初中物理辅导

     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。 金角鱼的使命是“携手，让天下的孩子都受到更好的科学教育”。初中物理辅导

     运用《金角鱼初中物理》帮助学生熟悉各种实验现象提升科学思维，培养学科素养。

     有的老师指出以往教学中普遍存在一些故障现象，实验室无法复现，往往是“讲不清、看不见、进不去、动不得、难再现”，现在利用软件能很方便得把一些现象做出来，让学生去寻找现象发生的原因，这对提升学生在物理现象方面的思维品质、帮助学生建立故障现象与故障原因之间的联系有非常大的帮助。

     例如金角鱼专门对“测定小灯泡电功率中的一些故障和常见问题”做了故障专题。学生能在正确的电路基础上把指定的故障现象“造”出来。该专题覆盖了常见了15种故障。

     这种逆向操作，思维量很大。“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，经过这样的“试错”，手脑并用，学生不光对本实验，对所有电路的认识都能上升到新的更高的水平。再如，中考前的专题复习课，老师再携带实验器材进入课堂，费时费力。这时有些老师利用软件现象动态可视化，通过金角鱼事先搭建电路，模拟电路变化过程，现象清晰且动态可见。 初中物理模拟实验室APP下载排名《金角鱼初中物理》入选UNESCO“教育数字化转型创新案例”。

     《金角鱼初中物理》的设计创新具有鲜明的教学前瞻性。

     （1）在理念运用上，整合了“做中学”和“STEM”理念，因而呈现出很强的探究式学习的特点，软件具备很强的交互性和操作性。

     产品具备科学游戏的特点，通过三维建模的形式创造立体的空间，交互的游戏体验，让孩子们可以交流互通，极大丰富了内容玩点，充分吸引孩子。通过交互性和操作性的设计，实现深度参与，一改被动灌输的传统模式。

     （2）在表现手法上，呈现出“趣味性”、“艺术性”和“故事性”。

     产品还将设法把故事性融入。寓知识于故事之中，藏探究于游戏之内。以软件的形式通过运用先进的虚拟仿真技术结合卡通人物的引导把枯涩难懂的理论、技术，以一种生动、形象、活泼的方式表现出来，让公众能够轻松愉快的明白和接受这些理论知识。

     《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。 金角鱼荣获"2019智慧教育杰出校园好方案”。

     《金角鱼初中物理》能有效促进达成物理教学的过程性评价。

     新课程倡导“立足过程，促进发展”的学生学习评价。评价的目的在于诊断学生在发展过程中的优势与不足，教师应将评价结果及时反馈给学生。但在传统实验，受学生人数、时间等限制，教师往往采取主观评判方式，即教师通过观察和聆听学生表述或在实验过程中的表现再结合自身教学经验，只能进行口头评价。而金角鱼可以通过软件自带的实验的评价系统及时反馈给每位学生，帮助学生能发现并及时找出从而纠正在学习过程中存在的问题，激励学生学习物理的兴趣和信心，从而促进学生的发展，再通过每一个学生实验操作及数据上传中的情况，教师可以对出现的问题及时分析原因，及时讲解，且学生活动真实有效。 突破难点，金角鱼研制出“比热容-热学”教学软件。初中物理仿真实验APP推荐

金角鱼，在与课堂的融合中彰显价值。初中物理辅导

     教育部教育信息化技术标准委员会主任祝智庭教授为金角鱼题词。在经过对金角鱼公司和《金角鱼初中物理》的前期研究后，祝智庭教授对《金角鱼初中物理》产品进行了更为深入地实际考察。考察过后，祝智庭教授说，金角鱼能够肯坐冷板凳，“以IT和物理教学深度融合”为产品使命实属难能可贵，很有教育情怀。而做教育，没有教育情怀是做不好的。

     金角鱼坚持自己的价值主张，坚持把探究作为“情境创设”的主线，以生动深刻的情境和多种形式的交互致力于打造新型课堂。在祝教授看来，这是开辟了新路。他希望金角鱼，在这条光明大道上继续深入地走下去，越做越好。

     祝教授，满怀对教育的期待，欣然为金角鱼题词：“教育无极限，探知开新路”。 初中物理辅导