《金角魚初中物理》的研發(fā)創(chuàng)新具有鮮明的原創(chuàng)性。
它是首先提出面向“過程和方法”初中物理教學(xué)軟件。通過面向“過程和方法”,促進(jìn)“態(tài)度情感價值觀”的培養(yǎng),更有助于縮短教學(xué)時間、發(fā)掘孩子們的創(chuàng)造力,提升學(xué)生素質(zhì)。在教學(xué)三目標(biāo)(1知識和技能,,2過程和方法,3態(tài)度/情感/價值觀)中,目前學(xué)校教育和考試重點在教學(xué)目標(biāo)的第一階段“知識和技能”上。
它是首先提出基于初中物理的學(xué)科素養(yǎng)、著重科學(xué)探究和科學(xué)思維、打通學(xué)科素養(yǎng)和應(yīng)試教育橋梁的軟件。通過變“專題復(fù)習(xí)”為“專題探究”,激勵學(xué)生勇于探究習(xí)題背后基礎(chǔ)的物理研究對象,從探究中找到一般性的解題方法。 初中物理課堂教學(xué)與《金角魚初中物理》教學(xué)軟件有效整合的教學(xué)研究。初中物理情境創(chuàng)設(shè)軟件安裝
《金角魚初中物理》突破多個“講不清/看不見/進(jìn)不去/動不得/難再現(xiàn)”的教學(xué)難點。
(1)進(jìn)入“進(jìn)不去”的微觀領(lǐng)域。例如,熱對流中分子運動的仿真、把功和能聯(lián)系起來認(rèn)知比熱容、以及電壓的直觀解釋等。
(2)進(jìn)入“進(jìn)不去”的工程問題。例如,組裝活塞運行機(jī)構(gòu)和熱機(jī)等。
(3)操作“動不得”的理想實驗。例如,探究光滑水平面上力和運動的關(guān)系等。
(4)造出“難再現(xiàn)”的實驗故障。例如,“測定小燈泡電功率故障”專題中的十余種經(jīng)典故障、“伏安法測電阻”專題中十幾種電路故障;學(xué)生還可根據(jù)現(xiàn)象描述,在正確電路基礎(chǔ)上進(jìn)行修改,使得電路出現(xiàn)指定故障。
(5)看見“看不見”的實驗過程。例如,聲音的傳播過程、振動與聲音等。
(6)講清“講不清”的現(xiàn)象和原理。例如,引入數(shù)字傳感器,建立壓力壓強(qiáng)直觀感知;引入三維建模,深入剖析四沖程原理等。 初中物理虛擬實驗學(xué)習(xí)系統(tǒng)下載金角魚開展《融合仿真技術(shù)的初中物理學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)教學(xué)法實踐研究》工作坊。
《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(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。但由于實驗過程中沒有設(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(qiáng)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(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。在軟件“壓力壓強(qiáng)”教學(xué)內(nèi)容中,物體的下方都會有一個傳感器,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。
《金角魚初中物理》使物理實驗課的數(shù)據(jù)采集及處理變的更有效。
物理的實驗離不開數(shù)據(jù)的采集及處理,但在一些較為復(fù)雜的物理實驗中,傳統(tǒng)實驗難以在短時間內(nèi)進(jìn)行的復(fù)雜數(shù)據(jù)的采集及處理。且傳統(tǒng)物理實驗每進(jìn)行一次實驗需要多個實驗器材的組合使用,部分實驗準(zhǔn)備和操作時間過長,導(dǎo)致無法在有限課堂時間內(nèi)完成對應(yīng)內(nèi)容的學(xué)習(xí)的情況時有發(fā)生。在數(shù)據(jù)處理等方面,學(xué)生需要進(jìn)行大量的人工計算和分析,再根據(jù)實驗數(shù)據(jù)或作出的圖像、進(jìn)行分析歸納得出結(jié)論。但事實上,一節(jié)課能留給學(xué)生探究的次數(shù)和思考的時間并不多。學(xué)生在課堂上的一些想法也很難在課上全部進(jìn)行,想在課余時間將課上自己的想法付諸實踐也會受此器材的局限,結(jié)果只能空想了之。而金角魚打破原先大量的人工計算環(huán)節(jié),通過自帶的電子表格,輸入已采集的數(shù)據(jù),可自動描點繪圖,大量縮短了數(shù)據(jù)處理的時間,幫助學(xué)生有更多時間進(jìn)行數(shù)據(jù)分析或圖像分析,有效提升學(xué)生的科學(xué)思維。 “金角魚”,是仿真技術(shù)和科學(xué)教育產(chǎn)品研發(fā)基地。
《金角魚初中物理》在教學(xué)應(yīng)用上更自由。這一點表現(xiàn)在如下幾個方面:
(1)在電學(xué)所有模塊,都支持電路的任意設(shè)計、存儲/調(diào)取和操作。
(2)電學(xué)之外也具備大量的實驗設(shè)計場景,支持使用者自由設(shè)計實驗,有些實驗設(shè)計還可以存儲和調(diào)取。如平面鏡成像、凸透鏡成像、杠桿、滑輪、參照物-運動-速度等。
(3)引入壓力/壓強(qiáng)數(shù)字傳感器,支持對各種固體切割物和液體的傳感。
(4)強(qiáng)大的情境分析工具,可適用于習(xí)題的分析和深層探究。如參數(shù)可調(diào)的流固混合情境模擬器、電路九宮格分析器、電路短斷路故障模擬和分析器、伏安法測電阻和小燈泡電功率故障復(fù)現(xiàn)工具等。
《金角魚初中物理》在系統(tǒng)反饋更智能。這一點表現(xiàn)在如下幾個方面:
實驗操作考練習(xí)能自動評分并給出錯誤提示、實驗設(shè)計能自動評判設(shè)計的正誤、制作類(項目化設(shè)計)能據(jù)實呈現(xiàn)運轉(zhuǎn)效應(yīng)等。 有了金角魚,物理更容易。初中物理虛擬現(xiàn)實交互APP下載排名
金角魚針對教學(xué)難點和痛點,為老師賦能,學(xué)生學(xué)起來更容易。初中物理情境創(chuàng)設(shè)軟件安裝
運用《金角魚初中物理》幫助學(xué)生熟悉各種實驗現(xiàn)象提升科學(xué)思維,培養(yǎng)學(xué)科素養(yǎng)。
有的老師指出以往教學(xué)中普遍存在一些故障現(xiàn)象,實驗室無法復(fù)現(xiàn),往往是“講不清、看不見、進(jìn)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(xué)生去尋找現(xiàn)象發(fā)生的原因,這對提升學(xué)生在物理現(xiàn)象方面的思維品質(zhì)、幫助學(xué)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(xué)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(xué)生不光對本實驗,對所有電路的認(rèn)識都能上升到新的更高的水平。再如,中考前的專題復(fù)習(xí)課,老師再攜帶實驗器材進(jìn)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。 初中物理情境創(chuàng)設(shè)軟件安裝