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節需要創設更多生動、直觀、能激發學生思維的互動情境。為解決上述問題，金角魚把數值仿真和人工智能技術引入到初中物理教學中。

     2020年2月上海奉賢區教育學院教學研究中心和上海金角魚軟件有限公司聯合發起《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學校實施，后來擴展到上海的楊浦區、閔行區、浦東新區、嘉定區，進而又延伸到江蘇省和浙江省的部分學校。據不完全統計，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，本項目后來演變為《融合仿真技術學科素養導向的初中物理教學法實踐研究》。

     該項目目的是運用數值仿真和人工智能技術煥發初中物理教學活力，造就學生探究式學習的場景，激發學生動手、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，培養學科素養達標的高素質學生。 金角魚云平臺有助于重塑以課堂文化為主的學校文化。初中物理教學系統安裝

     《金角魚初中物理》在教學應用上更自由。這一點表現在如下幾個方面：

     （1）在電學所有模塊，都支持電路的任意設計、存儲/調取和操作。

     （2）電學之外也具備大量的實驗設計場景，支持使用者自由設計實驗，有些實驗設計還可以存儲和調取。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/壓強數字傳感器，支持對各種固體切割物和液體的傳感。

     （4）強大的情境分析工具，可適用于習題的分析和深層探究。如參數可調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現工具等。

     《金角魚初中物理》在系統反饋更智能。這一點表現在如下幾個方面：

     實驗操作考練習能自動評分并給出錯誤提示、實驗設計能自動評判設計的正誤、制作類(項目化設計)能據實呈現運轉效應等。 初中物理課堂教學軟件安裝學生可隨時隨地借助信息技術手段，從被動變主動，以自己的視角DIY設計實驗，動手實踐。

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

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

     電路設計引擎具備如下特性：

     *電參數可調/故障可設置

     *可操作/存儲/修改/分享

     *內在機理層次的仿真

     *器件數量不受限制

     *可隨意自主設計電路

     電路設計引擎具備如下教學價值：

     *體貼：教師減少課時占用、解決動態/故障難點

     *智能：智能評判設計成果

     *個性：自主設計更能激勵、支持項目化教學

     《金角魚初中物理》創設的情境，強調探究和交互。

     每個情境以探究為主線。結合教學痛點，設立探究項目（如：比熱容、光反射中法線概念的引入、平面鏡成像原理、凸透鏡成像原理、勻速直線運動、二力平衡、摩擦力、直線上的二力合成、壓力壓強等）。結合教學關鍵點，設置情境，每一情境都有一個鮮明的探究目標。

     每個情境均以交互為特征。交互類型包括：

     （1）人機交互：

     *AI跟蹤設計和操作全過程

     *智能反饋得分和錯誤信息

     *“多樂”卡通人物，現場提供幫助

     （2）師生交互：

     *老師可查看學生的設計、數據、圖線等

     *提供有雙向即時溝通工具

     （3）交互內容可以有：

     *實驗設計交互

     *數據處理交互

     *任務交互

     （4）交互機制有：

     *同步交互，打造新型課堂

     *異步交互，打造翻轉課堂 金角魚，在與課堂的融合中彰顯價值。

     《金角魚初中物理》的一大特點是現象數據化，通過數據來傳達感性。例如軟件中引入的數字傳感器——壓力壓強傳感器。

     在“壓強”這節課中，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置定量比較的過程，只能得出壓強與壓力成正相關、與受力面積成負相關，無法得到“壓強大小與壓力大小成正比，與受力面積成反比”的結論。所以書本上緊接著以直接“告訴”的方式給出結論：“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，但因為無法測量的緣故導致無法定量描述，從而學生無法自主得出壓強公式。但借助《金角魚初中物理》軟件，將這塊內容進行了重新設計。在軟件“壓力壓強”教學內容中，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），同時還可以在數據層面顯示壓強的具體大小。在能獲得壓強具體數據情況下，就可以找出壓強與壓力大小、受力面積大小的定量關系——與壓力成正比，與受力面積成反比。 金角魚云平臺，同步交互，打造新型課堂。異步交互，打造翻轉課堂。初中物理情境創設系統推薦

《金角魚初中物理》入選UNESCO“教育數字化轉型創新案例”。初中物理教學系統安裝

     金角魚常年舉辦初中物理教學法實踐研究工作坊。本工作坊聚焦于仿真技術、信息技術和初中物理課堂教學的深度融合，進行學科素養下融合仿真技術的初中物理教學法實踐研究，提高參與者的雙核素養和物理教學教研水平。鑒于青年教師成長的迫切性和對信息技術的敏感性，本工作坊尤其歡迎青年教師參與。

     培養和提高教師的專業素養和信息技術素養（雙核素養）,建設一支精良的教師隊伍,是辦好學校的關鍵所在。青年教師的成長關系到學校的現在和未來，是實施教學革新、實現國家課程校本化探究化，重塑以課堂文化為內核的學校文化的關鍵。他們精力充沛、思想活躍、富有創造力，對新知識、新技術、新方法具有較強的接受能力，成長的迫切性強。

     《金角魚初中物理》煥發教研活力，促進教師成長，提升教師信息技術素養，能

     （1）提高教師貫徹物理學科素養教學法探究的自覺性和實踐能力；

     （2）幫助教師大幅度提高物理教學的情境運用能力；

     （3）在常態化的軟件應用中提升教師信息素養；

     （4）打造物理智慧課堂，用信息化煥發教研活力，幫助教師在公開課和論文上提升競爭力，促進青年教師快速成長。 初中物理教學系統安裝