《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”,是仿真技術和科學教育產品研發基地。金角魚初中物理(學生版)實驗平臺下載
金角魚有著大量的教學創新,一直在應用中為老師們提供幫助,助力老師成為信息時代的杰出教師。例如幫助上海民辦永昌學校的邱老師打造《探究物質質量與體積的關系》一課。
本節課采用小組合作的形式,三個大組十個小組的學生分別對三種液體、三種固體進行測量。利用金角魚平臺進行數據的收集、匯總,并帶領學生進行數據分析。金角魚的即時匯總、曲線擬合等基于內容的數據采集和分析工具為課堂提供了極大的便利。
(1)實驗數據的生生、師生共享。線下實驗與金角魚線上數據分享相融合,即時拿到實驗數據,提高了實驗效率,同學們看到了團隊協作的力量,無意之間增強了團隊的合作的意識。
(2)方便的曲線擬合工具。當大家的數據一組一組呈現在坐標系上,擬合出圖像時,學生們都發出驚嘆。圖線法的運用,促進了形象思維在物理探究中作用的發揮。
(3)學生實驗結果的即時診斷。課上有一組學生測量固體體積的時候忘記減去量筒中原有液體體積,導致采集數據錯誤。當從圖線中發現這個問題的時候,同學們恍然大悟。 初中物理學習平臺推薦突破難點,金角魚研制出“比熱容-熱學”教學軟件。
《金角魚初中物理》的研發創新手段具有鮮明的先進性和綜合性。
(1)把在航空、航天、汽車等工程設計領域所使用的CAE(計算機輔助工程)手段,用于建立仿真教學中的物理模型。如,力學中的伯努利原理交互仿真探究情境(流體速度和壓強的關系)等,這么高維的手段非常有助于解決老師常見的教學難點和痛點。
(2)綜合虛擬仿真、情境化教學、PBL(Problembasedlearning)和AI思想和技術,通過沉浸場景和場景變革,在不斷推進的各個場景里通過提出越來越深入的大量的問題,引發學生動手、思考和探究,促進有效學習行為的發生。
(3)體現在仿真精度和智能分析上,即虛擬環境是基于CAE標準的,具有高精度仿真特點。
《金角魚初中物理》中靈活的實驗設計和智能反饋,能減輕教師工作量,提升課堂效率。
以電路設計為例,在電學模塊的任何地方,師生都可以自由設計、操作電路,都可以隨意存取電路文件,都能得到智能的系統反饋。
電路設計引擎具備如下特性:
*電參數可調/故障可設置
*可操作/存儲/修改/分享
*內在機理層次的仿真
*器件數量不受限制
*可隨意自主設計電路
電路設計引擎具備如下教學價值:
*體貼:教師減少課時占用、解決動態/故障難點
*智能:智能評判設計成果
*個性:自主設計更能激勵、支持項目化教學 金角魚開展《融合仿真技術的初中物理學科素養培養教學法實踐研究》工作坊。
《金角魚初中物理》中學生實驗的演示/練習/考核功能,依據有關實驗操作考規范制定,將改變新授課模式,增強中考備考手段。
*規范的演示,支持隨時隨地學習;
*分步評價,獲得練習中的即時指導,如:連接電路過程中出現錯誤,提交后準確報錯;
*考練結合,掌握實驗流程和關鍵點;
*涵蓋初中物理實驗操作考全部備選實驗。
學生實驗操作模塊,使得學生操作和指導更方便;新授課教學有了新手段,改變課堂模式,提高質量;中考備考更有效率。 《金角魚初中物理》入選UNESCO“教育數字化轉型創新案例”。金角魚初中物理(學生版)實驗平臺下載
金角魚做中學軟件用教學創新解決復習課教學轉化率不高的問題。金角魚初中物理(學生版)實驗平臺下載
《金角魚初中物理》希望用教育思想和教學創新,通過技術和產品為師生賦能。軟件主張面向過程和方法,強調要教學創新;主張基于學科素養,著重科學探究和科學思維。為此軟件基于“金角魚云平臺”,利用數學建模、數值仿真、數據庫、人工智能、互聯網等技術,融合PBL(項目化學習/問題式學習)、STEM、科學游戲等手法,為老師、學生搭建了數百個“以探究為主線,以交互為特征”的三維仿真情境。幫助老師、學生通過利用這些情境,從而讓課堂更有效,讓學習更主動。金角魚初中物理(學生版)實驗平臺下載