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)生動手操作機會較少的情況；諸多教學(xué)難點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)需要創(chuàng)設(shè)更多生動、直觀、能激發(fā)學(xué)生思維的互動情境。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》項目。該項目先在上海古華中學(xué)等十余所奉賢區(qū)學(xué)校實施，后來擴展到上海的楊浦區(qū)、閔行區(qū)、浦東新區(qū)、嘉定區(qū)，進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，該項目累計涉及學(xué)校500所以上、教師1500名以上。隨著實踐的深入，本項目后來演變?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)法實踐研究》。

     該項目目的是運用數(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)生動手、動腦、動心、動情，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)達標的高素質(zhì)學(xué)生。 金角魚初中物理，為教學(xué)賦能。初中物理輔導(dǎo)系統(tǒng)

     初中物理教學(xué)的另一副翅膀——《金角魚初中物理》于物理教學(xué)的融合。

     應(yīng)用應(yīng)用信息技術(shù)必然是今后物理教學(xué)的趨勢。金角魚能提供如下幫助：

     （1）提供大量物理情境，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣；

     （2）降低學(xué)習(xí)難度，增強學(xué)習(xí)力；

     （3）輔助物理實驗，提升教學(xué)實效；

     （4）重演物理知識發(fā)生過程，增強學(xué)生體驗；

     （5）拓展學(xué)習(xí)時空，變有限為無限。

     在物理教學(xué)中，金角魚就如同老師們物理教學(xué)的另一副新翅膀，幫助老師進一步拓展物理教學(xué)時空，使學(xué)生可以在更高、更廣闊的物理時空中翱翔，獲得更高、更好的發(fā)展。 初中物理實驗教學(xué)系統(tǒng)下載用技術(shù)改變教學(xué)模式，金角魚案例入選《中國智能教育創(chuàng)新實踐報告》。

     《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(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。

     目前，上海市的中學(xué)物理教材采用螺旋式上升的編寫模式，基本圍繞力學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)及原子物理等內(nèi)容。其中內(nèi)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(fù)雜、相互關(guān)聯(lián)的實驗，讓學(xué)生進行自主實驗設(shè)計與活動。比如電學(xué)這一章節(jié)實驗，我們可以引導(dǎo)學(xué)生利用課余時間自主體驗學(xué)習(xí)，從簡單的基本的電路出發(fā)，經(jīng)歷串并聯(lián)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(jù)虛擬實驗在設(shè)計之初所具有的人性化功能，使得學(xué)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(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供了有效的途徑。通過金角魚模擬實驗嘗試，學(xué)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(guān)注，更能夠讓學(xué)生從錯誤中汲取教訓(xùn)，從而糾正錯誤。真正學(xué)會操作方法與步驟。通過完成一個個設(shè)定的任務(wù)后，達到學(xué)會知識，促進科學(xué)思維，提升能力的目的。

     金角魚將：

     （1）堅定持續(xù)地進行“融合仿真技術(shù)學(xué)科素養(yǎng)導(dǎo)向的初中物理教學(xué)法”實踐研究，與更多學(xué)校和老師聯(lián)合教研，構(gòu)筑完整的PST（教學(xué)法-空間-技術(shù)）框架體系。

     （2）繼續(xù)深度打造基于上述研究的常態(tài)化應(yīng)用案例，幫助更多教師特別是青年教師快速成長。

     （3）響應(yīng)教育信息化2.0的號召，突破試驗范圍，參與到我國90個“信息化教學(xué)實驗區(qū)”建設(shè)中去，通過模式/方法的總結(jié)提升和應(yīng)用示范的輻射帶動，使技術(shù)和教育/教學(xué)的深度融合落到實處。 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)法實踐研究》工作坊。

     《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)在機理的仿真。它基于人類對整個物理對象形成的科學(xué)的研究成果，這個成果往往是嚴謹?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(dāng)對流存在時，熱擴散會由于流體的流動而發(fā)生復(fù)雜的形變，其運動規(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，因此會帶了較為復(fù)雜的計算，對計算機性能有一定要求。由于流體存在湍流現(xiàn)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(chǎn)生散亂的隨機流動現(xiàn)象。 “金角魚”，是仿真技術(shù)和科學(xué)教育產(chǎn)品研發(fā)基地。初中物理情境創(chuàng)設(shè)系統(tǒng)

《金角魚初中物理》適合教師提升教學(xué)效果、打造新型課堂、布置作業(yè)。初中物理輔導(dǎo)系統(tǒng)

     利用《金角魚初中物理》，做趣味實驗。

     金角魚除了包含常規(guī)實驗之外，還有很多趣味實驗和游戲?qū)嶒灒寣W(xué)生利用所學(xué)知識解決問題。例如，需要學(xué)生利用光的反射知識，通過添加寶石將光線反射到目標寶石處的“反射游戲”；利用杠桿的平衡條件知識，將重物進行擺放，讓杠桿在水平方向保持平衡的“杠桿游戲”。

     不僅學(xué)生可以親自動手做，趣味實驗作為老師授課時的導(dǎo)入素材，或者課后的個性化作業(yè)，更能在學(xué)習(xí)知識的同時提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 初中物理輔導(dǎo)系統(tǒng)