迈入21世纪以来,随着虚拟现实时代的来临,信息化、数字化与日常教学深度契合。我国也越加注重信息技术辅助教学。2010年7月《国家中长期变革和发展纲要(2010-2020年)》中明确提出要建立虚拟实验室,要紧扣教材,把书本中的演示实验、学生实验通过交互式动画的形式展现出来,辅助实验教学。
“科学探究”是物理学科关键素养的重要内容之一。探究式教学又是培养这一素养的途径。实验教学作为初中学生学习物理的重要途径,部分传统实验教学在实际过程中存在一定较难克服的弊端。本文以初中物理专题教学为例,从虚拟仿真实验软件依托线上教学优势,从实验数据处理、实验评价、逻辑提升、以及基于学习进阶自主实验设计与活动四个方面,结合专题教学的特点,巧用虚拟仿真实验软件,探索培养学生关键素养的智慧教育专题教学新模式。 对于教师而言,在利用虚拟仿真实验,可以打破从教学的角度上进行“实验教学设计”。崇明区热学实验动手做

明星学校魏老师主讲的课,要和青年教师研究班“线下实验与线上实验融合支持学生具身认知的发展”研究课题相融合。匀速直线运动状态下的受力探究是本节课的教学难点。匀速直线运动是理想模型。在现实生活中,很难创设这样的情景。即使借助于DIS演示,也不能有效地把学生的思考调动起来。在金角鱼平台和软件的支持下,这节课实现了难点的突破,有效地增进了学生的感觉和认知,激发了学生的思考。闵行区物理教研员戴老师观摩了这堂课,在评课环节她说:“这节课整体上达到了我的预期”。金华初中实验高分用技术改变教学模式,金角鱼案例入选《中国智能教育创新实践报告》。

在金角鱼的帮助下,师生、生生之间互动的效率和质量提升了,学生对这种新型的手段显然兴趣盎然,课堂也因此在“提思”深度上得到提升。据悉,奉贤区将在未来的课堂上更加积极地引入IT手段,充分利用金角鱼云平台在内容级数据交互上的优势,打造新型的示范性课堂。
由此可以看出,金角鱼做中学教学软件在实验操作上的帮助和对课堂效率的提升,在实践中获得了很好的反响。除了本次示范的力学实验,金角鱼平台将中考必考的14项实验操作全部纳入软件中,让学生们随时随地练习实验操作。
以智慧教室为依托开展虚拟仿真教育。在传统教育框架下,教室是主要的教育场所,教师和学生的主要的参加者,黑板、粉笔以及多媒体设备是主要的教学工具。虚拟仿真教育以智慧教室为场所,在智慧教室的讲台中,内嵌了触控一体机终端系统,实现电脑、音响、大屏等教学相关电子设备“一屏控制”、“一键开关”;以往课堂常用的投影幕布不见了,取而代之的是内置于黑板、具有触屏功能的高清液晶电子显示屏。同时,教室两侧墙壁还加设了4块电子辅助屏,对黑板主屏进行扩展显示,与黑板主屏、其他辅助屏之间进行跨屏共享。教室内的课桌椅也由原来的固定式桌椅改为可移动拼接桌椅,方便师生们根据不同的学习内容开展不同组合形式的分组讨论,在这样的教室里通过VR、AR、MR眼镜对学生展开虚拟仿真教育。金角鱼软件是基于数值仿真和人工智能的探究式智能情境教学平台。

运用金角鱼做中学软件进行教学,有以下好处:
使整体的教学内容达到了延伸与提升:“杨迪老师的这节课给我的感受、给我们教研组的感受就是耳目一新!金角鱼平台的实用、高效,打破了以往教学中为了用平台而用平台的局面,节约了课堂时间,使整体的教学内容达到了延伸与提升”一位评课老师这样讲到。
信息技术作为平台支持和作为素材应用方面:“别开生面的探究课”、“仿真是无法代替真实实验,怎么合理地用,真是得好好想,今儿这个思路还挺靠谱”,几位教师在微信动态中发表。“我也得跟金角鱼学起来!”,一位老师在评课时讲在老师们这样的支持中,金角鱼陪同诸位老师在教育信息化的道路上又迈进了一步! 改为从促进学生的学习角度上进行“学习设计”。松江区物理实验技术
初中物理的另一副翅膀——信息技术于物理教学的融合运用。崇明区热学实验动手做
虚拟仿真教育寓教于乐,通过互动体验教学实现快乐教育。新时代背景下,教育与互动体验相融合越来越成为人们的共识。其较大的特点是通过趣味性的互动体验让个体充分参与到教育教学中来,既寓教于乐,同时又超越了单一的娱乐属性,在保存趣味的同时高效地传递知识,让教育者更好地理解和接受知识,从而使得虚拟仿真教育成为高效的教育工具。从哲学发展来看,东西方哲学家都对游戏哲学有着比较一致的认识,即从教育的角度,承认游戏的积极作用。早在古希腊时期,柏拉图就指出游戏是神圣的。康德也指出游戏是摆脱实用与功利,“从一切的强制解放出来”,具有“自由”“单纯”和“娱乐”的特征。席勒指出“说到底,只有当人是完全意义上的人,他才游戏;只有当人游戏时,他才是完全意义上是人”。中国传统文化中道家追求游戏世界,游戏人生。儒家孔子乐学,“饭疏食,饮水,曲肱而枕之,乐亦在其中矣。”“好之者不如乐之者”,指出要以学习为乐,以游戏的心态学习,并乐此不疲,这是一种游戏体验学习的较高境界。崇明区热学实验动手做
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