物理的实验离不开数据的采集及处理,但在一些较为复杂的物理实验中,传统实验难以在短时间内进行的复杂数据的采集及处理。且传统物理实验每进行一次实验需要多个实验器材的组合使用,部分实验准备和操作时间过长,导致无法在有限课堂时间内完成对应内容的学习的情况时有发生。在数据处理等方面,学生需要进行大量的人工计算和分析,再根据实验数据或作出的图像进行分析归纳得出结论。但事实上,一节课能留给学生探究的次数和思考的时间并不多。学生在课堂上的一些想法也很难在课上全部进行,想在课余时间将课上自己的想法付诸实践也会受此器材的局限,只能空想了之。而虚拟仿真实验打破原先大量的人工计算环节,通过自带的电子表格,输入已采集的数据,可自动描点绘图,**缩短了数据处理的时间,帮助学生有更多时间进行数据分析或图像分析,有效提升学生的科学思维。直面挑战,携手共进——物理大教研组网络教研活动中金角鱼软件的运用。黄浦区交互实验操作
物理实验天生具有较强的吸引力,中学生好奇且好动,但学生之间存在个别差异,对于某一知识点的理解有时是不多方面的,学习水平层次不等,部分学生存在畏难的心理障碍。以测小灯泡电功率专题复习为例,习题基本可概括为三大类型:①推导电源规格②推导滑动变阻器规格(滑动变阻器比较大阻值)③推导灯泡规格(灯泡额定电压、额定电流、额定电功率。学生解题解题之前需要掌握各用电器之间关系,这对学生逻辑能力要求较高。我们可以通过金角鱼做中学软件中“翻牌”游戏的形式对学生先进行逻辑训练。徐汇区初中实验金角鱼面向过程和方法,重视教学创新,基于关键素养,看重科学探究和科学思维。
教师们在以往实验教学过程中经常遇到以下几个问题:一是传统实验过程中存在较难克服的弊端,如会遇到一些难以控制或测量的问题,结果数据误差较大,难以让学生信服。且部分实验数据复杂,学生需大量人工计算和分析。人工采集及处理采取。而且传统实验更多在实验室中进行,忽视了课余时间对于学生整个学习过程中重要性。二是实验评价更多的是结果性评价,较少覆盖全体学生的过程性的评价。甚至出现一部分学生为了迎合这种教学模式,采取篡改数据、编凑数据等方式与方法,来获得评价的错误现象,这种现象显然与物理学科育人理念与价值相违背。三是传统九年级专题教学中,学生缺乏实际操作演练机会,教师往往采取演示实验加讲实验的方式,通过练习来提升实验题方面的解题技巧,导至学生对于整个实验的了解往往比较片面,进而影响到专题复习的实效。
虚拟仿真技术在教学过程中的应用特征
交互性。教育本身是一个信息和知识的传递过程,在大信息背景下,知识本身变得立体化,呈现出多渠道、多元素、多要素等特征,需要教育者进行多方面的信息传输。而传统教学方式,主要靠老师的口头讲授或者文字、图片、视频等。这种教学方式对老师的语言表达能力和教学组织能力要求极高,且不可避免知识在语言传授过程中会出现信息的丢失。虚拟仿真技术使得学生能够真正进入一个由计算机生成的交互式三维虚拟现实环境中,与之产生互动,进行交流。通过参与者与虚拟仿真环境的相互作用,并借助人本身对所接触事物的感知和认知能力,帮助和启发参与者的思维,以多方面地获取虚拟环境所蕴涵的各种空间信息和逻辑信息。这种立体式、多方面的教学方式使得知识以其本身的面貌进行传授,比较大限度地保留了知识本身的形态。 金角鱼价值主张:面向关键素养,解决教学痛点。
明星学校魏老师主讲的课,要和青年教师研究班“线下实验与线上实验融合支持学生具身认知的发展”研究课题相融合。匀速直线运动状态下的受力探究是本节课的教学难点。匀速直线运动是理想模型。在现实生活中,很难创设这样的情景。即使借助于DIS演示,也不能有效地把学生的思考调动起来。在金角鱼平台和软件的支持下,这节课实现了难点的突破,有效地增进了学生的感觉和认知,激发了学生的思考。闵行区物理教研员戴老师观摩了这堂课,在评课环节她说:“这节课整体上达到了我的预期”。金角鱼做中学软件用教学创新解决复习课教学转化率不高的问题。济南初中实验
金角鱼做中学教学软件有助于新授课中的难点突破和信息化教学。黄浦区交互实验操作
金角鱼做中学教学软件试用后,对于“线上实验和线下实验融合支持学生具身认知发展”的问题,在评课时,老师们普遍认为线上操作及这种融合创新:(1)解决了匀速直线运动情形下的探究;(2)探究了加速、减速的情形,甚至速度大小、力的大小和方向都考虑进去了;(3)可以及时进行数据反馈与分析;(4)解决了前概念错误;(5)像玩游戏一样,特别有趣;(6)发展前景广阔;(7)互动性强,便于实验教学;(8)适于较难或不可能的实验;(9)方便、高效、操作简单;(10)体现了教育的质量化、个性化。黄浦区交互实验操作
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