《金角魚(yú)初中物理》是基于數(shù)值仿真和人工智能的初中物理探究式智能情境教學(xué)系統(tǒng)。它所應(yīng)用的技術(shù)主要是數(shù)值仿真(CAE)和人工智能(AI)。金角魚(yú)建立了物理對(duì)象的數(shù)學(xué)模型及其相應(yīng)的數(shù)值計(jì)算方案，形成高精度、高魯棒性的CAE技術(shù)。仿真對(duì)象有電路、分子、熱機(jī)、滑動(dòng)、齒輪、流體、運(yùn)動(dòng)、聲波、音階、光路、柔性物體等。金角魚(yú)構(gòu)建了壓力或壓強(qiáng)等數(shù)字傳感器，形成直觀精密的探究環(huán)境。它還能對(duì)電路/滑輪組/光路等用戶的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行智能評(píng)估。金角魚(yú)獲殊榮：成為江蘇教育信息化13個(gè)重點(diǎn)推薦產(chǎn)品之一。初中物理模擬實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)推薦

     《金角魚(yú)初中物理》突破多個(gè)“講不清/看不見(jiàn)/進(jìn)不去/動(dòng)不得/難再現(xiàn)”的教學(xué)難點(diǎn)。

     （1）進(jìn)入“進(jìn)不去”的微觀領(lǐng)域。例如，熱對(duì)流中分子運(yùn)動(dòng)的仿真、把功和能聯(lián)系起來(lái)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(wèn)題。例如，組裝活塞運(yùn)行機(jī)構(gòu)和熱機(jī)等。

     （3）操作“動(dòng)不得”的理想實(shí)驗(yàn)。例如，探究光滑水平面上力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系等。

     （4）造出“難再現(xiàn)”的實(shí)驗(yàn)故障。例如，“測(cè)定小燈泡電功率故障”專(zhuān)題中的十余種經(jīng)典故障、“伏安法測(cè)電阻”專(zhuān)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(jiàn)“看不見(jiàn)”的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。例如，聲音的傳播過(guò)程、振動(dòng)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。 初中物理輔助教學(xué)系統(tǒng)“金角魚(yú)”，是仿真技術(shù)和科學(xué)教育產(chǎn)品研發(fā)基地。

     《金角魚(yú)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(chē)等工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域所使用的CAE（計(jì)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(jiàn)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(guò)沉浸場(chǎng)景和場(chǎng)景變革，在不斷推進(jìn)的各個(gè)場(chǎng)景里通過(guò)提出越來(lái)越深入的大量的問(wèn)題，引發(fā)學(xué)生動(dòng)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(yú)初中物理》能有效促進(jìn)達(dá)成物理教學(xué)的過(guò)程性評(píng)價(jià)。

     新課程倡導(dǎo)“立足過(guò)程，促進(jìn)發(fā)展”的學(xué)生學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)的目的在于診斷學(xué)生在發(fā)展過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)與不足，教師應(yīng)將評(píng)價(jià)結(jié)果及時(shí)反饋給學(xué)生。但在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，受學(xué)生人數(shù)、時(shí)間等限制，教師往往采取主觀評(píng)判方式，即教師通過(guò)觀察和聆聽(tīng)學(xué)生表述或在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的表現(xiàn)再結(jié)合自身教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，只能進(jìn)行口頭評(píng)價(jià)。而金角魚(yú)可以通過(guò)軟件自帶的實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)系統(tǒng)及時(shí)反饋給每位學(xué)生，幫助學(xué)生能發(fā)現(xiàn)并及時(shí)找出從而糾正在學(xué)習(xí)過(guò)程中存在的問(wèn)題，激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和信心，從而促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展，再通過(guò)每一個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作及數(shù)據(jù)上傳中的情況，教師可以對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)分析原因，及時(shí)講解，且學(xué)生活動(dòng)真實(shí)有效。 用新問(wèn)題新思想新技術(shù)，創(chuàng)新初中物理教研形態(tài)。

     《金角魚(yú)初中物理》使物理實(shí)驗(yàn)課的數(shù)據(jù)采集及處理變的更有效。

     物理的實(shí)驗(yàn)離不開(kāi)數(shù)據(jù)的采集及處理，但在一些較為復(fù)雜的物理實(shí)驗(yàn)中，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)難以在短時(shí)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(shí)驗(yàn)每進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)需要多個(gè)實(shí)驗(yàn)器材的組合使用，部分實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和操作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致無(wú)法在有限課堂時(shí)間內(nèi)完成對(duì)應(yīng)內(nèi)容的學(xué)習(xí)的情況時(shí)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(jì)算和分析，再根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(shí)上，一節(jié)課能留給學(xué)生探究的次數(shù)和思考的時(shí)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(shí)間將課上自己的想法付諸實(shí)踐也會(huì)受此器材的局限，結(jié)果只能空想了之。而金角魚(yú)打破原先大量的人工計(jì)算環(huán)節(jié)，通過(guò)自帶的電子表格，輸入已采集的數(shù)據(jù)，可自動(dòng)描點(diǎn)繪圖，大量縮短了數(shù)據(jù)處理的時(shí)間，幫助學(xué)生有更多時(shí)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(yú)初中物理》入選UNESCO“教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型創(chuàng)新案例”。初中物理模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)下載排名

用數(shù)值仿真和人工智能，改變初中物理教學(xué)模式。初中物理模擬實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)推薦

     利用《金角魚(yú)初中物理》，做理想實(shí)驗(yàn)。

     初中物理有很多理想實(shí)驗(yàn)是無(wú)法在課堂上、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成的，如“探究光滑水平面上的二力平衡”。此時(shí)利用金角魚(yú)則能解決這個(gè)問(wèn)題。

     學(xué)生在軟件中不僅得出了勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)的二力平衡條件，對(duì)于加速直線運(yùn)動(dòng)和減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的兩力關(guān)系也能有所了解，更有的學(xué)生還能得出“當(dāng)運(yùn)動(dòng)物體水平方向不受力時(shí)會(huì)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)”的結(jié)論，為之后牛頓慣性定律的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，有的學(xué)生提出疑問(wèn)“為什么物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后，無(wú)論施加的兩個(gè)力怎么改變，都無(wú)法使物體靜止”；有的同學(xué)發(fā)現(xiàn)，合力會(huì)影響物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。通過(guò)線上實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)的情境，有效地增加了學(xué)生的體驗(yàn)、拓展了學(xué)生的思維，對(duì)于課上知識(shí)的吸收起到促進(jìn)作用。相比于平時(shí)的課上實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不再受到時(shí)間和空間的限制，這樣的探究更加充分。 初中物理模擬實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)推薦