《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”,是仿真技术和科学教育产品研发基地。金角鱼初中物理(学生版)实验平台下载
金角鱼有着大量的教学创新,一直在应用中为老师们提供帮助,助力老师成为信息时代的杰出教师。例如帮助上海民办永昌学校的邱老师打造《探究物质质量与体积的关系》一课。
本节课采用小组合作的形式,三个大组十个小组的学生分别对三种液体、三种固体进行测量。利用金角鱼平台进行数据的收集、汇总,并带领学生进行数据分析。金角鱼的即时汇总、曲线拟合等基于内容的数据采集和分析工具为课堂提供了极大的便利。
(1)实验数据的生生、师生共享。线下实验与金角鱼线上数据分享相融合,即时拿到实验数据,提高了实验效率,同学们看到了团队协作的力量,无意之间增强了团队的合作的意识。
(2)方便的曲线拟合工具。当大家的数据一组一组呈现在坐标系上,拟合出图像时,学生们都发出惊叹。图线法的运用,促进了形象思维在物理探究中作用的发挥。
(3)学生实验结果的即时诊断。课上有一组学生测量固体体积的时候忘记减去量筒中原有液体体积,导致采集数据错误。当从图线中发现这个问题的时候,同学们恍然大悟。 初中物理学习平台推荐突破难点,金角鱼研制出“比热容-热学”教学软件。
《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 金角鱼开展《融合仿真技术的初中物理学科素养培养教学法实践研究》工作坊。
《金角鱼初中物理》中学生实验的演示/练习/考核功能,依据有关实验操作考规范制定,将改变新授课模式,增强中考备考手段。
*规范的演示,支持随时随地学习;
*分步评价,获得练习中的即时指导,如:连接电路过程中出现错误,提交后准确报错;
*考练结合,掌握实验流程和关键点;
*涵盖初中物理实验操作考全部备选实验。
学生实验操作模块,使得学生操作和指导更方便;新授课教学有了新手段,改变课堂模式,提高质量;中考备考更有效率。 《金角鱼初中物理》入选UNESCO“教育数字化转型创新案例”。金角鱼初中物理(学生版)实验平台下载
金角鱼做中学软件用教学创新解决复习课教学转化率不高的问题。金角鱼初中物理(学生版)实验平台下载
《金角鱼初中物理》希望用教育思想和教学创新,通过技术和产品为师生赋能。软件主张面向过程和方法,强调要教学创新;主张基于学科素养,着重科学探究和科学思维。为此软件基于“金角鱼云平台”,利用数学建模、数值仿真、数据库、人工智能、互联网等技术,融合PBL(项目化学习/问题式学习)、STEM、科学游戏等手法,为老师、学生搭建了数百个“以探究为主线,以交互为特征”的三维仿真情境。帮助老师、学生通过利用这些情境,从而让课堂更有效,让学习更主动。金角鱼初中物理(学生版)实验平台下载