《金角魚初中物理》是基于數(shù)值仿真和人工智能的初中物理探究式智能情境教學(xué)系統(tǒng)。它所應(yīng)用的技術(shù)主要是數(shù)值仿真(CAE)和人工智能(AI)。金角魚建立了物理對(duì)象的數(shù)學(xué)模型及其相應(yīng)的數(shù)值計(jì)算方案，形成高精度、高魯棒性的CAE技術(shù)。仿真對(duì)象有電路、分子、熱機(jī)、滑動(dòng)、齒輪、流體、運(yùn)動(dòng)、聲波、音階、光路、柔性物體等。金角魚構(gòu)建了壓力或壓強(qiáng)等數(shù)字傳感器，形成直觀精密的探究環(huán)境。它還能對(duì)電路/滑輪組/光路等用戶的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行智能評(píng)估。金角魚是老師教學(xué)的好幫手，學(xué)生學(xué)習(xí)的得力助手。初中物理課件

     《金角魚初中物理》能解決以下問題。

     （1）解決了教師情境創(chuàng)設(shè)難的問題：用仿真技術(shù)創(chuàng)設(shè)互動(dòng)情境，實(shí)現(xiàn)了日常教學(xué)中的難點(diǎn)突破和探究式教學(xué)。

     （2）解決了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性調(diào)動(dòng)問題：用數(shù)值仿真/人工智能/互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了“課堂四動(dòng)（情境互動(dòng)/問題拉動(dòng)/數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)/平臺(tái)驅(qū)動(dòng)）”，通過“課堂四動(dòng)”引發(fā)“學(xué)生四動(dòng)（動(dòng)手/動(dòng)腦/動(dòng)心/動(dòng)情）”。

     （3）解決了應(yīng)試教育和素質(zhì)教育相背的問題，緩解了教師復(fù)習(xí)課教學(xué)轉(zhuǎn)化率低的問題：用“探究式復(fù)習(xí)”構(gòu)筑學(xué)科素養(yǎng)和應(yīng)試之間的橋梁，教學(xué)轉(zhuǎn)化率大幅提升。

     （4）解決了學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作動(dòng)手難問題和規(guī)范性掌握問題：實(shí)驗(yàn)考練習(xí)，有力地減輕教師在新授課和復(fù)習(xí)課上的教學(xué)負(fù)擔(dān)。

     （5）解決物理學(xué)科教研不活躍和手段匱乏的問題：以新技術(shù)煥發(fā)物理學(xué)科教學(xué)教研的活力，促進(jìn)教師成長和教學(xué)水平的提高。 初中物理模擬APP金角魚支持下的新型實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)交互方式將持續(xù)改變初中物理課堂。

     利用《金角魚初中物理》，探索項(xiàng)目化的初中物理學(xué)習(xí)模式。

     開展設(shè)計(jì)項(xiàng)目式或主題式的探究性學(xué)習(xí)模式，利用金角魚線上平臺(tái)，有更多保存和展示學(xué)生作品的空間，教師要盡可能地展示學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，以成就感驅(qū)動(dòng)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)。在學(xué)生嘗試優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的過程中不斷增加感覺運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的體驗(yàn)，進(jìn)而調(diào)動(dòng)大腦的思考，這樣可以有效促進(jìn)具身認(rèn)知發(fā)展。利用平臺(tái)提供的豐富資源，項(xiàng)目化式的學(xué)習(xí)，學(xué)生各顯其能，在習(xí)得知識(shí)的過程中，培養(yǎng)了解決問題的能力，增加了學(xué)生的自信心，促進(jìn)了學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展示。

     《金角魚初中物理》中的情境是怎么做出來的？金角魚，不是對(duì)研究或?qū)W習(xí)對(duì)象現(xiàn)象級(jí)的仿真，而是對(duì)物理對(duì)象內(nèi)在機(jī)理的仿真。它基于人類對(duì)整個(gè)物理對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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。 金角魚為教師提供基于情境的教學(xué)設(shè)計(jì)方案。

     利用《金角魚初中物理》，做科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈锢韺?shí)驗(yàn)。

     物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，物理規(guī)律的建立,無一不是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),并受到實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)?？茖W(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈锢韺?shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)器材的選擇，到實(shí)驗(yàn)步驟的確立，再到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲得和處理，都體現(xiàn)著物理學(xué)科的素養(yǎng)。

     為了確保實(shí)驗(yàn)的定量和有效，必須有規(guī)范化的實(shí)驗(yàn)器材來輔助教學(xué)，然而在某些特殊驗(yàn)中，由于實(shí)驗(yàn)器材的限制，規(guī)范實(shí)驗(yàn)自然無從談起。此時(shí)金角魚便體現(xiàn)出它的優(yōu)勢(shì)，可以讓學(xué)生直觀地看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)從而得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論。還可以讓學(xué)生利用模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)，提升學(xué)習(xí)的興趣。 金角魚開展《融合仿真技術(shù)的初中物理學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)教學(xué)法實(shí)踐研究》工作坊。初中物理課件制作系統(tǒng)排名

金角魚三門課程入選首批“上海市素質(zhì)教育課程項(xiàng)目資源”。初中物理課件

     利用《金角魚初中物理》，做探究實(shí)驗(yàn)。

     金角魚不僅包含大量學(xué)生實(shí)驗(yàn)以及演示實(shí)驗(yàn)，還包括很多探究實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)界面效果逼真，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確客觀，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)科學(xué)合理，是在線實(shí)驗(yàn)教學(xué)非常好的選擇。

     以“測定小燈泡的電功率”為例，該實(shí)驗(yàn)是初中物理中非常重要的實(shí)驗(yàn)之一，學(xué)生從實(shí)驗(yàn)器材的選擇，到實(shí)驗(yàn)表格的設(shè)計(jì)，再到實(shí)驗(yàn)電路的連接和數(shù)據(jù)的讀取，都需要嚴(yán)謹(jǐn)而規(guī)范的操作。該實(shí)驗(yàn)軟件首先提供了讓學(xué)生自己動(dòng)手連接實(shí)物的機(jī)會(huì)，而且只有所有操作全部規(guī)范，連接全部正確之后才可以正確讀數(shù)，否則就會(huì)出現(xiàn)和實(shí)物器材一樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或者報(bào)警。電路連接好之后，可以利用放大鏡功能讀取數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，還可以對(duì)實(shí)驗(yàn)中的故障進(jìn)行分析，便于學(xué)生進(jìn)一步理解實(shí)驗(yàn)過程， 初中物理課件