《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》以探究為目的,以情境為內(nèi)容,以交互為特征。初中物理虛擬實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)系統(tǒng)推薦
《金角魚初中物理》倡導(dǎo)學(xué)生:要發(fā)揮感性、提升感覺能力。
以初中物理聲學(xué)為例。聲學(xué)部分,不是考試的重點(diǎn),也不是老師關(guān)注的板塊。但是,“聲”是耳朵所感受的東西,它是鮮活的、有趣的,是能激發(fā)孩子科學(xué)興趣的。我們不可切斷或漠視這個(gè)孩子與世界發(fā)生聯(lián)系的途徑。
在聲音的產(chǎn)生與傳播中,我們引入了貝多芬的《致愛麗絲》,原名《a小調(diào)巴加泰勒》;我們還設(shè)計(jì)了擁有三個(gè)八度的琴鍵,在彈奏中探究音樂背后的科學(xué)。
感性導(dǎo)致的理性,才是真的理性,否則就是教條。我們需要知識(shí)建構(gòu),但是這個(gè)知識(shí)建構(gòu)一定不是沒有感性基礎(chǔ)的,一定是連接我們豐富感受和科學(xué)探究之間的橋梁。
教科書的生硬、應(yīng)試的導(dǎo)向、課堂的沉悶、社會(huì)的急功近利,已經(jīng)極大地壓制了孩子們的感性。釋放感性就是解放孩子、解救教育。 初中物理APP下載金角魚三門課程入選首批“上海市素質(zhì)教育課程項(xiàng)目資源”。
教育部教育信息化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)主任祝智庭教授為金角魚題詞。在經(jīng)過對(duì)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(duì)《金角魚初中物理》產(chǎn)品進(jìn)行了更為深入地實(shí)際考察??疾爝^后,祝智庭教授說,金角魚能夠肯坐冷板凳,“以IT和物理教學(xué)深度融合”為產(chǎn)品使命實(shí)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(jiān)持自己的價(jià)值主張,堅(jiān)持把探究作為“情境創(chuàng)設(shè)”的主線,以生動(dòng)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(duì)教育的期待,欣然為金角魚題詞:“教育無極限,探知開新路”。
《金角魚初中物理》中虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的暫停功能,能有效提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。
目前,上海市的中學(xué)物理教材采用螺旋式上升的編寫模式,基本圍繞力學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)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(fù)雜、相互關(guān)聯(lián)的實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與活動(dòng)。比如電學(xué)這一章節(jié)實(shí)驗(yàn),我們可以引導(dǎo)學(xué)生利用課余時(shí)間自主體驗(yàn)學(xué)習(xí),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(cè)電阻、測(cè)定小燈泡電功率等知識(shí)。根據(jù)虛擬實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)之初所具有的人性化功能,使得學(xué)生在進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)時(shí)能夠暫停、重組。這些人性化功能很好為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供了有效的途徑。通過金角魚模擬實(shí)驗(yàn)嘗試,學(xué)生不僅能夠利用軟件中的溫馨提示功能加強(qiáng)自己對(duì)錯(cuò)誤的理解與關(guān)注,更能夠讓學(xué)生從錯(cuò)誤中汲取教訓(xùn),從而糾正錯(cuò)誤。真正學(xué)會(huì)操作方法與步驟。通過完成一個(gè)個(gè)設(shè)定的任務(wù)后,達(dá)到學(xué)會(huì)知識(shí),促進(jìn)科學(xué)思維,提升能力的目的。 學(xué)生可隨時(shí)隨地借助信息技術(shù)手段,從被動(dòng)變主動(dòng),以自己的視角DIY設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),動(dòng)手實(shí)踐。
金角魚有著大量的教學(xué)創(chuàng)新,一直在應(yīng)用中為老師們提供幫助,助力老師成為信息時(shí)代的杰出教師。例如幫助上海民辦永昌學(xué)校的邱老師打造《探究物質(zhì)質(zhì)量與體積的關(guān)系》一課。
本節(jié)課采用小組合作的形式,三個(gè)大組十個(gè)小組的學(xué)生分別對(duì)三種液體、三種固體進(jìn)行測(cè)量。利用金角魚平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集、匯總,并帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。金角魚的即時(shí)匯總、曲線擬合等基于內(nèi)容的數(shù)據(jù)采集和分析工具為課堂提供了極大的便利。
(1)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的生生、師生共享。線下實(shí)驗(yàn)與金角魚線上數(shù)據(jù)分享相融合,即時(shí)拿到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),提高了實(shí)驗(yàn)效率,同學(xué)們看到了團(tuán)隊(duì)協(xié)作的力量,無意之間增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)的合作的意識(shí)。
(2)方便的曲線擬合工具。當(dāng)大家的數(shù)據(jù)一組一組呈現(xiàn)在坐標(biāo)系上,擬合出圖像時(shí),學(xué)生們都發(fā)出驚嘆。圖線法的運(yùn)用,促進(jìn)了形象思維在物理探究中作用的發(fā)揮。
(3)學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果的即時(shí)診斷。課上有一組學(xué)生測(cè)量固體體積的時(shí)候忘記減去量筒中原有液體體積,導(dǎo)致采集數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。當(dāng)從圖線中發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題的時(shí)候,同學(xué)們恍然大悟。 金角魚面向過程和方法,重視教學(xué)創(chuàng)新,基于關(guān)鍵素養(yǎng),看重科學(xué)探究和科學(xué)思維。初中物理交互實(shí)驗(yàn)APP推薦
《金角魚初中物理》孕育初中物理教學(xué)新模式新方法。初中物理虛擬實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)系統(tǒng)推薦
《金角魚初中物理》中的“探究式復(fù)習(xí)”蘊(yùn)含教學(xué)智慧,呈現(xiàn)出現(xiàn)代技術(shù)的威力。
(1)“探究式復(fù)習(xí)”的特性
*探究習(xí)題背后基礎(chǔ)的研究對(duì)象
*從探究中找到一般性的方法
*在習(xí)題分析中應(yīng)用探究成果
*用設(shè)計(jì)與操作增進(jìn)對(duì)問題感知和處理能力
(2)“探究式復(fù)習(xí)”的教學(xué)價(jià)值
*更是方向:架構(gòu)學(xué)科素養(yǎng)和應(yīng)試的橋梁
*更深入:將刷題轉(zhuǎn)化為探究式學(xué)習(xí)
*更提能力:用深度學(xué)習(xí)替代低水平重復(fù)
*更能提分:提分/應(yīng)變能力/省時(shí)間/有趣
(3)“探究式復(fù)習(xí)”的內(nèi)容
凸透鏡成像專題、伏安法測(cè)電阻專題、伏安法測(cè)電阻故障專題、測(cè)定小燈泡電功率專題、測(cè)定小燈泡電功率故障專題、電路故障專題(短路、斷路)、固體壓強(qiáng)專題Ⅰ、固體壓強(qiáng)專題II、固體壓力專題、流固混合下的壓強(qiáng)專題、串聯(lián)電路動(dòng)態(tài)變化專題復(fù)習(xí)課、詳見微信公眾號(hào)“金角魚做中學(xué)”中的《專題復(fù)習(xí)方案》 初中物理虛擬實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)系統(tǒng)推薦