《金角魚初中物理》希望用教育思想和教學創(chuàng)新,通過技術(shù)和產(chǎn)品為師生賦能。軟件主張面向過程和方法,強調(diào)要教學創(chuàng)新;主張基于學科素養(yǎng),著重科學探究和科學思維。為此軟件基于“金角魚云平臺”,利用數(shù)學建模、數(shù)值仿真、數(shù)據(jù)庫、人工智能、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù),融合PBL(項目化學習/問題式學習)、STEM、科學游戲等手法,為老師、學生搭建了數(shù)百個“以探究為主線,以交互為特征”的三維仿真情境。幫助老師、學生通過利用這些情境,從而讓課堂更有效,讓學習更主動。金角魚支持下的新型實驗數(shù)據(jù)交互方式將持續(xù)改變初中物理課堂。初中物理課堂教學APP下載
《金角魚初中物理》倡導學生:要發(fā)揮感性、提升感覺能力。
以初中物理聲學為例。聲學部分,不是考試的重點,也不是老師關(guān)注的板塊。但是,“聲”是耳朵所感受的東西,它是鮮活的、有趣的,是能激發(fā)孩子科學興趣的。我們不可切斷或漠視這個孩子與世界發(fā)生聯(lián)系的途徑。
在聲音的產(chǎn)生與傳播中,我們引入了貝多芬的《致愛麗絲》,原名《a小調(diào)巴加泰勒》;我們還設(shè)計了擁有三個八度的琴鍵,在彈奏中探究音樂背后的科學。
感性導致的理性,才是真的理性,否則就是教條。我們需要知識建構(gòu),但是這個知識建構(gòu)一定不是沒有感性基礎(chǔ)的,一定是連接我們豐富感受和科學探究之間的橋梁。
教科書的生硬、應試的導向、課堂的沉悶、社會的急功近利,已經(jīng)極大地壓制了孩子們的感性。釋放感性就是解放孩子、解救教育。 初中物理課堂教學平臺推薦初中物理課堂教學與《金角魚初中物理》教學軟件有效整合的教學研究。
運用《金角魚初中物理》幫助學生熟悉各種實驗現(xiàn)象提升科學思維,培養(yǎng)學科素養(yǎng)。
有的老師指出以往教學中普遍存在一些故障現(xiàn)象,實驗室無法復現(xiàn),往往是“講不清、看不見、進不去、動不得、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,讓學生去尋找現(xiàn)象發(fā)生的原因,這對提升學生在物理現(xiàn)象方面的思維品質(zhì)、幫助學生建立故障現(xiàn)象與故障原因之間的聯(lián)系有非常大的幫助。
例如金角魚專門對“測定小燈泡電功率中的一些故障和常見問題”做了故障專題。學生能在正確的電路基礎(chǔ)上把指定的故障現(xiàn)象“造”出來。該專題覆蓋了常見了15種故障。
這種逆向操作,思維量很大。“紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行”,經(jīng)過這樣的“試錯”,手腦并用,學生不光對本實驗,對所有電路的認識都能上升到新的更高的水平。再如,中考前的專題復習課,老師再攜帶實驗器材進入課堂,費時費力。這時有些老師利用軟件現(xiàn)象動態(tài)可視化,通過金角魚事先搭建電路,模擬電路變化過程,現(xiàn)象清晰且動態(tài)可見。
《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(shù),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。 金角魚獲殊榮:成為江蘇教育信息化13個重點推薦產(chǎn)品之一。
《金角魚初中物理》的一大特點是現(xiàn)象數(shù)據(jù)化,通過數(shù)據(jù)來傳達感性。例如軟件中引入的數(shù)字傳感器——壓力壓強傳感器。
在“壓強”這節(jié)課中,固體對接觸面的壓強大小可以通過物體形變程度來進行定性比較。但由于實驗過程中沒有設(shè)置定量比較的過程,只能得出壓強與壓力成正相關(guān)、與受力面積成負相關(guān),無法得到“壓強大小與壓力大小成正比,與受力面積成反比”的結(jié)論。所以書本上緊接著以直接“告訴”的方式給出結(jié)論:“實際上,壓力的作用效果是由單位面積上受到的壓力決定的。
”上面提到的這個問題一直以來沒有一個很好的解決方案,因為物體受到的壓強雖然可通過物體的形變來表現(xiàn),但因為無法測量的緣故導致無法定量描述,從而學生無法自主得出壓強公式。但借助《金角魚初中物理》軟件,將這塊內(nèi)容進行了重新設(shè)計。在軟件“壓力壓強”教學內(nèi)容中,物體的下方都會有一個傳感器,使得壓強大小可以通過底部顆粒物的顏色深淺來判斷(顏色越深壓強越大),同時還可以在數(shù)據(jù)層面顯示壓強的具體大小。在能獲得壓強具體數(shù)據(jù)情況下,就可以找出壓強與壓力大小、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。 金角魚云平臺致力于打造鮮活的新型高效課堂。初中物理虛擬現(xiàn)實交互APP推薦
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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(shù)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。 初中物理課堂教學APP下載