利用《金角魚初中物理》,探索線上線下融合的初中物理學(xué)習(xí)模式。
有效融合線上實(shí)驗(yàn)與線下實(shí)驗(yàn)是未來物理教學(xué)的趨勢。線上實(shí)驗(yàn)和線下實(shí)驗(yàn)的側(cè)重點(diǎn)是不同的,通過利用金角魚合理融合線上實(shí)驗(yàn)與線下實(shí)驗(yàn),建構(gòu)出匹配化情景、小組合作化的教學(xué)模式及個(gè)性化的內(nèi)容拓展,可以拓展科學(xué)探究的時(shí)間和空間,學(xué)生個(gè)體在探究過程中所擁有的自由度對其創(chuàng)造力具有積極影響。教師在建構(gòu)過程中提高了單元教學(xué)設(shè)計(jì)的能力,學(xué)生在建構(gòu)知識和拓展提升過程中實(shí)現(xiàn)具身認(rèn)知的發(fā)展。 有了金角魚,物理更容易。金角魚物理APP激發(fā)學(xué)生興趣
利用《金角魚初中物理》,探索項(xiàng)目化的初中物理學(xué)習(xí)模式。
開展設(shè)計(jì)項(xiàng)目式或主題式的探究性學(xué)習(xí)模式,利用金角魚線上平臺(tái),有更多保存和展示學(xué)生作品的空間,教師要盡可能地展示學(xué)生的學(xué)習(xí)成果,以成就感驅(qū)動(dòng)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)。在學(xué)生嘗試優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的過程中不斷增加感覺運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的體驗(yàn),進(jìn)而調(diào)動(dòng)大腦的思考,這樣可以有效促進(jìn)具身認(rèn)知發(fā)展。利用平臺(tái)提供的豐富資源,項(xiàng)目化式的學(xué)習(xí),學(xué)生各顯其能,在習(xí)得知識的過程中,培養(yǎng)了解決問題的能力,增加了學(xué)生的自信心,促進(jìn)了學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展示。 金角魚初中物理(學(xué)校版)教學(xué)軟件教學(xué)應(yīng)用和價(jià)值金角魚教研共同體正在積極探索初中物理教學(xué)新模式和新方法。
《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(xí)對象現(xiàn)象級的仿真,而是對物理對象內(nèi)在機(jī)理的仿真。它基于人類對整個(gè)物理對象形成的科學(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。
《金角魚初中物理》創(chuàng)設(shè)的情境,強(qiáng)調(diào)探究和交互。
每個(gè)情境以探究為主線。結(jié)合教學(xué)痛點(diǎn),設(shè)立探究項(xiàng)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(yùn)動(dòng)、二力平衡、摩擦力、直線上的二力合成、壓力壓強(qiáng)等)。結(jié)合教學(xué)關(guān)鍵點(diǎn),設(shè)置情境,每一情境都有一個(gè)鮮明的探究目標(biāo)。
每個(gè)情境均以交互為特征。交互類型包括:
(1)人機(jī)交互:
*AI跟蹤設(shè)計(jì)和操作全過程
*智能反饋得分和錯(cuò)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(jì)、數(shù)據(jù)、圖線等
*提供有雙向即時(shí)溝通工具
(3)交互內(nèi)容可以有:
*實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)交互
*數(shù)據(jù)處理交互
*任務(wù)交互
(4)交互機(jī)制有:
*同步交互,打造新型課堂
*異步交互,打造翻轉(zhuǎn)課堂 金角魚提供大量生動(dòng)的互動(dòng)情境,學(xué)生能在做中學(xué),老師能在互動(dòng)中教。
《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(jì)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(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)行智能評估。金角魚云平臺(tái)致力于打造鮮活的新型高效課堂。金角魚初中物理(學(xué)校版)教學(xué)軟件教學(xué)應(yīng)用和價(jià)值
“金角魚”,是仿真技術(shù)和科學(xué)教育產(chǎn)品研發(fā)基地。金角魚物理APP激發(fā)學(xué)生興趣
《金角魚初中物理》能解決以下問題。
(1)解決了教師情境創(chuàng)設(shè)難的問題:用仿真技術(shù)創(chuàng)設(shè)互動(dòng)情境,實(shí)現(xiàn)了日常教學(xué)中的難點(diǎn)突破和探究式教學(xué)。
(2)解決了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性調(diào)動(dòng)問題:用數(shù)值仿真/人工智能/互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了“課堂四動(dòng)(情境互動(dòng)/問題拉動(dòng)/數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)/平臺(tái)驅(qū)動(dòng))”,通過“課堂四動(dòng)”引發(fā)“學(xué)生四動(dòng)(動(dòng)手/動(dòng)腦/動(dòng)心/動(dòng)情)”。
(3)解決了應(yīng)試教育和素質(zhì)教育相背的問題,緩解了教師復(fù)習(xí)課教學(xué)轉(zhuǎn)化率低的問題:用“探究式復(fù)習(xí)”構(gòu)筑學(xué)科素養(yǎng)和應(yīng)試之間的橋梁,教學(xué)轉(zhuǎn)化率大幅提升。
(4)解決了學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作動(dòng)手難問題和規(guī)范性掌握問題:實(shí)驗(yàn)考練習(xí),有力地減輕教師在新授課和復(fù)習(xí)課上的教學(xué)負(fù)擔(dān)。
(5)解決物理學(xué)科教研不活躍和手段匱乏的問題:以新技術(shù)煥發(fā)物理學(xué)科教學(xué)教研的活力,促進(jìn)教師成長和教學(xué)水平的提高。 金角魚物理APP激發(fā)學(xué)生興趣
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