《金角魚初中物理》創(chuàng)設(shè)的情境,強(qiáng)調(diào)探究和交互。
每個(gè)情境以探究為主線。結(jié)合教學(xué)痛點(diǎn),設(shè)立探究項(xiàng)目(如:比熱容、光反射中法線概念的引入、平面鏡成像原理、凸透鏡成像原理、勻速直線運(yùn)動(dòng)、二力平衡、摩擦力、直線上的二力合成、壓力壓強(qiáng)等)。結(jié)合教學(xué)關(guān)鍵點(diǎn),設(shè)置情境,每一情境都有一個(gè)鮮明的探究目標(biāo)。
每個(gè)情境均以交互為特征。交互類型包括:
(1)人機(jī)交互:
*AI跟蹤設(shè)計(jì)和操作全過程
*智能反饋得分和錯(cuò)誤信息
*“多樂”卡通人物,現(xiàn)場提供幫助
(2)師生交互:
*老師可查看學(xué)生的設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)、圖線等
*提供有雙向即時(shí)溝通工具
(3)交互內(nèi)容可以有:
*實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)交互
*數(shù)據(jù)處理交互
*任務(wù)交互
(4)交互機(jī)制有:
*同步交互,打造新型課堂
*異步交互,打造翻轉(zhuǎn)課堂 金角魚榮獲"2019智慧教育杰出校園好方案”。初中物理虛擬實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)系統(tǒng)

金角魚教研共同體正在積極探索初中物理教學(xué)新模式和新方法。
對于初中物理教學(xué),普遍存在情境創(chuàng)設(shè)乏力、學(xué)生動(dòng)手操作機(jī)會(huì)較少的情況;諸多教學(xué)難點(diǎn)的解決呼喚新的技術(shù)手段,如二力平衡、電學(xué)故障等。為提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、參與度和學(xué)習(xí)效果,在物理教學(xué)的諸多環(huán)節(jié)需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)更多生動(dòng)、直觀、能激發(fā)學(xué)生思維的互動(dòng)情境。為解決上述問題,金角魚把數(shù)值仿真和人工智能技術(shù)引入到初中物理教學(xué)中。
2020年2月上海奉賢區(qū)教育學(xué)院教學(xué)研究中心和上海金角魚軟件有限公司聯(lián)合發(fā)起《在線教學(xué)背景下初中物理課堂教學(xué)與金角魚初中物理軟件的有效整合教學(xué)研究》項(xiàng)目。該項(xiàng)目先在上海古華中學(xué)等十余所奉賢區(qū)學(xué)校實(shí)施,后來擴(kuò)展到上海的楊浦區(qū)、閔行區(qū)、浦東新區(qū)、嘉定區(qū),進(jìn)而又延伸到江蘇省和浙江省的部分學(xué)校。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),該項(xiàng)目累計(jì)涉及學(xué)校500所以上、教師1500名以上。隨著實(shí)踐的深入,本項(xiàng)目后來演變?yōu)椤度诤戏抡婕夹g(shù)學(xué)科素養(yǎng)導(dǎo)向的初中物理教學(xué)法實(shí)踐研究》。
該項(xiàng)目目的是運(yùn)用數(shù)值仿真和人工智能技術(shù)煥發(fā)初中物理教學(xué)活力,造就學(xué)生探究式學(xué)習(xí)的場景,激發(fā)學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦、動(dòng)心、動(dòng)情,改變“教”和“學(xué)”的模式;探索用新的方法和工具武裝新一代教師,培養(yǎng)學(xué)科素養(yǎng)達(dá)標(biāo)的高素質(zhì)學(xué)生。 初中物理輔助教學(xué)軟件推薦用新問題新思想新技術(shù),創(chuàng)新初中物理教研形態(tài)。

《金角魚初中物理》中的情境是怎么做出來的?金角魚,不是對研究或?qū)W習(xí)對象現(xiàn)象級的仿真,而是對物理對象內(nèi)在機(jī)理的仿真。它基于人類對整個(gè)物理對象形成的科學(xué)的研究成果,這個(gè)成果往往是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)方程。然后用數(shù)值仿真技術(shù),形成可視化的可交互情境。
有很多老師和同學(xué)對此非常感興趣,認(rèn)為這種方式開啟了一種新的探究途徑。如點(diǎn)燃蠟燭后,熱在空氣中擴(kuò)散的情形。當(dāng)對流存在時(shí),熱擴(kuò)散會(huì)由于流體的流動(dòng)而發(fā)生復(fù)雜的形變,其運(yùn)動(dòng)規(guī)律滿足NS(Navier-Stokes)方程。我們的數(shù)值仿真算法就基于NS方程,因此會(huì)帶了較為復(fù)雜的計(jì)算,對計(jì)算機(jī)性能有一定要求。由于流體存在湍流現(xiàn)象,仿真計(jì)算還需要加入湍流方程,即流體在越過障礙時(shí),快速流動(dòng)的液體速度會(huì)產(chǎn)生散亂的隨機(jī)流動(dòng)現(xiàn)象。
《金角魚初中物理》的研發(fā)創(chuàng)新具有鮮明的原創(chuàng)性。
它是首先提出面向“過程和方法”初中物理教學(xué)軟件。通過面向“過程和方法”,促進(jìn)“態(tài)度情感價(jià)值觀”的培養(yǎng),更有助于縮短教學(xué)時(shí)間、發(fā)掘孩子們的創(chuàng)造力,提升學(xué)生素質(zhì)。在教學(xué)三目標(biāo)(1知識(shí)和技能,,2過程和方法,3態(tài)度/情感/價(jià)值觀)中,目前學(xué)校教育和考試重點(diǎn)在教學(xué)目標(biāo)的第一階段“知識(shí)和技能”上。
它是首先提出基于初中物理的學(xué)科素養(yǎng)、著重科學(xué)探究和科學(xué)思維、打通學(xué)科素養(yǎng)和應(yīng)試教育橋梁的軟件。通過變“專題復(fù)習(xí)”為“專題探究”,激勵(lì)學(xué)生勇于探究習(xí)題背后基礎(chǔ)的物理研究對象,從探究中找到一般性的解題方法。 金角魚的價(jià)值主張:面向過程和方法,強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體的探究,強(qiáng)調(diào)課程內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化、動(dòng)態(tài)化和課堂的活化。

金角魚常年舉辦初中物理教學(xué)法實(shí)踐研究工作坊。本工作坊聚焦于仿真技術(shù)、信息技術(shù)和初中物理課堂教學(xué)的深度融合,進(jìn)行學(xué)科素養(yǎng)下融合仿真技術(shù)的初中物理教學(xué)法實(shí)踐研究,提高參與者的雙核素養(yǎng)和物理教學(xué)教研水平。鑒于青年教師成長的迫切性和對信息技術(shù)的敏感性,本工作坊尤其歡迎青年教師參與。
培養(yǎng)和提高教師的專業(yè)素養(yǎng)和信息技術(shù)素養(yǎng)(雙核素養(yǎng)),建設(shè)一支精良的教師隊(duì)伍,是辦好學(xué)校的關(guān)鍵所在。青年教師的成長關(guān)系到學(xué)校的現(xiàn)在和未來,是實(shí)施教學(xué)革新、實(shí)現(xiàn)國家課程校本化探究化,重塑以課堂文化為內(nèi)核的學(xué)校文化的關(guān)鍵。他們精力充沛、思想活躍、富有創(chuàng)造力,對新知識(shí)、新技術(shù)、新方法具有較強(qiáng)的接受能力,成長的迫切性強(qiáng)。
《金角魚初中物理》煥發(fā)教研活力,促進(jìn)教師成長,提升教師信息技術(shù)素養(yǎng),能
(1)提高教師貫徹物理學(xué)科素養(yǎng)教學(xué)法探究的自覺性和實(shí)踐能力;
(2)幫助教師大幅度提高物理教學(xué)的情境運(yùn)用能力;
(3)在常態(tài)化的軟件應(yīng)用中提升教師信息素養(yǎng);
(4)打造物理智慧課堂,用信息化煥發(fā)教研活力,幫助教師在公開課和論文上提升競爭力,促進(jìn)青年教師快速成長。 金角魚做中學(xué)軟件用教學(xué)創(chuàng)新解決復(fù)習(xí)課教學(xué)轉(zhuǎn)化率不高的問題。初中物理輔導(dǎo)APP推薦
金角魚生動(dòng)的探究情境,成就教育信息化重點(diǎn)推薦產(chǎn)品。初中物理虛擬實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)系統(tǒng)
金角魚有著大量的教學(xué)創(chuàng)新,一直在應(yīng)用中為老師們提供幫助,助力老師成為信息時(shí)代的杰出教師。例如幫助上海民辦永昌學(xué)校的邱老師打造《探究物質(zhì)質(zhì)量與體積的關(guān)系》一課。
本節(jié)課采用小組合作的形式,三個(gè)大組十個(gè)小組的學(xué)生分別對三種液體、三種固體進(jìn)行測量。利用金角魚平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集、匯總,并帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。金角魚的即時(shí)匯總、曲線擬合等基于內(nèi)容的數(shù)據(jù)采集和分析工具為課堂提供了極大的便利。
(1)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的生生、師生共享。線下實(shí)驗(yàn)與金角魚線上數(shù)據(jù)分享相融合,即時(shí)拿到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),提高了實(shí)驗(yàn)效率,同學(xué)們看到了團(tuán)隊(duì)協(xié)作的力量,無意之間增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)的合作的意識(shí)。
(2)方便的曲線擬合工具。當(dāng)大家的數(shù)據(jù)一組一組呈現(xiàn)在坐標(biāo)系上,擬合出圖像時(shí),學(xué)生們都發(fā)出驚嘆。圖線法的運(yùn)用,促進(jìn)了形象思維在物理探究中作用的發(fā)揮。
(3)學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果的即時(shí)診斷。課上有一組學(xué)生測量固體體積的時(shí)候忘記減去量筒中原有液體體積,導(dǎo)致采集數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。當(dāng)從圖線中發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題的時(shí)候,同學(xué)們恍然大悟。 初中物理虛擬實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)系統(tǒng)