仿真各種真實情況、設(shè)定各種事故及極限運行狀態(tài)、具備自動評價功能、安全性高、節(jié)省開支。除了這些顯而易見的優(yōu)點，仿真教學(xué)還有一些超出人們預(yù)期的效果：

     （1）調(diào)動學(xué)生學(xué)習主動性。仿真軟件一般都是獨自操作，獨自完成，學(xué)生必須開動腦筋認真分析問題，從而才能準確地解決問題。

     （2）開拓想象空間。學(xué)生可以反復(fù)試驗自行設(shè)計的實驗方案，進行各種各樣的設(shè)計，并迅速地通過仿真看到結(jié)果。

     （3）減輕教師的負擔。學(xué)生們主觀能動性提高了，教師重復(fù)性工作量少了。 初中物理仿真實驗軟件激發(fā)學(xué)生興趣金角魚三門課程入選首批“上海市素質(zhì)教育課程項目資源”。

     《金角魚初中物理》創(chuàng)設(shè)的情境，強調(diào)探究和交互。

     每個情境以探究為主線。結(jié)合教學(xué)痛點，設(shè)立探究項目（如：比熱容、光反射中法線概念的引入、平面鏡成像原理、凸透鏡成像原理、勻速直線運動、二力平衡、摩擦力、直線上的二力合成、壓力壓強等）。結(jié)合教學(xué)關(guān)鍵點，設(shè)置情境，每一情境都有一個鮮明的探究目標。

     每個情境均以交互為特征。交互類型包括：

     （1）人機交互：

         *AI跟蹤設(shè)計和操作全過程

         *智能反饋得分和錯誤信息

         *“多樂”卡通人物，現(xiàn)場提供幫助

     （2）師生交互：

         *老師可查看學(xué)生的設(shè)計、數(shù)據(jù)、圖線等

         *提供有雙向即時溝通工具

     （3）交互內(nèi)容可以有：

         *實驗設(shè)計交互

         *數(shù)據(jù)處理交互

         *任務(wù)交互

     （4）交互機制有：

         *同步交互，打造新型課堂

         *異步交互，打造翻轉(zhuǎn)課堂

     《金角魚初中物理》中的情境是怎么做出來的？金角魚，不是對研究或?qū)W習對象現(xiàn)象級的仿真，而是對物理對象內(nèi)在機理的仿真。它基于人類對整個物理對象形成的科學(xué)的研究成果，這個成果往往是嚴謹?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)對此非常感興趣，認為這種方式開啟了一種新的探究途徑。如點燃蠟燭后，熱在空氣中擴散的情形。當對流存在時，熱擴散會由于流體的流動而發(fā)生復(fù)雜的形變，其運動規(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，因此會帶了較為復(fù)雜的計算，對計算機性能有一定要求。由于流體存在湍流現(xiàn)象，仿真計算還需要加入湍流方程，即流體在越過障礙時，快速流動的液體速度會產(chǎn)生散亂的隨機流動現(xiàn)象。 線上教學(xué)巧用虛擬仿真實驗，探索物理實驗教學(xué)新模式。

     金角魚在上海的教學(xué)應(yīng)用實踐《用數(shù)值仿真和人工智能，改變初中物理教學(xué)模式》，入選《中國智能教育創(chuàng)新實踐報告》。

     “2022中國教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型下的智能教育”論壇，于2022年1月13日在上海舉行。

     本論壇重點關(guān)注中國近年來在各個學(xué)生年齡段以及各場景下教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的成果，討論智能教育技術(shù)對傳統(tǒng)教育所帶來的改變，旨在推進人工智能等信息技術(shù)與教育的深度融合和推廣應(yīng)用。

     本次論壇邀請了來自教育界的學(xué)者與企業(yè)界的嘉賓，圍繞人工智能和其他先進技術(shù)促進教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型等問題進行分享和交流。UNESCO教育信息技術(shù)研究所（UNESCOIITE)所長展?jié)隽酥髦紙蟾妗?

     《中國智能教育創(chuàng)新實踐報告》作為本次會議的重要成果在此次論壇上發(fā)布。

     在入選《中國智能教育創(chuàng)新實踐報告》21個杰出案例中，除了15個學(xué)校案例之外，只有6個企業(yè)案例。這六個企業(yè)案例來自于華為、騰訊、金角魚等。 《金角魚初中物理》旨在解決教學(xué)痛點、打造高效課堂、引發(fā)深度學(xué)習。金角魚物理教學(xué)軟件(學(xué)生版)覆蓋學(xué)生必做實驗

金角魚的虛擬仿真教育技術(shù)在初中物理教學(xué)上的創(chuàng)新應(yīng)用。新課標下的初中物理教學(xué)軟件教學(xué)應(yīng)用和價值

     教育部教育信息化技術(shù)標準委員會主任祝智庭教授為金角魚題詞。在經(jīng)過對金角魚公司和《金角魚初中物理》的前期研究后，祝智庭教授對《金角魚初中物理》產(chǎn)品進行了更為深入地實際考察?？疾爝^后，祝智庭教授說，金角魚能夠肯坐冷板凳，“以IT和物理教學(xué)深度融合”為產(chǎn)品使命實屬難能可貴，很有教育情懷。而做教育，沒有教育情懷是做不好的。

     金角魚堅持自己的價值主張，堅持把探究作為“情境創(chuàng)設(shè)”的主線，以生動深刻的情境和多種形式的交互致力于打造新型課堂。在祝教授看來，這是開辟了新路。他希望金角魚，在這條光明大道上繼續(xù)深入地走下去，越做越好。

     祝教授，滿懷對教育的期待，欣然為金角魚題詞：“教育無極限，探知開新路”。 新課標下的初中物理教學(xué)軟件教學(xué)應(yīng)用和價值

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