《金角魚初中物理》的研發(fā)創(chuàng)新手段具有鮮明的先進性和綜合性。
(1)把在航空、航天、汽車等工程設計領域所使用的CAE(計算機輔助工程)手段,用于建立仿真教學中的物理模型。如,力學中的伯努利原理交互仿真探究情境(流體速度和壓強的關系)等,這么高維的手段非常有助于解決老師常見的教學難點和痛點。
(2)綜合虛擬仿真、情境化教學、PBL(Problembasedlearning)和AI思想和技術,通過沉浸場景和場景變革,在不斷推進的各個場景里通過提出越來越深入的大量的問題,引發(fā)學生動手、思考和探究,促進有效學習行為的發(fā)生。
(3)體現(xiàn)在仿真精度和智能分析上,即虛擬環(huán)境是基于CAE標準的,具有高精度仿真特點。 線上教學巧用虛擬仿真實驗,探索物理實驗教學新模式。初中物理輔導系統(tǒng)
《金角魚初中物理》的設計創(chuàng)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(xiàn)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(chǎn)品具備科學游戲的特點,通過三維建模的形式創(chuàng)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(nèi)容玩點,充分吸引孩子。通過交互性和操作性的設計,實現(xiàn)深度參與,一改被動灌輸?shù)膫鹘y(tǒng)模式。
(2)在表現(xiàn)手法上,呈現(xiàn)出“趣味性”、“藝術性”和“故事性”。
產(chǎn)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(nèi)。以軟件的形式通過運用先進的虛擬仿真技術結(jié)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(xiàn)出來,讓公眾能夠輕松愉快的明白和接受這些理論知識。 初中物理仿真平臺安裝《金角魚初中物理》入選UNESCO“教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型創(chuàng)新案例”。
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?!凹埳系脕斫K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。
金角魚有著大量的教學創(chuàng)新,一直在應用中為老師們提供幫助,助力老師成為信息時代的杰出教師。例如幫助上海民辦永昌學校的邱老師打造《探究物質(zhì)質(zhì)量與體積的關系》一課。
本節(jié)課采用小組合作的形式,三個大組十個小組的學生分別對三種液體、三種固體進行測量。利用金角魚平臺進行數(shù)據(jù)的收集、匯總,并帶領學生進行數(shù)據(jù)分析。金角魚的即時匯總、曲線擬合等基于內(nèi)容的數(shù)據(jù)采集和分析工具為課堂提供了極大的便利。
(1)實驗數(shù)據(jù)的生生、師生共享。線下實驗與金角魚線上數(shù)據(jù)分享相融合,即時拿到實驗數(shù)據(jù),提高了實驗效率,同學們看到了團隊協(xié)作的力量,無意之間增強了團隊的合作的意識。
(2)方便的曲線擬合工具。當大家的數(shù)據(jù)一組一組呈現(xiàn)在坐標系上,擬合出圖像時,學生們都發(fā)出驚嘆。圖線法的運用,促進了形象思維在物理探究中作用的發(fā)揮。
(3)學生實驗結(jié)果的即時診斷。課上有一組學生測量固體體積的時候忘記減去量筒中原有液體體積,導致采集數(shù)據(jù)錯誤。當從圖線中發(fā)現(xiàn)這個問題的時候,同學們恍然大悟。 《金角魚初中物理》以探究為目的,以情境為內(nèi)容,以交互為特征。
《金角魚初中物理》能有效促進達成物理教學的過程性評價。
新課程倡導“立足過程,促進發(fā)展”的學生學習評價。評價的目的在于診斷學生在發(fā)展過程中的優(yōu)勢與不足,教師應將評價結(jié)果及時反饋給學生。但在傳統(tǒng)實驗,受學生人數(shù)、時間等限制,教師往往采取主觀評判方式,即教師通過觀察和聆聽學生表述或在實驗過程中的表現(xiàn)再結(jié)合自身教學經(jīng)驗,只能進行口頭評價。而金角魚可以通過軟件自帶的實驗的評價系統(tǒng)及時反饋給每位學生,幫助學生能發(fā)現(xiàn)并及時找出從而糾正在學習過程中存在的問題,激勵學生學習物理的興趣和信心,從而促進學生的發(fā)展,再通過每一個學生實驗操作及數(shù)據(jù)上傳中的情況,教師可以對出現(xiàn)的問題及時分析原因,及時講解,且學生活動真實有效。 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APP安裝
金角魚的使命是“攜手,讓天下的孩子都受到更好的科學教育”。初中物理輔導系統(tǒng)
《金角魚初中物理》中虛擬仿真實驗的暫停功能,能有效提升學生自主學習能力。
目前,上海市的中學物理教材采用螺旋式上升的編寫模式,基本圍繞力學、光學、熱學、電磁學及原子物理等內(nèi)容。其中內(nèi)容的要求不斷螺旋上升,我們可以利用軟件圍繞重要概念展開的一系列由簡單到復雜、相互關聯(lián)的實驗,讓學生進行自主實驗設計與活動。比如電學這一章節(jié)實驗,我們可以引導學生利用課余時間自主體驗學習,從簡單的基本的電路出發(fā),經(jīng)歷串并聯(lián)連接、電流表和電壓表的使用方法、再到用歐姆定律測電阻、測定小燈泡電功率等知識。根據(jù)虛擬實驗在設計之初所具有的人性化功能,使得學生在進行物理實驗時能夠暫停、重組。這些人性化功能很好為學生的自主學習提供了有效的途徑。通過金角魚模擬實驗嘗試,學生不僅能夠利用軟件中的溫馨提示功能加強自己對錯誤的理解與關注,更能夠讓學生從錯誤中汲取教訓,從而糾正錯誤。真正學會操作方法與步驟。通過完成一個個設定的任務后,達到學會知識,促進科學思維,提升能力的目的。 初中物理輔導系統(tǒng)