金角魚(yú)在上海的教學(xué)應(yīng)用實(shí)踐《用數(shù)值仿真和人工智能，改變初中物理教學(xué)模式》，入選《中國(guó)智能教育創(chuàng)新實(shí)踐報(bào)告》。

     “2022中國(guó)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型下的智能教育”論壇，于2022年1月13日在上海舉行。

     本論壇重點(diǎn)關(guān)注中國(guó)近年來(lái)在各個(gè)學(xué)生年齡段以及各場(chǎng)景下教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的成果，討論智能教育技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)教育所帶來(lái)的改變，旨在推進(jìn)人工智能等信息技術(shù)與教育的深度融合和推廣應(yīng)用。

     本次論壇邀請(qǐng)了來(lái)自教育界的學(xué)者與企業(yè)界的嘉賓，圍繞人工智能和其他先進(jìn)技術(shù)促進(jìn)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型等問(wèn)題進(jìn)行分享和交流。UNESCO教育信息技術(shù)研究所（UNESCOIITE)所長(zhǎng)展?jié)隽酥髦紙?bào)告。

     《中國(guó)智能教育創(chuàng)新實(shí)踐報(bào)告》作為本次會(huì)議的重要成果在此次論壇上發(fā)布。

     在入選《中國(guó)智能教育創(chuàng)新實(shí)踐報(bào)告》21個(gè)杰出案例中，除了15個(gè)學(xué)校案例之外，只有6個(gè)企業(yè)案例。這六個(gè)企業(yè)案例來(lái)自于華為、騰訊、金角魚(yú)等。 金角魚(yú)初中物理，為師生賦能。初中物理仿真系統(tǒng)安裝

     《金角魚(yú)初中物理》在教學(xué)應(yīng)用上更自由。這一點(diǎn)表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

     （1）在電學(xué)所有模塊，都支持電路的任意設(shè)計(jì)、存儲(chǔ)/調(diào)取和操作。

     （2）電學(xué)之外也具備大量的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)場(chǎng)景，支持使用者自由設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，有些實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)還可以存儲(chǔ)和調(diào)取。如平面鏡成像、凸透鏡成像、杠桿、滑輪、參照物-運(yùn)動(dòng)-速度等。

     （3）引入壓力/壓強(qiáng)數(shù)字傳感器，支持對(duì)各種固體切割物和液體的傳感。

     （4）強(qiáng)大的情境分析工具，可適用于習(xí)題的分析和深層探究。如參數(shù)可調(diào)的流固混合情境模擬器、電路九宮格分析器、電路短斷路故障模擬和分析器、伏安法測(cè)電阻和小燈泡電功率故障復(fù)現(xiàn)工具等。

     《金角魚(yú)初中物理》在系統(tǒng)反饋更智能。這一點(diǎn)表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

     實(shí)驗(yàn)操作考練習(xí)能自動(dòng)評(píng)分并給出錯(cuò)誤提示、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能自動(dòng)評(píng)判設(shè)計(jì)的正誤、制作類(項(xiàng)目化設(shè)計(jì))能據(jù)實(shí)呈現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)效應(yīng)等。 中學(xué)物理APP安裝金角魚(yú)針對(duì)教學(xué)難點(diǎn)和痛點(diǎn)，為老師賦能，學(xué)生學(xué)起來(lái)更容易。

     《金角魚(yú)初中物理》的一大特點(diǎn)是現(xiàn)象數(shù)據(jù)化，通過(guò)數(shù)據(jù)來(lái)傳達(dá)感性。例如軟件中引入的數(shù)字傳感器——壓力壓強(qiáng)傳感器。

     在“壓強(qiáng)”這節(jié)課中，固體對(duì)接觸面的壓強(qiáng)大小可以通過(guò)物體形變程度來(lái)進(jìn)行定性比較。但由于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中沒(méi)有設(shè)置定量比較的過(guò)程，只能得出壓強(qiáng)與壓力成正相關(guān)、與受力面積成負(fù)相關(guān)，無(wú)法得到“壓強(qiáng)大小與壓力大小成正比，與受力面積成反比”的結(jié)論。所以書(shū)本上緊接著以直接“告訴”的方式給出結(jié)論：“實(shí)際上，壓力的作用效果是由單位面積上受到的壓力決定的?！?

     上面提到的這個(gè)問(wèn)題一直以來(lái)沒(méi)有一個(gè)很好的解決方案，因?yàn)槲矬w受到的壓強(qiáng)雖然可通過(guò)物體的形變來(lái)表現(xiàn)，但因?yàn)闊o(wú)法測(cè)量的緣故導(dǎo)致無(wú)法定量描述，從而學(xué)生無(wú)法自主得出壓強(qiáng)公式。但借助《金角魚(yú)初中物理》軟件，將這塊內(nèi)容進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。在軟件“壓力壓強(qiáng)”教學(xué)內(nèi)容中，物體的下方都會(huì)有一個(gè)傳感器，使得壓強(qiáng)大小可以通過(guò)底部顆粒物的顏色深淺來(lái)判斷（顏色越深壓強(qiáng)越大），同時(shí)還可以在數(shù)據(jù)層面顯示壓強(qiáng)的具體大小。在能獲得壓強(qiáng)具體數(shù)據(jù)情況下，就可以找出壓強(qiáng)與壓力大小、受力面積大小的定量關(guān)系——與壓力成正比，與受力面積成反比。

     運(yùn)用《金角魚(yú)初中物理》幫助學(xué)生熟悉各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提升科學(xué)思維，培養(yǎng)學(xué)科素養(yǎng)。

     有的老師指出以往教學(xué)中普遍存在一些故障現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)室無(wú)法復(fù)現(xiàn)，往往是“講不清、看不見(jiàn)、進(jìn)不去、動(dòng)不得、難再現(xiàn)”，現(xiàn)在利用軟件能很方便得把一些現(xiàn)象做出來(lái)，讓學(xué)生去尋找現(xiàn)象發(fā)生的原因，這對(duì)提升學(xué)生在物理現(xiàn)象方面的思維品質(zhì)、幫助學(xué)生建立故障現(xiàn)象與故障原因之間的聯(lián)系有非常大的幫助。

     例如金角魚(yú)專門對(duì)“測(cè)定小燈泡電功率中的一些故障和常見(jiàn)問(wèn)題”做了故障專題。學(xué)生能在正確的電路基礎(chǔ)上把指定的故障現(xiàn)象“造”出來(lái)。該專題覆蓋了常見(jiàn)了15種故障。

     這種逆向操作，思維量很大?！凹埳系脕?lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行”，經(jīng)過(guò)這樣的“試錯(cuò)”，手腦并用，學(xué)生不光對(duì)本實(shí)驗(yàn)，對(duì)所有電路的認(rèn)識(shí)都能上升到新的更高的水平。再如，中考前的專題復(fù)習(xí)課，老師再攜帶實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)入課堂，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。這時(shí)有些老師利用軟件現(xiàn)象動(dòng)態(tài)可視化，通過(guò)金角魚(yú)事先搭建電路，模擬電路變化過(guò)程，現(xiàn)象清晰且動(dòng)態(tài)可見(jiàn)。 金角魚(yú)開(kāi)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。

     《金角魚(yú)初中物理》中的情境是怎么做出來(lái)的？金角魚(yú)，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(kāi)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(guò)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。 線下實(shí)驗(yàn)和線上實(shí)驗(yàn)的融合支持學(xué)生具身認(rèn)知的發(fā)展。初中物理模擬系統(tǒng)下載

我們倡導(dǎo)感性--《金角魚(yú)初中物理.聲學(xué)》。初中物理仿真系統(tǒng)安裝

     《金角魚(yú)初中物理》的研發(fā)創(chuàng)新具有鮮明的原創(chuàng)性。

     它是首先提出面向“過(guò)程和方法”初中物理教學(xué)軟件。通過(guò)面向“過(guò)程和方法”，促進(jìn)“態(tài)度情感價(jià)值觀”的培養(yǎng)，更有助于縮短教學(xué)時(shí)間、發(fā)掘孩子們的創(chuàng)造力，提升學(xué)生素質(zhì)。在教學(xué)三目標(biāo)（1知識(shí)和技能,，2過(guò)程和方法，3態(tài)度/情感/價(jià)值觀）中，目前學(xué)校教育和考試重點(diǎn)在教學(xué)目標(biāo)的第一階段“知識(shí)和技能”上。

     它是首先提出基于初中物理的學(xué)科素養(yǎng)、著重科學(xué)探究和科學(xué)思維、打通學(xué)科素養(yǎng)和應(yīng)試教育橋梁的軟件。通過(guò)變“專題復(fù)習(xí)”為“專題探究”，激勵(lì)學(xué)生勇于探究習(xí)題背后基礎(chǔ)的物理研究對(duì)象，從探究中找到一般性的解題方法。 初中物理仿真系統(tǒng)安裝

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