《金角魚初中物理》提供大量游戲化的實驗內(nèi)容,能促進學生科學思維的提升。
物理實驗天生具有較強的吸引力,中學生好奇且好動,但學生之間存在個別差異,對于某一知識點的理解有時是片面的,學習水平層次不等,部分學生存在畏難的心理障礙。以測小燈泡電功率專題復習為例,習題基本可概括為三大類型:①推導電源規(guī)格②推導滑動變阻器規(guī)格(滑動變阻器阻值)③推導燈泡規(guī)格(燈泡額定電壓、額定電流、額定電功率。學生解題解題之前需要掌握各用電器之間關系,這對學生邏輯能力要求較高。
我們可以通過軟件中“九宮格翻牌”游戲的形式對學生先進行邏輯訓練。以求“總電壓”為例,要想求得總電壓,“翻牌”游戲提供了兩種途徑:一種是橫向上,通過燈泡電壓UL和滑動變阻器電壓UP的相加;另一種是縱向上,通過電路中的電流I和總電阻R總相乘。如果使用第一種方式,那么就想辦法得到UL和UP;如果使用第二種方法,那么想辦法求得I和R總.。通過游戲,學生能在趣味中體驗到解題的快樂,并在潛移默化中逐步培養(yǎng)了邏輯思維能力。 金角魚是老師教學的好幫手,學生學習的得力助手。初中物理智能平臺安裝
很多老師反映在用了《金角魚初中物理》后,日常教學發(fā)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(fā)了動腦。教師講解變少提問變多,學生思維被激發(fā)起來了。師生交互層次和強度提升,課堂的內(nèi)容得到了延展和深化。
動手探究應用到了復習課,繼續(xù)貫徹學科素養(yǎng)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(zhuǎn)化率迅速提升。該項目持續(xù)開展的教研活動惠及了上海奉賢全區(qū)百余位物理老師,幫助奉賢區(qū)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(jié)各級公開課,起到了教學創(chuàng)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(shù)十位教師,在各級教學評比、論文評選中獲得優(yōu)異成績。 初中物理教學APP安裝線上教學巧用虛擬仿真實驗,探索物理實驗教學新模式。
《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(tǒng)反饋。
電路設計引擎具備如下特性:
*電參數(shù)可調(diào)/故障可設置
*可操作/存儲/修改/分享
*內(nèi)在機理層次的仿真
*器件數(shù)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(tài)/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
初中物理教學的另一副翅膀——《金角魚初中物理》于物理教學的融合。
應用應用信息技術必然是今后物理教學的趨勢。金角魚能提供如下幫助:
(1)提供大量物理情境,激發(fā)學習興趣;
(2)降低學習難度,增強學習力;
(3)輔助物理實驗,提升教學實效;
(4)重演物理知識發(fā)生過程,增強學生體驗;
(5)拓展學習時空,變有限為無限。
在物理教學中,金角魚就如同老師們物理教學的另一副新翅膀,幫助老師進一步拓展物理教學時空,使學生可以在更高、更廣闊的物理時空中翱翔,獲得更高、更好的發(fā)展。 金角魚主張找到大量習題背后共通的物理現(xiàn)象,然后對其進行深度探究。
《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的研究成果,這個成果往往是嚴謹?shù)臄?shù)學方程。然后用數(shù)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(fā)生復雜的形變,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。 金角魚能激發(fā)興趣,并能促進深度學習和自主學習。初中物理交互實驗平臺
金角魚面向過程和方法,重視教學創(chuàng)新,基于關鍵素養(yǎng),看重科學探究和科學思維。初中物理智能平臺安裝
《金角魚初中物理》突破多個“講不清/看不見/進不去/動不得/難再現(xiàn)”的教學難點。
(1)進入“進不去”的微觀領域。例如,熱對流中分子運動的仿真、把功和能聯(lián)系起來認知比熱容、以及電壓的直觀解釋等。
(2)進入“進不去”的工程問題。例如,組裝活塞運行機構和熱機等。
(3)操作“動不得”的理想實驗。例如,探究光滑水平面上力和運動的關系等。
(4)造出“難再現(xiàn)”的實驗故障。例如,“測定小燈泡電功率故障”專題中的十余種經(jīng)典故障、“伏安法測電阻”專題中十幾種電路故障;學生還可根據(jù)現(xiàn)象描述,在正確電路基礎上進行修改,使得電路出現(xiàn)指定故障。
(5)看見“看不見”的實驗過程。例如,聲音的傳播過程、振動與聲音等。
(6)講清“講不清”的現(xiàn)象和原理。例如,引入數(shù)字傳感器,建立壓力壓強直觀感知;引入三維建模,深入剖析四沖程原理等。 初中物理智能平臺安裝