《金角魚初中物理》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。金角魚云平臺(tái)有助于重塑以課堂文化為主的學(xué)校文化。學(xué)好初中物理的軟件

     利用《金角魚初中物理》，探索項(xiàng)目化的初中物理學(xué)習(xí)模式。

     開展設(shè)計(jì)項(xiàng)目式或主題式的探究性學(xué)習(xí)模式，利用金角魚線上平臺(tái)，有更多保存和展示學(xué)生作品的空間，教師要盡可能地展示學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，以成就感驅(qū)動(dòng)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)。在學(xué)生嘗試優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的過程中不斷增加感覺運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的體驗(yàn)，進(jìn)而調(diào)動(dòng)大腦的思考，這樣可以有效促進(jìn)具身認(rèn)知發(fā)展。利用平臺(tái)提供的豐富資源，項(xiàng)目化式的學(xué)習(xí)，學(xué)生各顯其能，在習(xí)得知識(shí)的過程中，培養(yǎng)了解決問題的能力，增加了學(xué)生的自信心，促進(jìn)了學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展示。 學(xué)好初中物理的軟件有了金角魚，物理更容易。

     利用《金角魚初中物理》，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)利用金角魚則能解決這個(gè)問題。

     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)過程中，有的學(xué)生提出疑問“為什么物體開始運(yùn)動(dòng)后，無論施加的兩個(gè)力怎么改變，都無法使物體靜止”；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。

     《金角魚初中物理》中學(xué)生實(shí)驗(yàn)的演示/練習(xí)/考核功能，依據(jù)有關(guān)實(shí)驗(yàn)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(shí)隨地學(xué)習(xí)；

     *分步評(píng)價(jià)，獲得練習(xí)中的即時(shí)指導(dǎo)，如：連接電路過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤，提交后準(zhǔn)確報(bào)錯(cuò)；

     *考練結(jié)合，掌握實(shí)驗(yàn)流程和關(guān)鍵點(diǎn)；

     *涵蓋初中物理實(shí)驗(yàn)操作考全部備選實(shí)驗(yàn)。

     學(xué)生實(shí)驗(yàn)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，在與課堂的融合中彰顯價(jià)值。

     《金角魚初中物理》中的情境是怎么做出來的？金角魚，不是對(duì)研究或?qū)W習(xí)對(duì)象現(xiàn)象級(jí)的仿真，而是對(duì)物理對(duì)象內(nèi)在機(jī)理的仿真。它基于人類對(duì)整個(gè)物理對(duì)象形成的科學(xué)的研究成果，這個(gè)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(duì)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(duì)流存在時(shí)，熱擴(kuò)散會(huì)由于流體的流動(dòng)而發(fā)生復(fù)雜的形變，其運(yùn)動(dòng)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(huì)帶了較為復(fù)雜的計(jì)算，對(duì)計(jì)算機(jī)性能有一定要求。由于流體存在湍流現(xiàn)象，仿真計(jì)算還需要加入湍流方程，即流體在越過障礙時(shí)，快速流動(dòng)的液體速度會(huì)產(chǎn)生散亂的隨機(jī)流動(dòng)現(xiàn)象。 《金角魚初中物理》孕育初中物理教學(xué)新模式新方法。初中物理備課APP下載推薦

《金角魚初中物理》入選UNESCO“教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型創(chuàng)新案例”。學(xué)好初中物理的軟件

     《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(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(chǎng)景和場(chǎng)景變革，在不斷推進(jìn)的各個(gè)場(chǎng)景里通過提出越來越深入的大量的問題，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)。 學(xué)好初中物理的軟件