《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。初中物理教師備課平臺(tái)排名

     《金角魚初中物理》能引發(fā)深度學(xué)習(xí)，刺激主動(dòng)學(xué)習(xí)。

     學(xué)生置身于仿真環(huán)境中，可以充分調(diào)動(dòng)感覺、運(yùn)動(dòng)和思維，極大地提高了學(xué)習(xí)效率。曾經(jīng)有教育心理學(xué)家進(jìn)行了比較試驗(yàn)，結(jié)果表明：仿真教學(xué)模式下，學(xué)生可以記憶約70%的內(nèi)容，而傳統(tǒng)的“教師講，學(xué)生聽”模式下，學(xué)生只能記憶約30%的內(nèi)容。

     與傳統(tǒng)的方式相比，仿真教學(xué)能為學(xué)生提供充分動(dòng)手的機(jī)會(huì)、靈活的仿真各種真實(shí)情況、設(shè)定各種事故及極限運(yùn)行狀態(tài)、具備自動(dòng)評(píng)價(jià)功能、安全性高、節(jié)省開支。除了這些顯而易見的優(yōu)點(diǎn)，仿真教學(xué)還有一些超出人們預(yù)期的效果：

     （1）調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性。仿真軟件一般都是獨(dú)自操作，獨(dú)自完成，學(xué)生必須開動(dòng)腦筋認(rèn)真分析問題，從而才能準(zhǔn)確地解決問題。

     （2）開拓想象空間。學(xué)生可以反復(fù)試驗(yàn)自行設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行各種各樣的設(shè)計(jì)，并迅速地通過仿真看到結(jié)果。

     （3）減輕教師的負(fù)擔(dān)。學(xué)生們主觀能動(dòng)性提高了，教師重復(fù)性工作量少了。 初中物理教師備課平臺(tái)排名初中物理課堂教學(xué)與《金角魚初中物理》教學(xué)軟件有效整合的教學(xué)研究。

     《金角魚初中物理》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)間過長(zhǎng)，導(dǎo)致無法在有限課堂時(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。而金角魚打破原先大量的人工計(jì)算環(huán)節(jié)，通過自帶的電子表格，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。 金角魚能激發(fā)興趣，并能促進(jìn)深度學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)。

     初中物理教學(xué)的另一副翅膀——《金角魚初中物理》于物理教學(xué)的融合。

     應(yīng)用應(yīng)用信息技術(shù)必然是今后物理教學(xué)的趨勢(shì)。金角魚能提供如下幫助：

     （1）提供大量物理情境，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣；

     （2）降低學(xué)習(xí)難度，增強(qiáng)學(xué)習(xí)力；

     （3）輔助物理實(shí)驗(yàn)，提升教學(xué)實(shí)效；

     （4）重演物理知識(shí)發(fā)生過程，增強(qiáng)學(xué)生體驗(yàn)；

     （5）拓展學(xué)習(xí)時(shí)空，變有限為無限。

     在物理教學(xué)中，金角魚就如同老師們物理教學(xué)的另一副新翅膀，幫助老師進(jìn)一步拓展物理教學(xué)時(shí)空，使學(xué)生可以在更高、更廣闊的物理時(shí)空中翱翔，獲得更高、更好的發(fā)展。 物理課堂與金角魚教學(xué)軟件的有機(jī)融合。初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)下載排名

金角魚的使命是“攜手，讓天下的孩子都受到更好的科學(xué)教育”。初中物理教師備課平臺(tái)排名

     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。 初中物理教師備課平臺(tái)排名