中学物理教学软件教学应用

     《金角鱼初中物理》提供大量三维模型互动情境，来帮助老师解决初中物理的工程问题。例如热学的热机。

     首先，可以通过一步步组装来认识活塞发动机的结构。在组装和运转各个部件中探索发动机中活塞、连杆、曲轴等部件的正确位置及连接方式，感受它们的工作方式。

     （1）组装连杆曲轴机构

     （2）组装活塞机构

     （3）组装配气机构

     （4）组装一个完整的发动机

     再通过观察各部分的运动方式来认识活塞发动机的工作原理。

     （1）观察单个汽缸的工作过程

     （2）在加速减速中认识整个发动机中各汽缸如何在工作过程上相互配合

     （3）只留下关键的运动部件，在加速减速中认识各部件如何在运动方式上相互配合 金角鱼针对教学难点和痛点，为老师赋能，学生学起来更容易。中学物理教学软件教学应用

     利用《金角鱼初中物理》，探索项目化的初中物理学习模式。

     开展设计项目式或主题式的探究性学习模式，利用金角鱼线上平台，有更多保存和展示学生作品的空间，教师要尽可能地展示学生的学习成果，以成就感驱动学生进一步学习。在学生尝试优化设计方案的过程中不断增加感觉运动系统的体验，进而调动大脑的思考，这样可以有效促进具身认知发展。利用平台提供的丰富资源，项目化式的学习，学生各显其能，在习得知识的过程中，培养了解决问题的能力，增加了学生的自信心，促进了学生的个性化发展示。 中学物理仿真实验软件《金角鱼初中物理》孕育初中物理教学新模式新方法。

     《金角鱼初中物理》创设的情境，强调探究和交互。

     每个情境以探究为主线。结合教学痛点，设立探究项目（如：比热容、光反射中法线概念的引入、平面镜成像原理、凸透镜成像原理、匀速直线运动、二力平衡、摩擦力、直线上的二力合成、压力压强等）。结合教学关键点，设置情境，每一情境都有一个鲜明的探究目标。

     每个情境均以交互为特征。交互类型包括：

     （1）人机交互：

         *AI跟踪设计和操作全过程

         *智能反馈得分和错误信息

         *“多乐”卡通人物，现场提供帮助

     （2）师生交互：

         *老师可查看学生的设计、数据、图线等

         *提供有双向即时沟通工具

     （3）交互内容可以有：

         *实验设计交互

         *数据处理交互

         *任务交互

     （4）交互机制有：

         *同步交互，打造新型课堂

         *异步交互，打造翻转课堂

     《金角鱼初中物理》中的情境是怎么做出来的？金角鱼，不是对研究或学习对象现象级的仿真，而是对物理对象内在机理的仿真。它基于人类对整个物理对象形成的科学的研究成果，这个成果往往是严谨的数学方程。然后用数值仿真技术，形成可视化的可交互情境。

     有很多老师和同学对此非常感兴趣，认为这种方式开启了一种新的探究途径。如点燃蜡烛后，热在空气中扩散的情形。当对流存在时，热扩散会由于流体的流动而发生复杂的形变，其运动规律满足NS（Navier-Stokes）方程。我们的数值仿真算法就基于NS方程，因此会带了较为复杂的计算，对计算机性能有一定要求。由于流体存在湍流现象，仿真计算还需要加入湍流方程，即流体在越过障碍时，快速流动的液体速度会产生散乱的随机流动现象。 金角鱼初中物理，为师生赋能。

     《金角鱼初中物理》中的“探究式复习”蕴含教学智慧，呈现出现代技术的威力。

     （1）“探究式复习”的特性

     *探究习题背后基础的研究对象

     *从探究中找到一般性的方法

     *在习题分析中应用探究成果

     *用设计与操作增进对问题感知和处理能力

     （2）“探究式复习”的教学价值

     *更是方向：架构学科素养和应试的桥梁

     *更深入：将刷题转化为探究式学习

     *更提能力：用深度学习替代低水平重复

     *更能提分：提分/应变能力/省时间/有趣

     （3）“探究式复习”的内容

     凸透镜成像专题、伏安法测电阻专题、伏安法测电阻故障专题、测定小灯泡电功率专题、测定小灯泡电功率故障专题、电路故障专题（短路、断路）、固体压强专题Ⅰ、固体压强专题II、固体压力专题、流固混合下的压强专题、串联电路动态变化专题复习课、详见微信公众号“金角鱼做中学”中的《专题复习方案》 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。初中物理实验教学软件教学应用

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。中学物理教学软件教学应用

     《金角鱼初中物理》突破多个“讲不清/看不见/进不去/动不得/难再现”的教学难点。

     （1）进入“进不去”的微观领域。例如，热对流中分子运动的仿真、把功和能联系起来认知比热容、以及电压的直观解释等。

     （2）进入“进不去”的工程问题。例如，组装活塞运行机构和热机等。

     （3）操作“动不得”的理想实验。例如，探究光滑水平面上力和运动的关系等。

     （4）造出“难再现”的实验故障。例如，“测定小灯泡电功率故障”专题中的十余种经典故障、“伏安法测电阻”专题中十几种电路故障；学生还可根据现象描述，在正确电路基础上进行修改，使得电路出现指定故障。

     （5）看见“看不见”的实验过程。例如，声音的传播过程、振动与声音等。

     （6）讲清“讲不清”的现象和原理。例如，引入数字传感器，建立压力压强直观感知；引入三维建模，深入剖析四冲程原理等。 中学物理教学软件教学应用

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