金角魚教研共同體正在積極探索初中物理教學新模式和新方法。
對于初中物理教學,普遍存在情境創設乏力、學生動手操作機會較少的情況;諸多教學難點的解決呼喚新的技術手段,如二力平衡、電學故障等。為提高學生學習興趣、參與度和學習效果,在物理教學的諸多環節需要創設更多生動、直觀、能激發學生思維的互動情境。為解決上述問題,金角魚把數值仿真和人工智能技術引入到初中物理教學中。
2020年2月上海奉賢區教育學院教學研究中心和上海金角魚軟件有限公司聯合發起《在線教學背景下初中物理課堂教學與金角魚初中物理軟件的有效整合教學研究》項目。該項目先在上海古華中學等十余所奉賢區學校實施,后來擴展到上海的楊浦區、閔行區、浦東新區、嘉定區,進而又延伸到江蘇省和浙江省的部分學校。據不完全統計,該項目累計涉及學校500所以上、教師1500名以上。隨著實踐的深入,本項目后來演變為《融合仿真技術學科素養導向的初中物理教學法實踐研究》。
該項目目的是運用數值仿真和人工智能技術煥發初中物理教學活力,造就學生探究式學習的場景,激發學生動手、動腦、動心、動情,改變“教”和“學”的模式;探索用新的方法和工具武裝新一代教師,培養學科素養達標的高素質學生。 《金角魚初中物理》以探究為目的,以情境為內容,以交互為特征。初中物理教學系統下載推薦
《金角魚初中物理》提供大量游戲化的實驗內容,能促進學生科學思維的提升。
物理實驗天生具有較強的吸引力,中學生好奇且好動,但學生之間存在個別差異,對于某一知識點的理解有時是片面的,學習水平層次不等,部分學生存在畏難的心理障礙。以測小燈泡電功率專題復習為例,習題基本可概括為三大類型:①推導電源規格②推導滑動變阻器規格(滑動變阻器阻值)③推導燈泡規格(燈泡額定電壓、額定電流、額定電功率。學生解題解題之前需要掌握各用電器之間關系,這對學生邏輯能力要求較高。
我們可以通過軟件中“九宮格翻牌”游戲的形式對學生先進行邏輯訓練。以求“總電壓”為例,要想求得總電壓,“翻牌”游戲提供了兩種途徑:一種是橫向上,通過燈泡電壓UL和滑動變阻器電壓UP的相加;另一種是縱向上,通過電路中的電流I和總電阻R總相乘。如果使用第一種方式,那么就想辦法得到UL和UP;如果使用第二種方法,那么想辦法求得I和R總.。通過游戲,學生能在趣味中體驗到解題的快樂,并在潛移默化中逐步培養了邏輯思維能力。 初中物理輔助教學軟件下載推薦金角魚三門課程入選首批“上海市素質教育課程項目資源”。
金角魚常年舉辦初中物理教學法實踐研究工作坊。本工作坊聚焦于仿真技術、信息技術和初中物理課堂教學的深度融合,進行學科素養下融合仿真技術的初中物理教學法實踐研究,提高參與者的雙核素養和物理教學教研水平。鑒于青年教師成長的迫切性和對信息技術的敏感性,本工作坊尤其歡迎青年教師參與。
培養和提高教師的專業素養和信息技術素養(雙核素養),建設一支精良的教師隊伍,是辦好學校的關鍵所在。青年教師的成長關系到學校的現在和未來,是實施教學革新、實現國家課程校本化探究化,重塑以課堂文化為內核的學校文化的關鍵。他們精力充沛、思想活躍、富有創造力,對新知識、新技術、新方法具有較強的接受能力,成長的迫切性強。
《金角魚初中物理》煥發教研活力,促進教師成長,提升教師信息技術素養,能
(1)提高教師貫徹物理學科素養教學法探究的自覺性和實踐能力;
(2)幫助教師大幅度提高物理教學的情境運用能力;
(3)在常態化的軟件應用中提升教師信息素養;
(4)打造物理智慧課堂,用信息化煥發教研活力,幫助教師在公開課和論文上提升競爭力,促進青年教師快速成長。
《金角魚初中物理》能引發深度學習,刺激主動學習。
學生置身于仿真環境中,可以充分調動感覺、運動和思維,極大地提高了學習效率。曾經有教育心理學家進行了比較試驗,結果表明:仿真教學模式下,學生可以記憶約70%的內容,而傳統的“教師講,學生聽”模式下,學生只能記憶約30%的內容。
與傳統的方式相比,仿真教學能為學生提供充分動手的機會、靈活的仿真各種真實情況、設定各種事故及極限運行狀態、具備自動評價功能、安全性高、節省開支。除了這些顯而易見的優點,仿真教學還有一些超出人們預期的效果:
(1)調動學生學習主動性。仿真軟件一般都是獨自操作,獨自完成,學生必須開動腦筋認真分析問題,從而才能準確地解決問題。
(2)開拓想象空間。學生可以反復試驗自行設計的實驗方案,進行各種各樣的設計,并迅速地通過仿真看到結果。
(3)減輕教師的負擔。學生們主觀能動性提高了,教師重復性工作量少了。 《金角魚初中物理》旨在解決教學痛點、打造高效課堂、引發深度學習。
《金角魚初中物理》使物理實驗課的數據采集及處理變的更有效。
物理的實驗離不開數據的采集及處理,但在一些較為復雜的物理實驗中,傳統實驗難以在短時間內進行的復雜數據的采集及處理。且傳統物理實驗每進行一次實驗需要多個實驗器材的組合使用,部分實驗準備和操作時間過長,導致無法在有限課堂時間內完成對應內容的學習的情況時有發生。在數據處理等方面,學生需要進行大量的人工計算和分析,再根據實驗數據或作出的圖像、進行分析歸納得出結論。但事實上,一節課能留給學生探究的次數和思考的時間并不多。學生在課堂上的一些想法也很難在課上全部進行,想在課余時間將課上自己的想法付諸實踐也會受此器材的局限,結果只能空想了之。而金角魚打破原先大量的人工計算環節,通過自帶的電子表格,輸入已采集的數據,可自動描點繪圖,大量縮短了數據處理的時間,幫助學生有更多時間進行數據分析或圖像分析,有效提升學生的科學思維。 金角魚開展《融合仿真技術的初中物理學科素養培養教學法實踐研究》工作坊。初中物理教師備課軟件下載
金角魚面向過程和方法,重視教學創新,基于關鍵素養,看重科學探究和科學思維。初中物理教學系統下載推薦
利用《金角魚初中物理》,做理想實驗。
初中物理有很多理想實驗是無法在課堂上、實驗室內完成的,如“探究光滑水平面上的二力平衡”。此時利用金角魚則能解決這個問題。
學生在軟件中不僅得出了勻速直線運動狀態時的二力平衡條件,對于加速直線運動和減速直線運動時的兩力關系也能有所了解,更有的學生還能得出“當運動物體水平方向不受力時會保持勻速直線運動”的結論,為之后牛頓慣性定律的學習奠定了基礎。在實驗過程中,有的學生提出疑問“為什么物體開始運動后,無論施加的兩個力怎么改變,都無法使物體靜止”;有的同學發現,合力會影響物體運動狀態。通過線上實驗創設的情境,有效地增加了學生的體驗、拓展了學生的思維,對于課上知識的吸收起到促進作用。相比于平時的課上實驗,學生不再受到時間和空間的限制,這樣的探究更加充分。 初中物理教學系統下載推薦