《金角魚初中物理》中的情境是怎么做出來的?金角魚,不是對研究或學習對象現象級的仿真,而是對物理對象內在機理的仿真。它基于人類對整個物理對象形成的科學的研究成果,這個成果往往是嚴謹的數學方程。然后用數值仿真技術,形成可視化的可交互情境。
有很多老師和同學對此非常感興趣,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生復雜的形變,其運動規律滿足NS(Navier-Stokes)方程。我們的數值仿真算法就基于NS方程,因此會帶了較為復雜的計算,對計算機性能有一定要求。由于流體存在湍流現象,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生散亂的隨機流動現象。 金角魚三門課程入選首批“上海市素質教育課程項目資源”。初中物理學習平臺下載
金角魚在中國的教學應用實踐入選UNESCO“教育數字化轉型創新案例”。
該案例所屬的創新領域是:
◇改善教學(增加學生的動力和參與度,促進知識和技能的獲取,優化評估和評價系統,改善學習成果)
◇創建有利的環境(教室,實驗室,健康、安全、趣味盎然、能夠滿足學習者個性化需求的在線學習平臺)
案例發起人和實施者是:
◇發起人:上海奉賢區教育學院教學研究中心,上海金角魚軟件有限公司
◇實施者:上海金角魚軟件有限公司,上海奉賢區教育學院教學研究中心,上海古華中學等 初中物理虛擬現實交互軟件《金角魚初中物理》以探究為目的,以情境為內容,以交互為特征。
利用《金角魚初中物理》,做理想實驗。
初中物理有很多理想實驗是無法在課堂上、實驗室內完成的,如“探究光滑水平面上的二力平衡”。此時利用金角魚則能解決這個問題。
學生在軟件中不僅得出了勻速直線運動狀態時的二力平衡條件,對于加速直線運動和減速直線運動時的兩力關系也能有所了解,更有的學生還能得出“當運動物體水平方向不受力時會保持勻速直線運動”的結論,為之后牛頓慣性定律的學習奠定了基礎。在實驗過程中,有的學生提出疑問“為什么物體開始運動后,無論施加的兩個力怎么改變,都無法使物體靜止”;有的同學發現,合力會影響物體運動狀態。通過線上實驗創設的情境,有效地增加了學生的體驗、拓展了學生的思維,對于課上知識的吸收起到促進作用。相比于平時的課上實驗,學生不再受到時間和空間的限制,這樣的探究更加充分。
金角魚將:
(1)堅定持續地進行“融合仿真技術學科素養導向的初中物理教學法”實踐研究,與更多學校和老師聯合教研,構筑完整的PST(教學法-空間-技術)框架體系。
(2)繼續深度打造基于上述研究的常態化應用案例,幫助更多教師特別是青年教師快速成長。
(3)響應教育信息化2.0的號召,突破試驗范圍,參與到我國90個“信息化教學實驗區”建設中去,通過模式/方法的總結提升和應用示范的輻射帶動,使技術和教育/教學的深度融合落到實處。 一款有使命、有思想、有教學創新、有技術含量的經典產品。
很多老師反映在用了《金角魚初中物理》后,日常教學發生了這些變化:
課堂變得更活躍了。學生們興趣盎然、參與度大幅提高,他們喜歡自己動手操作,動手引發了動腦。教師講解變少提問變多,學生思維被激發起來了。師生交互層次和強度提升,課堂的內容得到了延展和深化。
動手探究應用到了復習課,繼續貫徹學科素養教學目標。有了基于應用和深度學習的情境,難上的復習課變得生動和簡單,教學轉化率迅速提升。該項目持續開展的教研活動惠及了上海奉賢全區百余位物理老師,幫助奉賢區初中物理2020年中考杰出率提升5.6%。
技術為教研注入了活力。三十余節各級公開課,起到了教學創新示范帶動的作用,加速IT和物理教學的深度融合,促進了教師成長,上海浙江江蘇等地數十位教師,在各級教學評比、論文評選中獲得優異成績。 金角魚初中物理,為師生賦能。初中物理交互實驗平臺安裝
突破難點,金角魚研制出“比熱容-熱學”教學軟件。初中物理學習平臺下載
《金角魚初中物理》能解決以下問題。
(1)解決了教師情境創設難的問題:用仿真技術創設互動情境,實現了日常教學中的難點突破和探究式教學。
(2)解決了學生學習積極性調動問題:用數值仿真/人工智能/互聯網等技術實現了“課堂四動(情境互動/問題拉動/數據聯動/平臺驅動)”,通過“課堂四動”引發“學生四動(動手/動腦/動心/動情)”。
(3)解決了應試教育和素質教育相背的問題,緩解了教師復習課教學轉化率低的問題:用“探究式復習”構筑學科素養和應試之間的橋梁,教學轉化率大幅提升。
(4)解決了學生實驗操作動手難問題和規范性掌握問題:實驗考練習,有力地減輕教師在新授課和復習課上的教學負擔。
(5)解決物理學科教研不活躍和手段匱乏的問題:以新技術煥發物理學科教學教研的活力,促進教師成長和教學水平的提高。 初中物理學習平臺下載