金角鱼教研共同体正在积极探索初中物理教学新模式和新方法。
对于初中物理教学,普遍存在情境创设乏力、学生动手操作机会较少的情况;诸多教学难点的解决呼唤新的技术手段,如二力平衡、电学故障等。为提高学生学习兴趣、参与度和学习效果,在物理教学的诸多环节需要创设更多生动、直观、能激发学生思维的互动情境。为解决上述问题,金角鱼把数值仿真和人工智能技术引入到初中物理教学中。
2020年2月上海奉贤区教育学院教学研究中心和上海金角鱼软件有限公司联合发起《在线教学背景下初中物理课堂教学与金角鱼初中物理软件的有效整合教学研究》项目。该项目先在上海古华中学等十余所奉贤区学校实施,后来扩展到上海的杨浦区、闵行区、浦东新区、嘉定区,进而又延伸到江苏省和浙江省的部分学校。据不完全统计,该项目累计涉及学校500所以上、教师1500名以上。随着实践的深入,本项目后来演变为《融合仿真技术学科素养导向的初中物理教学法实践研究》。
该项目目的是运用数值仿真和人工智能技术焕发初中物理教学活力,造就学生探究式学习的场景,激发学生动手、动脑、动心、动情,改变“教”和“学”的模式;探索用新的方法和工具武装新一代教师,培养学科素养达标的高素质学生。 金角鱼的价值主张:面向过程和方法,强调以学生为主体的探究,强调课程内容的结构化、动态化和课堂的活化。初中物理辅导软件排名
金角鱼在中国的教学应用实践入选UNESCO“教育数字化转型创新案例”。
该案例所属的创新领域是:
◇改善教学(增加学生的动力和参与度,促进知识和技能的获取,优化评估和评价系统,改善学习成果)
◇创建有利的环境(教室,实验室,健康、安全、趣味盎然、能够满足学习者个性化需求的在线学习平台)
案例发起人和实施者是:
◇发起人:上海奉贤区教育学院教学研究中心,上海金角鱼软件有限公司
◇实施者:上海金角鱼软件有限公司,上海奉贤区教育学院教学研究中心,上海古华中学等 初中物理辅助教学APP推荐金角鱼希望帮助老师加深对教材、对学生理解,强化自己的教学水平,以适应信息时代带来的挑战。
《金角鱼初中物理》的一大特点是现象数据化,通过数据来传达感性。例如软件中引入的数字传感器——压力压强传感器。
在“压强”这节课中,固体对接触面的压强大小可以通过物体形变程度来进行定性比较。但由于实验过程中没有设置定量比较的过程,只能得出压强与压力成正相关、与受力面积成负相关,无法得到“压强大小与压力大小成正比,与受力面积成反比”的结论。所以书本上紧接着以直接“告诉”的方式给出结论:“实际上,压力的作用效果是由单位面积上受到的压力决定的。
”上面提到的这个问题一直以来没有一个很好的解决方案,因为物体受到的压强虽然可通过物体的形变来表现,但因为无法测量的缘故导致无法定量描述,从而学生无法自主得出压强公式。但借助《金角鱼初中物理》软件,将这块内容进行了重新设计。在软件“压力压强”教学内容中,物体的下方都会有一个传感器,使得压强大小可以通过底部颗粒物的颜色深浅来判断(颜色越深压强越大),同时还可以在数据层面显示压强的具体大小。在能获得压强具体数据情况下,就可以找出压强与压力大小、受力面积大小的定量关系——与压力成正比,与受力面积成反比。
《金角鱼初中物理》的研发创新手段具有鲜明的先进性和综合性。
(1)把在航空、航天、汽车等工程设计领域所使用的CAE(计算机辅助工程)手段,用于建立仿真教学中的物理模型。如,力学中的伯努利原理交互仿真探究情境(流体速度和压强的关系)等,这么高维的手段非常有助于解决老师常见的教学难点和痛点。
(2)综合虚拟仿真、情境化教学、PBL(Problembasedlearning)和AI思想和技术,通过沉浸场景和场景变革,在不断推进的各个场景里通过提出越来越深入的大量的问题,引发学生动手、思考和探究,促进有效学习行为的发生。
(3)体现在仿真精度和智能分析上,即虚拟环境是基于CAE标准的,具有高精度仿真特点。 金角鱼云平台致力于打造鲜活的新型高效课堂。
《金角鱼初中物理》在新授课方面,利用众多杰出教学实践,和仿真技术结合,有效突破多个教学难点和关键点。
软件在二力平衡、压强、法线的引入、电路动态和电路故障、比热容、凸透镜成像、测定小灯泡电功率、电和热学的微观解释、声音传播的疏密波等很多教学难点和关键点都着力突破,得到了众多老师的应用。
以“凸透镜成像”为例,《金角鱼初中物理》沿着这个脉络深入:探究凸透镜成实像的规律--凸透镜焦距对成像的影响--物体高度对凸透镜成像的影响--凸透镜成像与光源大小的关系--遮光板对凸透镜成像的影响--凸透镜成像规律的光路分析。 金角鱼云平台强调技术和教学深度融合,倡导探究式教学。初中物理辅助教学软件
金角鱼做中学软件用教学创新解决复习课教学转化率不高的问题。初中物理辅导软件排名
《金角鱼初中物理》中灵活的实验设计和智能反馈,能减轻教师工作量,提升课堂效率。
以电路设计为例,在电学模块的任何地方,师生都可以自由设计、操作电路,都可以随意存取电路文件,都能得到智能的系统反馈。
电路设计引擎具备如下特性:
*电参数可调/故障可设置
*可操作/存储/修改/分享
*内在机理层次的仿真
*器件数量不受限制
*可随意自主设计电路
电路设计引擎具备如下教学价值:
*体贴:教师减少课时占用、解决动态/故障难点
*智能:智能评判设计成果
*个性:自主设计更能激励、支持项目化教学 初中物理辅导软件排名