利用《金角魚初中物理》,做探究實驗。
金角魚不僅包含大量學生實驗以及演示實驗,還包括很多探究實驗。實驗界面效果逼真,實驗數(shù)據(jù)準確客觀,實驗設(shè)計科學合理,是在線實驗教學非常好的選擇。
以“測定小燈泡的電功率”為例,該實驗是初中物理中非常重要的實驗之一,學生從實驗器材的選擇,到實驗表格的設(shè)計,再到實驗電路的連接和數(shù)據(jù)的讀取,都需要嚴謹而規(guī)范的操作。該實驗軟件首先提供了讓學生自己動手連接實物的機會,而且只有所有操作全部規(guī)范,連接全部正確之后才可以正確讀數(shù),否則就會出現(xiàn)和實物器材一樣的實驗現(xiàn)象或者報警。電路連接好之后,可以利用放大鏡功能讀取數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進行處理,還可以對實驗中的故障進行分析,便于學生進一步理解實驗過程, 金角魚的使命是“攜手,讓天下的孩子都受到更好的科學教育”。初中物理APP安裝
《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習對象現(xiàn)象級的仿真,而是對物理對象內(nèi)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?shù)臄?shù)學方程。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(shù)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(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)生散亂的隨機流動現(xiàn)象。 初中物理APP安裝金角魚榮獲"2019智慧教育杰出校園好方案”。
《金角魚初中物理》中虛擬仿真實驗的暫停功能,能有效提升學生自主學習能力。
目前,上海市的中學物理教材采用螺旋式上升的編寫模式,基本圍繞力學、光學、熱學、電磁學及原子物理等內(nèi)容。其中內(nèi)容的要求不斷螺旋上升,我們可以利用軟件圍繞重要概念展開的一系列由簡單到復雜、相互關(guān)聯(lián)的實驗,讓學生進行自主實驗設(shè)計與活動。比如電學這一章節(jié)實驗,我們可以引導學生利用課余時間自主體驗學習,從簡單的基本的電路出發(fā),經(jīng)歷串并聯(lián)連接、電流表和電壓表的使用方法、再到用歐姆定律測電阻、測定小燈泡電功率等知識。根據(jù)虛擬實驗在設(shè)計之初所具有的人性化功能,使得學生在進行物理實驗時能夠暫停、重組。這些人性化功能很好為學生的自主學習提供了有效的途徑。通過金角魚模擬實驗嘗試,學生不僅能夠利用軟件中的溫馨提示功能加強自己對錯誤的理解與關(guān)注,更能夠讓學生從錯誤中汲取教訓,從而糾正錯誤。真正學會操作方法與步驟。通過完成一個個設(shè)定的任務后,達到學會知識,促進科學思維,提升能力的目的。
《金角魚初中物理》對復習課和實驗考練習也有很大幫助。
(1)復習課方面,用“探究式復習”構(gòu)筑學科素養(yǎng)和應試之間的橋梁,帶來多項教學創(chuàng)新。
探究式復習,將刷題轉(zhuǎn)化為探究式學習,用深度學習替代低水平重復,更能提分、更具應變能力、更省時間、更有趣。軟件中包括了十一個專題復習,它們均是考前復習的難點重點。
(2)實驗考練習,將有力地減輕教師在新授課和復習課上的教學負擔。實驗考練習,依據(jù)標準,利用原有情境,推出了全部14個學生實驗的實驗考練習。每個實驗考練習均具備演示模式、練習模式、考核模式。
它將有力地促進考前練習,而且已經(jīng)被多個老師融入到新授課的教學中。它減輕了老師負擔,為新授課和復習課都帶來巨大便利,推進了線上和線下融合的混合式教學。 金角魚面向過程和方法,重視教學創(chuàng)新,基于關(guān)鍵素養(yǎng),看重科學探究和科學思維。
《金角魚初中物理》創(chuàng)設(shè)的情境,強調(diào)探究和交互。
每個情境以探究為主線。結(jié)合教學痛點,設(shè)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(jié)合教學關(guān)鍵點,設(shè)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(shè)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(xiàn)場提供幫助
(2)師生交互:
*老師可查看學生的設(shè)計、數(shù)據(jù)、圖線等
*提供有雙向即時溝通工具
(3)交互內(nèi)容可以有:
*實驗設(shè)計交互
*數(shù)據(jù)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(zhuǎn)課堂 金角魚初中物理,為教學賦能。初中物理模擬實驗室軟件安裝
金角魚的《歐姆定律(探究導體中電流和電壓的關(guān)系)》環(huán)節(jié)是師生強交互的實驗教學案例。初中物理APP安裝
《金角魚初中物理》的一大特點是現(xiàn)象數(shù)據(jù)化,通過數(shù)據(jù)來傳達感性。例如軟件中引入的數(shù)字傳感器——壓力壓強傳感器。
在“壓強”這節(jié)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(shè)置定量比較的過程,只能得出壓強與壓力成正相關(guān)、與受力面積成負相關(guān),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(jié)論。所以書本上緊接著以直接“告訴”的方式給出結(jié)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(xiàn),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(nèi)容進行了重新設(shè)計。在軟件“壓力壓強”教學內(nèi)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(shù)據(jù)層面顯示壓強的具體大小。在能獲得壓強具體數(shù)據(jù)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(guān)系——與壓力成正比,與受力面積成反比。 初中物理APP安裝