福州数值实验

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。 学生层面：金角鱼云平台引发深度学习，刺激主动学习。福州数值实验

在课堂上引导学生运用金角鱼做中学软件做欧姆定律实验时，经过数据分析，可以得到以下结论：（1）同一个导体中的电流与它两端的电压什么关系？从相关性和数量两个维度描述。（2）不同导体，当两端电压相同时，通过它们的电流是怎样的？从相关性和数量两个维度描述。（3）从多组实验观测，导体两端的电压和通过它的电流，与具体导体的相关性如何？从这个角度分析出：存在一种对电流运动阻碍的力量，它只与具体导体相关，而与对应的电压电流无关。徐汇区交互实验高分直面挑战，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。

《金角鱼初中物理》软件中有300多个情境，那么，这些情境都是依据什么做出来的？真实性如何？这里我们举例说明。在热传递的探究情境中，用户可以通过操作“看”到热传递的过程。有很多老师和同学对此非常感兴趣，认为这种方式开启了一种新的探究途径。事实上，仿真本身就是科学家进行科学研究大量采用的一种方法。我们首先根据温度扩散C（x,y,z,t）的变化规律模拟出热扩散效果，然后是热量移动时热扩散效果，再是热量在空气中扩散的效果。

金角鱼使用逆向操作进行教学，学生的思维量很大。“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，经过这样的“试错”，手脑并用，学生不光对本实验，对所有电路的认识都能上升到新的更高的水平。

陈老师又提出“三环节实验教学”的构想：（1）运用金角鱼软件先训练学生“火眼金睛”，实现动“眼”观察，调用物理观念，动“心”思考，起到激发科学思维的目的；（2）再实践演练，实现动“情”探究（实践），提升技能与素养；（3）引入文字情境与问题的训练，实现“心”“手”合一，解决真实问题。 金角鱼初中物理实验操作考，涵盖初中物理实验操作考全部备选实验。

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。加深了教师对教材、对学生理解，强化自己的教学水平，以适应信息时代带来的挑战。福州数值实验

金角鱼的应用是新授课教学中实验和教学的创新融合。福州数值实验

12月9日晚，2020年世界慕课大会之虚拟仿真分论坛举行，分论坛以“虚拟仿真：信息技术与教学变革”为主题，聚焦虚拟仿真技术和装备支持下的实验教学，由中国虚拟仿真实验教学创新联盟承办。随着信息时代的到来，大数据、人工智能、5G和卫星通讯等信息科技飞速发展，当今世界正在经历一场变革性的变化，数字化与智能化在越来越多的行业和领域中普及。特别是虚拟仿真技术在教育中的应用给教育领域带来了全新的教育生态。虚拟现实技术是以现实为基础创设虚拟环境，借助现代化传感装置，来让体验者在虚拟和现实的交互作用中获得亲临真实环境的感受和体验，从而达到教育的预期效果。这一技术在教育教学中的运用所带来的是教育理念的革新以及教学手段、方法、技术、内容乃至时空的变革。福州数值实验

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