《金角鱼初中物理》是基于数值仿真和人工智能的初中物理探究式智能情境教学系统。它所应用的技术主要是数值仿真(CAE)和人工智能(AI)。金角鱼建立了物理对象的数学模型及其相应的数值计算方案,形成高精度、高鲁棒性的CAE技术。仿真对象有电路、分子、热机、滑动、齿轮、流体、运动、声波、音阶、光路、柔性物体等。金角鱼构建了压力或压强等数字传感器,形成直观精密的探究环境。它还能对电路/滑轮组/光路等用户的实验设计进行智能评估。初中物理课堂教学与《金角鱼初中物理》教学软件有效整合的教学研究。金角鱼初中物理(学校版)仿真软件
《金角鱼初中物理》在新授课方面,利用众多杰出教学实践,和仿真技术结合,有效突破多个教学难点和关键点。
软件在二力平衡、压强、法线的引入、电路动态和电路故障、比热容、凸透镜成像、测定小灯泡电功率、电和热学的微观解释、声音传播的疏密波等很多教学难点和关键点都着力突破,得到了众多老师的应用。
以“凸透镜成像”为例,《金角鱼初中物理》沿着这个脉络深入:探究凸透镜成实像的规律--凸透镜焦距对成像的影响--物体高度对凸透镜成像的影响--凸透镜成像与光源大小的关系--遮光板对凸透镜成像的影响--凸透镜成像规律的光路分析。 金角鱼物理软件(学校版)情境设计金角鱼云平台强调技术和教学深度融合,倡导探究式教学。
《金角鱼初中物理》希望用教育思想和教学创新,通过技术和产品为师生赋能。软件主张面向过程和方法,强调要教学创新;主张基于学科素养,着重科学探究和科学思维。为此软件基于“金角鱼云平台”,利用数学建模、数值仿真、数据库、人工智能、互联网等技术,融合PBL(项目化学习/问题式学习)、STEM、科学游戏等手法,为老师、学生搭建了数百个“以探究为主线,以交互为特征”的三维仿真情境。帮助老师、学生通过利用这些情境,从而让课堂更有效,让学习更主动。
金角鱼的推广应用,在打造高效课堂、激发学生主动学习、引发深度学习,促进教师成长,实现初中物理课程的校本化和探究化方面,正在改变着初中物理的教学模式、形成面向学科素养基于仿真技术的初中物理教学法。
大量依托金角鱼初中物理软件的常态化的教研活动在上海和长三角进行。几年来,据不完全统计,使用《金角鱼初中物理》上的公开课有一百节以上。上海市奉贤区教育学院以物理教学和金角鱼软件融合为主题的教研活动达到两个学期十几场。使用金角鱼进行教学的教师有二千名以上。
金角鱼公众号,开设了“教学法研究专栏“,大量教研活动的报道,以及教学法研究文章,详见金角鱼做中学微信公众号。 学生可随时随地借助信息技术手段,从被动变主动,以自己的视角DIY设计实验,动手实践。
金角鱼教研共同体正在积极探索初中物理教学新模式和新方法。
对于初中物理教学,普遍存在情境创设乏力、学生动手操作机会较少的情况;诸多教学难点的解决呼唤新的技术手段,如二力平衡、电学故障等。为提高学生学习兴趣、参与度和学习效果,在物理教学的诸多环节需要创设更多生动、直观、能激发学生思维的互动情境。为解决上述问题,金角鱼把数值仿真和人工智能技术引入到初中物理教学中。
2020年2月上海奉贤区教育学院教学研究中心和上海金角鱼软件有限公司联合发起《在线教学背景下初中物理课堂教学与金角鱼初中物理软件的有效整合教学研究》项目。该项目先在上海古华中学等十余所奉贤区学校实施,后来扩展到上海的杨浦区、闵行区、浦东新区、嘉定区,进而又延伸到江苏省和浙江省的部分学校。据不完全统计,该项目累计涉及学校500所以上、教师1500名以上。随着实践的深入,本项目后来演变为《融合仿真技术学科素养导向的初中物理教学法实践研究》。
该项目目的是运用数值仿真和人工智能技术焕发初中物理教学活力,造就学生探究式学习的场景,激发学生动手、动脑、动心、动情,改变“教”和“学”的模式;探索用新的方法和工具武装新一代教师,培养学科素养达标的高素质学生。 用新问题新思想新技术,创新初中物理教研形态。中学物理实验软件覆盖学生必做的测量型实验和探究型实验
《金角鱼初中物理》的产品使命是:现代技术和初中物理教育教学的深度融合。金角鱼初中物理(学校版)仿真软件
《金角鱼初中物理》中的情境是怎么做出来的?金角鱼,不是对研究或学习对象现象级的仿真,而是对物理对象内在机理的仿真。它基于人类对整个物理对象形成的科学的研究成果,这个成果往往是严谨的数学方程。然后用数值仿真技术,形成可视化的可交互情境。
有很多老师和同学对此非常感兴趣,认为这种方式开启了一种新的探究途径。如点燃蜡烛后,热在空气中扩散的情形。当对流存在时,热扩散会由于流体的流动而发生复杂的形变,其运动规律满足NS(Navier-Stokes)方程。我们的数值仿真算法就基于NS方程,因此会带了较为复杂的计算,对计算机性能有一定要求。由于流体存在湍流现象,仿真计算还需要加入湍流方程,即流体在越过障碍时,快速流动的液体速度会产生散乱的随机流动现象。 金角鱼初中物理(学校版)仿真软件
上海金角鱼软件有限公司致力于数码、电脑,是一家服务型的公司。金角鱼致力于为客户提供良好的《金角鱼初中物理》,一切以用户需求为中心,深受广大客户的欢迎。公司注重以质量为中心,以服务为理念,秉持诚信为本的理念,打造数码、电脑良好品牌。金角鱼立足于全国市场,依托强大的研发实力,融合前沿的技术理念,飞快响应客户的变化需求。