《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(xí)對象現(xiàn)象級(jí)的仿真,而是對物理對象內(nèi)在機(jī)理的仿真。它基于人類對整個(gè)物理對象形成的科學(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)對此非常感興趣,認(rèn)為這種方式開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。 我們倡導(dǎo)感性--《金角魚初中物理.聲學(xué)》。初中物理仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)下載排名
《金角魚初中物理》能引發(fā)深度學(xué)習(xí),刺激主動(dòng)學(xué)習(xí)。
學(xué)生置身于仿真環(huán)境中,可以充分調(diào)動(dòng)感覺、運(yùn)動(dòng)和思維,極大地提高了學(xué)習(xí)效率。曾經(jīng)有教育心理學(xué)家進(jìn)行了比較試驗(yàn),結(jié)果表明:仿真教學(xué)模式下,學(xué)生可以記憶約70%的內(nèi)容,而傳統(tǒng)的“教師講,學(xué)生聽”模式下,學(xué)生只能記憶約30%的內(nèi)容。
與傳統(tǒng)的方式相比,仿真教學(xué)能為學(xué)生提供充分動(dòng)手的機(jī)會(huì)、靈活的仿真各種真實(shí)情況、設(shè)定各種事故及極限運(yùn)行狀態(tài)、具備自動(dòng)評價(jià)功能、安全性高、節(jié)省開支。除了這些顯而易見的優(yōu)點(diǎn),仿真教學(xué)還有一些超出人們預(yù)期的效果:
(1)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性。仿真軟件一般都是獨(dú)自操作,獨(dú)自完成,學(xué)生必須開動(dòng)腦筋認(rèn)真分析問題,從而才能準(zhǔn)確地解決問題。
(2)開拓想象空間。學(xué)生可以反復(fù)試驗(yàn)自行設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案,進(jìn)行各種各樣的設(shè)計(jì),并迅速地通過仿真看到結(jié)果。
(3)減輕教師的負(fù)擔(dān)。學(xué)生們主觀能動(dòng)性提高了,教師重復(fù)性工作量少了。 初中物理虛擬現(xiàn)實(shí)交互軟件金角魚,在與課堂的融合中彰顯價(jià)值。
《金角魚初中物理》的一大特點(diǎn)是現(xiàn)象數(shù)據(jù)化,通過數(shù)據(jù)來傳達(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,固體對接觸面的壓強(qiáng)大小可以通過物體形變程度來進(jìn)行定性比較。但由于實(shí)驗(yàn)過程中沒有設(shè)置定量比較的過程,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)問題一直以來沒有一個(gè)很好的解決方案,因?yàn)槲矬w受到的壓強(qiáng)雖然可通過物體的形變來表現(xiàn),但因?yàn)闊o法測量的緣故導(dǎo)致無法定量描述,從而學(xué)生無法自主得出壓強(qiáng)公式。但借助《金角魚初中物理》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)大小可以通過底部顆粒物的顏色深淺來判斷(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。
金角魚在上海的教學(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《中國智能教育創(chuàng)新實(shí)踐報(bào)告》。
“2022中國教育數(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)注中國近年來在各個(gè)學(xué)生年齡段以及各場景下教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的成果,討論智能教育技術(shù)對傳統(tǒng)教育所帶來的改變,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。
本次論壇邀請了來自教育界的學(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)型等問題進(jìn)行分享和交流。UNESCO教育信息技術(shù)研究所(UNESCOIITE)所長展?jié)隽酥髦紙?bào)告。
《中國智能教育創(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)案例來自于華為、騰訊、金角魚等。 用新問題新思想新技術(shù),創(chuàng)新初中物理教研形態(tài)。
《金角魚初中物理》在新授課方面,利用眾多杰出教學(xué)實(shí)踐,和仿真技術(shù)結(jié)合,有效突破多個(gè)教學(xué)難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)。
軟件在二力平衡、壓強(qiáng)、法線的引入、電路動(dòng)態(tài)和電路故障、比熱容、凸透鏡成像、測定小燈泡電功率、電和熱學(xué)的微觀解釋、聲音傳播的疏密波等很多教學(xué)難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)都著力突破,得到了眾多老師的應(yīng)用。
以“凸透鏡成像”為例,《金角魚初中物理》沿著這個(gè)脈絡(luò)深入:探究凸透鏡成實(shí)像的規(guī)律--凸透鏡焦距對成像的影響--物體高度對凸透鏡成像的影響--凸透鏡成像與光源大小的關(guān)系--遮光板對凸透鏡成像的影響--凸透鏡成像規(guī)律的光路分析。 《金角魚初中物理》孕育初中物理教學(xué)新模式新方法。初中物理虛擬實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)系統(tǒng)推薦
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。初中物理仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)下載排名
利用《金角魚初中物理》,做趣味實(shí)驗(yàn)。
金角魚除了包含常規(guī)實(shí)驗(yàn)之外,還有很多趣味實(shí)驗(yàn)和游戲?qū)嶒?yàn),讓學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)解決問題。例如,需要學(xué)生利用光的反射知識(shí),通過添加寶石將光線反射到目標(biāo)寶石處的“反射游戲”;利用杠桿的平衡條件知識(shí),將重物進(jìn)行擺放,讓杠桿在水平方向保持平衡的“杠桿游戲”。
不僅學(xué)生可以親自動(dòng)手做,趣味實(shí)驗(yàn)作為老師授課時(shí)的導(dǎo)入素材,或者課后的個(gè)性化作業(yè),更能在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 初中物理仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)下載排名