金角魚教研共同體正在積極探索初中物理教學新模式和新方法。

     對于初中物理教學，普遍存在情境創設乏力、學生動手操作機會較少的情況；諸多教學難點的解決呼喚新的技術手段，如二力平衡、電學故障等。為提高學生學習興趣、參與度和學習效果，在物理教學的諸多環節需要創設更多生動、直觀、能激發學生思維的互動情境。為解決上述問題，金角魚把數值仿真和人工智能技術引入到初中物理教學中。

     2020年2月上海奉賢區教育學院教學研究中心和上海金角魚軟件有限公司聯合發起《在線教學背景下初中物理課堂教學與金角魚初中物理軟件的有效整合教學研究》項目。該項目先在上海古華中學等十余所奉賢區學校實施，后來擴展到上海的楊浦區、閔行區、浦東新區、嘉定區，進而又延伸到江蘇省和浙江省的部分學校。據不完全統計，該項目累計涉及學校500所以上、教師1500名以上。隨著實踐的深入，本項目后來演變為《融合仿真技術學科素養導向的初中物理教學法實踐研究》。

     該項目目的是運用數值仿真和人工智能技術煥發初中物理教學活力，造就學生探究式學習的場景，激發學生動手、動腦、動心、動情，改變“教”和“學”的模式；探索用新的方法和工具武裝新一代教師，培養學科素養達標的高素質學生。 一款有使命、有思想、有教學創新、有技術含量的經典產品。初中物理實驗教學APP下載

     《金角魚初中物理》對復習課和實驗考練習也有很大幫助。

     （1）復習課方面，用“探究式復習”構筑學科素養和應試之間的橋梁，帶來多項教學創新。

     探究式復習，將刷題轉化為探究式學習，用深度學習替代低水平重復，更能提分、更具應變能力、更省時間、更有趣。軟件中包括了十一個專題復習，它們均是考前復習的難點重點。

     （2）實驗考練習，將有力地減輕教師在新授課和復習課上的教學負擔。實驗考練習，依據標準，利用原有情境，推出了全部14個學生實驗的實驗考練習。每個實驗考練習均具備演示模式、練習模式、考核模式。

     它將有力地促進考前練習，而且已經被多個老師融入到新授課的教學中。它減輕了老師負擔，為新授課和復習課都帶來巨大便利，推進了線上和線下融合的混合式教學。 初中物理虛擬實驗學習APP金角魚云平臺強調技術和教學深度融合，倡導探究式教學。

     《金角魚初中物理》在教學難點突破上舍得下苦功夫、深功夫。

     比如，為了突破“比熱容”這個公認的教學難點，金角魚專門推出了“比熱容-熱學”板塊，在金角魚公眾號上開設了“熱學十八回”講座。

     這個模塊涵蓋溫度、P-V-T關系、熱傳遞、比熱容、分子運動等18個方面的探究目標和互動探究情境。從零號定律出發，深入到分子領域，探究溫度的本質；把功和熱聯系起來，初步探究比熱容；從分子運動層面，對影響比熱容的因素進行更深入的探究等。

     為了攻克“比熱容”這個普遍的教學難點，金角魚研發團隊不但研讀了多本中國的大學教材，還研讀了多本歐美極富盛名的大學教材。

     這些歐美的相關教材，動不動厚達2000頁以上。在其中，金角魚看到了國內教學上的差距，得到了很多啟發。

     《金角魚初中物理》中學生實驗的演示/練習/考核功能，依據有關實驗操作考規范制定，將改變新授課模式，增強中考備考手段。

     *規范的演示，支持隨時隨地學習；

     *分步評價，獲得練習中的即時指導，如：連接電路過程中出現錯誤，提交后準確報錯；

     *考練結合，掌握實驗流程和關鍵點；

     *涵蓋初中物理實驗操作考全部備選實驗。

     學生實驗操作模塊，使得學生操作和指導更方便；新授課教學有了新手段，改變課堂模式，提高質量；中考備考更有效率。 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》的設計創新具有鮮明的教學前瞻性。

     （1）在理念運用上，整合了“做中學”和“STEM”理念，因而呈現出很強的探究式學習的特點，軟件具備很強的交互性和操作性。

     產品具備科學游戲的特點，通過三維建模的形式創造立體的空間，交互的游戲體驗，讓孩子們可以交流互通，極大豐富了內容玩點，充分吸引孩子。通過交互性和操作性的設計，實現深度參與，一改被動灌輸的傳統模式。

     （2）在表現手法上，呈現出“趣味性”、“藝術性”和“故事性”。

     產品還將設法把故事性融入。寓知識于故事之中，藏探究于游戲之內。以軟件的形式通過運用先進的虛擬仿真技術結合卡通人物的引導把枯澀難懂的理論、技術，以一種生動、形象、活潑的方式表現出來，讓公眾能夠輕松愉快的明白和接受這些理論知識。 金角魚獲殊榮：成為江蘇教育信息化13個重點推薦產品之一。初中物理智能系統下載安裝

突破難點，金角魚研制出“比熱容-熱學”教學軟件。初中物理實驗教學APP下載

     《金角魚初中物理》中的情境是怎么做出來的？金角魚，不是對研究或學習對象現象級的仿真，而是對物理對象內在機理的仿真。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的數學方程。然后用數值仿真技術，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生復雜的形變，其運動規律滿足NS（Navier-Stokes）方程。我們的數值仿真算法就基于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生散亂的隨機流動現象。 初中物理實驗教學APP下載