《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(jī)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(yán)謹(jǐn)?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(rèn)為這種方式開啟了一種新的探究途徑。如點(diǎn)燃蠟燭后，熱在空氣中擴(kuò)散的情形。當(dāng)對流存在時，熱擴(kuò)散會由于流體的流動而發(fā)生復(fù)雜的形變，其運(yùn)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(jī)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(jī)流動現(xiàn)象。 “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(學(xué)生版)實驗平臺下載

     金角魚有著大量的教學(xué)創(chuàng)新，一直在應(yīng)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(xué)校的邱老師打造《探究物質(zhì)質(zhì)量與體積的關(guān)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(xué)生分別對三種液體、三種固體進(jìn)行測量。利用金角魚平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集、匯總，并帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)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(xué)們看到了團(tuán)隊協(xié)作的力量，無意之間增強(qiáng)了團(tuán)隊的合作的意識。

     （2）方便的曲線擬合工具。當(dāng)大家的數(shù)據(jù)一組一組呈現(xiàn)在坐標(biāo)系上，擬合出圖像時，學(xué)生們都發(fā)出驚嘆。圖線法的運(yùn)用，促進(jìn)了形象思維在物理探究中作用的發(fā)揮。

     （3）學(xué)生實驗結(jié)果的即時診斷。課上有一組學(xué)生測量固體體積的時候忘記減去量筒中原有液體體積，導(dǎo)致采集數(shù)據(jù)錯誤。當(dāng)從圖線中發(fā)現(xiàn)這個問題的時候，同學(xué)們恍然大悟。 初中物理學(xué)習(xí)平臺推薦突破難點(diǎn)，金角魚研制出“比熱容-熱學(xué)”教學(xué)軟件。

     《金角魚初中物理》的研發(fā)創(chuàng)新手段具有鮮明的先進(jìn)性和綜合性。

     （1）把在航空、航天、汽車等工程設(shè)計領(lǐng)域所使用的CAE（計算機(jī)輔助工程）手段，用于建立仿真教學(xué)中的物理模型。如，力學(xué)中的伯努利原理交互仿真探究情境（流體速度和壓強(qiáng)的關(guān)系）等，這么高維的手段非常有助于解決老師常見的教學(xué)難點(diǎn)和痛點(diǎn)。

     （2）綜合虛擬仿真、情境化教學(xué)、PBL(Problembasedlearning)和AI思想和技術(shù)，通過沉浸場景和場景變革，在不斷推進(jìn)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(xué)生動手、思考和探究，促進(jìn)有效學(xué)習(xí)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(biāo)準(zhǔn)的，具有高精度仿真特點(diǎn)。

     《金角魚初中物理》中靈活的實驗設(shè)計和智能反饋，能減輕教師工作量，提升課堂效率。

     以電路設(shè)計為例，在電學(xué)模塊的任何地方，師生都可以自由設(shè)計、操作電路，都可以隨意存取電路文件，都能得到智能的系統(tǒng)反饋。

     電路設(shè)計引擎具備如下特性：

     *電參數(shù)可調(diào)/故障可設(shè)置

     *可操作/存儲/修改/分享

     *內(nèi)在機(jī)理層次的仿真

     *器件數(shù)量不受限制

     *可隨意自主設(shè)計電路

     電路設(shè)計引擎具備如下教學(xué)價值：

     *體貼：教師減少課時占用、解決動態(tài)/故障難點(diǎn)

     *智能：智能評判設(shè)計成果

     *個性：自主設(shè)計更能激勵、支持項目化教學(xué) 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》中學(xué)生實驗的演示/練習(xí)/考核功能，依據(jù)有關(guān)實驗操作考規(guī)范制定，將改變新授課模式，增強(qiáng)中考備考手段。

     *規(guī)范的演示，支持隨時隨地學(xué)習(xí)；

     *分步評價，獲得練習(xí)中的即時指導(dǎo)，如：連接電路過程中出現(xiàn)錯誤，提交后準(zhǔn)確報錯；

     *考練結(jié)合，掌握實驗流程和關(guān)鍵點(diǎn)；

     *涵蓋初中物理實驗操作考全部備選實驗。

     學(xué)生實驗操作模塊，使得學(xué)生操作和指導(dǎo)更方便；新授課教學(xué)有了新手段，改變課堂模式，提高質(zhì)量；中考備考更有效率。 《金角魚初中物理》入選UNESCO“教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型創(chuàng)新案例”。金角魚初中物理(學(xué)生版)實驗平臺下載

金角魚做中學(xué)軟件用教學(xué)創(chuàng)新解決復(fù)習(xí)課教學(xué)轉(zhuǎn)化率不高的問題。金角魚初中物理(學(xué)生版)實驗平臺下載

     《金角魚初中物理》希望用教育思想和教學(xué)創(chuàng)新，通過技術(shù)和產(chǎn)品為師生賦能。軟件主張面向過程和方法，強(qiáng)調(diào)要教學(xué)創(chuàng)新；主張基于學(xué)科素養(yǎng)，著重科學(xué)探究和科學(xué)思維。為此軟件基于“金角魚云平臺”，利用數(shù)學(xué)建模、數(shù)值仿真、數(shù)據(jù)庫、人工智能、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，融合PBL（項目化學(xué)習(xí)/問題式學(xué)習(xí)）、STEM、科學(xué)游戲等手法，為老師、學(xué)生搭建了數(shù)百個“以探究為主線，以交互為特征”的三維仿真情境。幫助老師、學(xué)生通過利用這些情境，從而讓課堂更有效，讓學(xué)習(xí)更主動。金角魚初中物理(學(xué)生版)實驗平臺下載