新课标下的初中物理探究式教学系统提升思维高度

     《金角鱼初中物理》倡导在学习过程中强化感性感知。越来越强的“感性表达技术”，是金角鱼所追求的重要能力之一。

     人是有感性的动物。感性是人类生存的基础，也是人活着的目的（追求幸福感）。

     感性是幸福感的来源。感性能力及其培养，是教育工作者和每个人都不可忽略的方面。我们长期以来，高估理性贬低感性，忽略了感性能力及其养成。

     感性和理性，没有高低之分。直觉和洞见，建立在感性的基础之上。鲜活的创造力常常伴随着过人的感性。

     科学始于感性。科学的发现始于感性，科学学习也始于感性。

     科学和艺术在山底分手，在山顶汇合。艺术强调感性，科学强调理性。科学和艺术相结合，就是感性和理性相结合。“始于感性，终于理性”是错误的，感性-理性-感性-理性……这样往复循环才更合理。 金角鱼能激发兴趣，并能促进深度学习和自主学习。新课标下的初中物理探究式教学系统提升思维高度

     金角鱼的专题探究内容在教师们的使用过程中，为中考复习提供了强力的支持。以压强专题复习课为例。

     金角鱼为此提供了：

     （1）投放活动情景化。可以动态调整液体、固体的参数，借助压力压强传感器，清晰得让学生观察到投放前后，水位变化、杯内杯外的压强变化量。

     （2）计算过程显性化、概括汇总表格化。借助金角鱼提供的探究5种投放状态下各物理量变化的思想，分析每一步相关物理量的表达式，总结出变化表格。

     （3）解题分析操作化。金角鱼可将文本式的静态情境转变为可操作情境，带领学生运用结论解决实际问题，这就使学习构成了一个闭环。  新课标下的初中物理探究式智能情境教学系统在长三角得到广泛应用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。

     《金角鱼初中物理》创设的情境，强调探究和交互。

     每个情境以探究为主线。结合教学痛点，设立探究项目（如：比热容、光反射中法线概念的引入、平面镜成像原理、凸透镜成像原理、匀速直线运动、二力平衡、摩擦力、直线上的二力合成、压力压强等）。结合教学关键点，设置情境，每一情境都有一个鲜明的探究目标。

     每个情境均以交互为特征。交互类型包括：

     （1）人机交互：

     *AI跟踪设计和操作全过程

     *智能反馈得分和错误信息

     *“多乐”卡通人物，现场提供帮助

     （2）师生交互：

     *老师可查看学生的设计、数据、图线等

     *提供有双向即时沟通工具

     （3）交互内容可以有：

     *实验设计交互

     *数据处理交互

     *任务交互

     （4）交互机制有：

     *同步交互，打造新型课堂

     *异步交互，打造翻转课堂

     《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。 金角鱼的《欧姆定律（探究导体中电流和电压的关系）》环节是师生强交互的实验教学案例。

     《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。 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》。初中物理软件（学生版）培养感性能力

线下实验和线上实验的融合支持学生具身认知的发展。新课标下的初中物理探究式教学系统提升思维高度

     《金角鱼初中物理》中灵活的实验设计和智能反馈，能减轻教师工作量，提升课堂效率。

     以电路设计为例，在电学模块的任何地方，师生都可以自由设计、操作电路，都可以随意存取电路文件，都能得到智能的系统反馈。

     电路设计引擎具备如下特性：

     *电参数可调/故障可设置

     *可操作/存储/修改/分享

     *内在机理层次的仿真

     *器件数量不受限制

     *可随意自主设计电路

     电路设计引擎具备如下教学价值：

     *体贴：教师减少课时占用、解决动态/故障难点

     *智能：智能评判设计成果

    *个性：自主设计更能激励、支持项目化教学 新课标下的初中物理探究式教学系统提升思维高度

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