《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(xué)的研究成果，這個成果往往是嚴謹?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(fù)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(fù)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。 《金角魚初中物理》旨在解決教學(xué)痛點、打造高效課堂、引發(fā)深度學(xué)習(xí)。初中物理教師備課系統(tǒng)下載安裝

     《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)來傳達感性。例如軟件中引入的數(shù)字傳感器——壓力壓強傳感器。

     在“壓強”這節(jié)課中，固體對接觸面的壓強大小可以通過物體形變程度來進行定性比較。但由于實驗過程中沒有設(shè)置定量比較的過程，只能得出壓強與壓力成正相關(guān)、與受力面積成負相關(guān)，無法得到“壓強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公式。但借助《金角魚初中物理》軟件，將這塊內(nèi)容進行了重新設(shè)計。在軟件“壓力壓強”教學(xué)內(nèi)容中，物體的下方都會有一個傳感器，使得壓強大小可以通過底部顆粒物的顏色深淺來判斷（顏色越深壓強越大），同時還可以在數(shù)據(jù)層面顯示壓強的具體大小。在能獲得壓強具體數(shù)據(jù)情況下，就可以找出壓強與壓力大小、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。 初中物理情境創(chuàng)設(shè)APP下載推薦金角魚提供大量生動的互動情境，學(xué)生能在做中學(xué)，老師能在互動中教。

     利用《金角魚初中物理》，做探究實驗。

     金角魚不僅包含大量學(xué)生實驗以及演示實驗，還包括很多探究實驗。實驗界面效果逼真，實驗數(shù)據(jù)準確客觀，實驗設(shè)計科學(xué)合理，是在線實驗教學(xué)非常好的選擇。

     以“測定小燈泡的電功率”為例，該實驗是初中物理中非常重要的實驗之一，學(xué)生從實驗器材的選擇，到實驗表格的設(shè)計，再到實驗電路的連接和數(shù)據(jù)的讀取，都需要嚴謹而規(guī)范的操作。該實驗軟件首先提供了讓學(xué)生自己動手連接實物的機會，而且只有所有操作全部規(guī)范，連接全部正確之后才可以正確讀數(shù)，否則就會出現(xiàn)和實物器材一樣的實驗現(xiàn)象或者報警。電路連接好之后，可以利用放大鏡功能讀取數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進行處理，還可以對實驗中的故障進行分析，便于學(xué)生進一步理解實驗過程，

     仿真對物理教學(xué)具有深遠價值和現(xiàn)實意義，金角魚致力于把仿真的觀念和運用能力帶給廣大物理教師。

     作為一種認識和改造客觀世界的重要手段，仿真經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)能夠運用數(shù)學(xué)方法構(gòu)造復(fù)雜的物理模型，提示真實世界的變化規(guī)律。仿真是一種新的科學(xué)研究手段和教學(xué)手段，為研究生和高校教師提供教學(xué)和研究的平臺，也正在進入中小學(xué)的日常教學(xué)中。

     仿真教學(xué)不僅是一種新的教學(xué)方法，也是一種將理論與實踐相結(jié)合的新教學(xué)手段，更是未來智能化教育的基礎(chǔ)。仿真教學(xué)所涉及的領(lǐng)域已擴展到物理、生命、宇宙、社會等各種學(xué)科。 金角魚能激發(fā)興趣，并能促進深度學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)。

     《金角魚初中物理》突破多個“講不清/看不見/進不去/動不得/難再現(xiàn)”的教學(xué)難點。

     （1）進入“進不去”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)系起來認知比熱容、以及電壓的直觀解釋等。

     （2）進入“進不去”的工程問題。例如，組裝活塞運行機構(gòu)和熱機等。

     （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，建立壓力壓強直觀感知；引入三維建模，深入剖析四沖程原理等。 線上教學(xué)巧用虛擬仿真實驗，探索物理實驗教學(xué)新模式。初中物理平臺推薦

《金角魚初中物理》孕育初中物理教學(xué)新模式新方法。初中物理教師備課系統(tǒng)下載安裝

     很多老師反映在用了《金角魚初中物理》后，日常教學(xué)發(fā)生了這些變化：

     課堂變得更活躍了。學(xué)生們興趣盎然、參與度大幅提高，他們喜歡自己動手操作，動手引發(fā)了動腦。教師講解變少提問變多，學(xué)生思維被激發(fā)起來了。師生交互層次和強度提升，課堂的內(nèi)容得到了延展和深化。

     動手探究應(yīng)用到了復(fù)習(xí)課，繼續(xù)貫徹學(xué)科素養(yǎng)教學(xué)目標。有了基于應(yīng)用和深度學(xué)習(xí)的情境，難上的復(fù)習(xí)課變得生動和簡單，教學(xué)轉(zhuǎn)化率迅速提升。該項目持續(xù)開展的教研活動惠及了上海奉賢全區(qū)百余位物理老師，幫助奉賢區(qū)初中物理2020年中考杰出率提升5.6%。

     技術(shù)為教研注入了活力。三十余節(jié)各級公開課，起到了教學(xué)創(chuàng)新示范帶動的作用，加速IT和物理教學(xué)的深度融合，促進了教師成長，上海浙江江蘇等地數(shù)十位教師，在各級教學(xué)評比、論文評選中獲得優(yōu)異成績。 初中物理教師備課系統(tǒng)下載安裝