金角魚教研共同體正在積極探索初中物理教學新模式和新方法。

     對于初中物理教學，普遍存在情境創(chuàng)設乏力、學生動手操作機會較少的情況；諸多教學難點的解決呼喚新的技術手段，如二力平衡、電學故障等。為提高學生學習興趣、參與度和學習效果，在物理教學的諸多環(huán)節(jié)需要創(chuàng)設更多生動、直觀、能激發(fā)學生思維的互動情境。為解決上述問題，金角魚把數(shù)值仿真和人工智能技術引入到初中物理教學中。

     2020年2月上海奉賢區(qū)教育學院教學研究中心和上海金角魚軟件有限公司聯(lián)合發(fā)起《在線教學背景下初中物理課堂教學與金角魚初中物理軟件的有效整合教學研究》項目。該項目先在上海古華中學等十余所奉賢區(qū)學校實施，后來擴展到上海的楊浦區(qū)、閔行區(qū)、浦東新區(qū)、嘉定區(qū)，進而又延伸到江蘇省和浙江省的部分學校。據(jù)不完全統(tǒng)計，該項目累計涉及學校500所以上、教師1500名以上。隨著實踐的深入，本項目后來演變?yōu)椤度诤戏抡婕夹g學科素養(yǎng)導向的初中物理教學法實踐研究》。

     該項目目的是運用數(shù)值仿真和人工智能技術煥發(fā)初中物理教學活力，造就學生探究式學習的場景，激發(fā)學生動手、動腦、動心、動情，改變“教”和“學”的模式；探索用新的方法和工具武裝新一代教師，培養(yǎng)學科素養(yǎng)達標的高素質(zhì)學生。 金角魚初中物理，為教學賦能。初中物理輔導系統(tǒng)

     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。 初中物理實驗教學系統(tǒng)下載用技術改變教學模式，金角魚案例入選《中國智能教育創(chuàng)新實踐報告》。

     《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。

     金角魚將：

     （1）堅定持續(xù)地進行“融合仿真技術學科素養(yǎng)導向的初中物理教學法”實踐研究，與更多學校和老師聯(lián)合教研，構(gòu)筑完整的PST（教學法-空間-技術）框架體系。

     （2）繼續(xù)深度打造基于上述研究的常態(tài)化應用案例，幫助更多教師特別是青年教師快速成長。

     （3）響應教育信息化2.0的號召，突破試驗范圍，參與到我國90個“信息化教學實驗區(qū)”建設中去，通過模式/方法的總結(jié)提升和應用示范的輻射帶動，使技術和教育/教學的深度融合落到實處。 金角魚開展《融合仿真技術的初中物理學科素養(yǎng)培養(yǎng)教學法實踐研究》工作坊。

     《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，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”，是仿真技術和科學教育產(chǎn)品研發(fā)基地。初中物理情境創(chuàng)設系統(tǒng)

《金角魚初中物理》適合教師提升教學效果、打造新型課堂、布置作業(yè)。初中物理輔導系統(tǒng)

     利用《金角魚初中物理》，做趣味實驗。

     金角魚除了包含常規(guī)實驗之外，還有很多趣味實驗和游戲?qū)嶒灒寣W生利用所學知識解決問題。例如，需要學生利用光的反射知識，通過添加寶石將光線反射到目標寶石處的“反射游戲”；利用杠桿的平衡條件知識，將重物進行擺放，讓杠桿在水平方向保持平衡的“杠桿游戲”。

     不僅學生可以親自動手做，趣味實驗作為老師授課時的導入素材，或者課后的個性化作業(yè)，更能在學習知識的同時提升學生的學習興趣。 初中物理輔導系統(tǒng)