金角魚物理模擬實驗軟件致力于IT和物理教學的深度融合

     《金角魚初中物理》中的情境是怎么做出來的？金角魚，不是對研究或學習對象現象級的仿真，而是對物理對象內在機理的仿真。它基于人類對整個物理對象形成的科學的研究成果，這個成果往往是嚴謹的數學方程。然后用數值仿真技術，形成可視化的可交互情境。

     有很多老師和同學對此非常感興趣，認為這種方式開啟了一種新的探究途徑。如點燃蠟燭后，熱在空氣中擴散的情形。當對流存在時，熱擴散會由于流體的流動而發生復雜的形變，其運動規律滿足NS（Navier-Stokes）方程。我們的數值仿真算法就基于NS方程，因此會帶了較為復雜的計算，對計算機性能有一定要求。由于流體存在湍流現象，仿真計算還需要加入湍流方程，即流體在越過障礙時，快速流動的液體速度會產生散亂的隨機流動現象。 金角魚會持續探索將虛擬仿真實驗引入課堂教學中，以學生為主體的教學模式。金角魚物理模擬實驗軟件致力于IT和物理教學的深度融合

     很多老師反映在用了《金角魚初中物理》后，日常教學發生了這些變化：

     課堂變得更活躍了。學生們興趣盎然、參與度大幅提高，他們喜歡自己動手操作，動手引發了動腦。教師講解變少提問變多，學生思維被激發起來了。師生交互層次和強度提升，課堂的內容得到了延展和深化。

     動手探究應用到了復習課，繼續貫徹學科素養教學目標。有了基于應用和深度學習的情境，難上的復習課變得生動和簡單，教學轉化率迅速提升。該項目持續開展的教研活動惠及了上海奉賢全區百余位物理老師，幫助奉賢區初中物理2020年中考杰出率提升5.6%。

     技術為教研注入了活力。三十余節各級公開課，起到了教學創新示范帶動的作用，加速IT和物理教學的深度融合，促進了教師成長，上海浙江江蘇等地數十位教師，在各級教學評比、論文評選中獲得優異成績。 初中物理軟件（學生版）情境引人入勝金角魚的虛擬仿真教育技術在初中物理教學上的創新應用。

     《金角魚初中物理》在教學應用上更自由。這一點表現在如下幾個方面：

     （1）在電學所有模塊，都支持電路的任意設計、存儲/調取和操作。

     （2）電學之外也具備大量的實驗設計場景，支持使用者自由設計實驗，有些實驗設計還可以存儲和調取。如平面鏡成像、凸透鏡成像、杠桿、滑輪、參照物-運動-速度等。

     （3）引入壓力/壓強數字傳感器，支持對各種固體切割物和液體的傳感。

     （4）強大的情境分析工具，可適用于習題的分析和深層探究。如參數可調的流固混合情境模擬器、電路九宮格分析器、電路短斷路故障模擬和分析器、伏安法測電阻和小燈泡電功率故障復現工具等。

     《金角魚初中物理》在系統反饋更智能。這一點表現在如下幾個方面：

     實驗操作考練習能自動評分并給出錯誤提示、實驗設計能自動評判設計的正誤、制作類(項目化設計)能據實呈現運轉效應等。

     《金角魚初中物理》中虛擬仿真實驗的暫停功能，能有效提升學生自主學習能力。

     目前，上海市的中學物理教材采用螺旋式上升的編寫模式，基本圍繞力學、光學、熱學、電磁學及原子物理等內容。其中內容的要求不斷螺旋上升，我們可以利用軟件圍繞重要概念展開的一系列由簡單到復雜、相互關聯的實驗，讓學生進行自主實驗設計與活動。比如電學這一章節實驗，我們可以引導學生利用課余時間自主體驗學習，從簡單的基本的電路出發，經歷串并聯連接、電流表和電壓表的使用方法、再到用歐姆定律測電阻、測定小燈泡電功率等知識。根據虛擬實驗在設計之初所具有的人性化功能，使得學生在進行物理實驗時能夠暫停、重組。這些人性化功能很好為學生的自主學習提供了有效的途徑。通過金角魚模擬實驗嘗試，學生不僅能夠利用軟件中的溫馨提示功能加強自己對錯誤的理解與關注，更能夠讓學生從錯誤中汲取教訓，從而糾正錯誤。真正學會操作方法與步驟。通過完成一個個設定的任務后，達到學會知識，促進科學思維，提升能力的目的。 金角魚的《歐姆定律（探究導體中電流和電壓的關系）》環節是師生強交互的實驗教學案例。

     運用《金角魚初中物理》幫助學生熟悉各種實驗現象提升科學思維，培養學科素養。

     有的老師指出以往教學中普遍存在一些故障現象，實驗室無法復現，往往是“講不清、看不見、進不去、動不得、難再現”，現在利用軟件能很方便得把一些現象做出來，讓學生去尋找現象發生的原因，這對提升學生在物理現象方面的思維品質、幫助學生建立故障現象與故障原因之間的聯系有非常大的幫助。

     例如金角魚專門對“測定小燈泡電功率中的一些故障和常見問題”做了故障專題。學生能在正確的電路基礎上把指定的故障現象“造”出來。該專題覆蓋了常見了15種故障。

     這種逆向操作，思維量很大。“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”，經過這樣的“試錯”，手腦并用，學生不光對本實驗，對所有電路的認識都能上升到新的更高的水平。 金角魚教研共同體正在積極探索初中物理教學新模式和新方法。新課標下的初中物理教學軟件(學校版)對老師的價值

金角魚生動的探究情境，成就教育信息化重點推薦產品。金角魚物理模擬實驗軟件致力于IT和物理教學的深度融合

     利用《金角魚初中物理》，探索項目化的初中物理學習模式。

     開展設計項目式或主題式的探究性學習模式，利用金角魚線上平臺，有更多保存和展示學生作品的空間，教師要盡可能地展示學生的學習成果，以成就感驅動學生進一步學習。在學生嘗試優化設計方案的過程中不斷增加感覺運動系統的體驗，進而調動大腦的思考，這樣可以有效促進具身認知發展。利用平臺提供的豐富資源，項目化式的學習，學生各顯其能，在習得知識的過程中，培養了解決問題的能力，增加了學生的自信心，促進了學生的個性化發展示。 金角魚物理模擬實驗軟件致力于IT和物理教學的深度融合

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