金角魚在中國的教學應用實踐入選UNESCO“教育數字化轉型創(chuàng)新案例”。
該案例所屬的創(chuàng)新領域是:
◇改善教學(增加學生的動力和參與度,促進知識和技能的獲取,優(yōu)化評估和評價系統(tǒng),改善學習成果)
◇創(chuàng)建有利的環(huán)境(教室,實驗室,健康、安全、趣味盎然、能夠滿足學習者個性化需求的在線學習平臺)
案例發(fā)起人和實施者是:
◇發(fā)起人:上海奉賢區(qū)教育學院教學研究中心,上海金角魚軟件有限公司
◇實施者:上海金角魚軟件有限公司,上海奉賢區(qū)教育學院教學研究中心,上海古華中學等 “金角魚”,是仿真技術和科學教育產品研發(fā)基地。初中物理交互實驗軟件

《金角魚初中物理》使物理實驗課的數據采集及處理變的更有效。
物理的實驗離不開數據的采集及處理,但在一些較為復雜的物理實驗中,傳統(tǒng)實驗難以在短時間內進行的復雜數據的采集及處理。且傳統(tǒng)物理實驗每進行一次實驗需要多個實驗器材的組合使用,部分實驗準備和操作時間過長,導致無法在有限課堂時間內完成對應內容的學習的情況時有發(fā)生。在數據處理等方面,學生需要進行大量的人工計算和分析,再根據實驗數據或作出的圖像、進行分析歸納得出結論。但事實上,一節(jié)課能留給學生探究的次數和思考的時間并不多。學生在課堂上的一些想法也很難在課上全部進行,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,輸入已采集的數據,可自動描點繪圖,大量縮短了數據處理的時間,幫助學生有更多時間進行數據分析或圖像分析,有效提升學生的科學思維。 初中物理APP安裝金角魚會持續(xù)探索將虛擬仿真實驗引入課堂教學中,以學生為主體的教學模式。

很多老師反映在用了《金角魚初中物理》后,日常教學發(fā)生了這些變化:
課堂變得更活躍了。學生們興趣盎然、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,課堂的內容得到了延展和深化。
動手探究應用到了復習課,繼續(xù)貫徹學科素養(yǎng)教學目標。有了基于應用和深度學習的情境,難上的復習課變得生動和簡單,教學轉化率迅速提升。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%。
技術為教研注入了活力。三十余節(jié)各級公開課,起到了教學創(chuàng)新示范帶動的作用,加速IT和物理教學的深度融合,促進了教師成長,上海浙江江蘇等地數十位教師,在各級教學評比、論文評選中獲得優(yōu)異成績。
《金角魚初中物理》是基于數值仿真和人工智能的初中物理探究式智能情境教學系統(tǒng)。它所應用的技術主要是數值仿真(CAE)和人工智能(AI)。金角魚建立了物理對象的數學模型及其相應的數值計算方案,形成高精度、高魯棒性的CAE技術。仿真對象有電路、分子、熱機、滑動、齒輪、流體、運動、聲波、音階、光路、柔性物體等。金角魚構建了壓力或壓強等數字傳感器,形成直觀精密的探究環(huán)境。它還能對電路/滑輪組/光路等用戶的實驗設計進行智能評估。金角魚支持下的新型實驗數據交互方式將持續(xù)改變初中物理課堂。

《金角魚初中物理》中的情境是怎么做出來的?金角魚,不是對研究或學習對象現象級的仿真,而是對物理對象內在機理的仿真。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的數學方程。然后用數值仿真技術,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生散亂的隨機流動現象。 一款有使命、有思想、有教學創(chuàng)新、有技術含量的經典產品。初中物理APP安裝
金角魚云平臺強調技術和教學深度融合,倡導探究式教學。初中物理交互實驗軟件
教育部教育信息化技術標準委員會主任祝智庭教授為金角魚題詞。在經過對金角魚公司和《金角魚初中物理》的前期研究后,祝智庭教授對《金角魚初中物理》產品進行了更為深入地實際考察。考察過后,祝智庭教授說,金角魚能夠肯坐冷板凳,“以IT和物理教學深度融合”為產品使命實屬難能可貴,很有教育情懷。而做教育,沒有教育情懷是做不好的。
金角魚堅持自己的價值主張,堅持把探究作為“情境創(chuàng)設”的主線,以生動深刻的情境和多種形式的交互致力于打造新型課堂。在祝教授看來,這是開辟了新路。他希望金角魚,在這條光明大道上繼續(xù)深入地走下去,越做越好。
祝教授,滿懷對教育的期待,欣然為金角魚題詞:“教育無極限,探知開新路”。 初中物理交互實驗軟件