初中物理学习系统推荐

     仿真对物理教学具有深远价值和现实意义，金角鱼致力于把仿真的观念和运用能力带给广大物理教师。

     作为一种认识和改造客观世界的重要手段，仿真经过多年的发展，已经能够运用数学方法构造复杂的物理模型，提示真实世界的变化规律。仿真是一种新的科学研究手段和教学手段，为研究生和高校教师提供教学和研究的平台，也正在进入中小学的日常教学中。

     仿真教学不仅是一种新的教学方法，也是一种将理论与实践相结合的新教学手段，更是未来智能化教育的基础。仿真教学所涉及的领域已扩展到物理、生命、宇宙、社会等各种学科。 金角鱼会持续探索将虚拟仿真实验引入课堂教学中，以学生为主体的教学模式。初中物理学习系统推荐

     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。 初中物理辅导金角鱼的虚拟仿真教育技术在初中物理教学上的创新应用。

     《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。

     初中物理教学的另一副翅膀——《金角鱼初中物理》于物理教学的融合。

     应用应用信息技术必然是今后物理教学的趋势。金角鱼能提供如下帮助：

     （1）提供大量物理情境，激发学习兴趣；

     （2）降低学习难度，增强学习力；

     （3）辅助物理实验，提升教学实效；

     （4）重演物理知识发生过程，增强学生体验；

     （5）拓展学习时空，变有限为无限。

     在物理教学中，金角鱼就如同老师们物理教学的另一副新翅膀，帮助老师进一步拓展物理教学时空，使学生可以在更高、更广阔的物理时空中翱翔，获得更高、更好的发展。 线下实验和线上实验的融合支持学生具身认知的发展。

     《金角鱼初中物理》的研发创新手段具有鲜明的先进性和综合性。

     （1）把在航空、航天、汽车等工程设计领域所使用的CAE（计算机辅助工程）手段，用于建立仿真教学中的物理模型。如，力学中的伯努利原理交互仿真探究情境（流体速度和压强的关系）等，这么高维的手段非常有助于解决老师常见的教学难点和痛点。

     （2）综合虚拟仿真、情境化教学、PBL(Problembasedlearning)和AI思想和技术，通过沉浸场景和场景变革，在不断推进的各个场景里通过提出越来越深入的大量的问题，引发学生动手、思考和探究，促进有效学习行为的发生。

     （3）体现在仿真精度和智能分析上，即虚拟环境是基于CAE标准的，具有高精度仿真特点。 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。初中物理上课辅助软件安装

金角鱼支持下的新型实验数据交互方式将持续改变初中物理课堂。初中物理学习系统推荐

     《金角鱼初中物理》提供大量三维模型互动情境，来帮助老师解决初中物理的工程问题。例如热学的热机。

     首先，可以通过一步步组装来认识活塞发动机的结构。在组装和运转各个部件中探索发动机中活塞、连杆、曲轴等部件的正确位置及连接方式，感受它们的工作方式。

     （1）组装连杆曲轴机构

     （2）组装活塞机构

     （3）组装配气机构

     （4）组装一个完整的发动机

     再通过观察各部分的运动方式来认识活塞发动机的工作原理。

     （1）观察单个汽缸的工作过程

     （2）在加速减速中认识整个发动机中各汽缸如何在工作过程上相互配合

     （3）只留下关键的运动部件，在加速减速中认识各部件如何在运动方式上相互配合 初中物理学习系统推荐

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