科學新課標 | 教學應用案例：物質的運動與相互作用（3-9年級）

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《義務教育科學課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）強化了科學課程在動手實踐、實驗探究和創(chuàng)新思維培養(yǎng)等方面的要求，強調(diào)素養(yǎng)導向，強調(diào)項目式教學、跨學科綜合實踐能力等育人理念。中望軟件針對中小學科技創(chuàng)新教育所推出的——“中望3D One”系列科創(chuàng)教育軟件及解決方案，將三維設計、人工智能、激光切割等新技術與信息、數(shù)學、科學等多學科知識進行結合，為學校和老師開展創(chuàng)新教學活動提供了更多的可能性，受到了業(yè)內(nèi)人士的廣泛好評。

圍繞科學素養(yǎng)的4個核心要素，即科學觀念、科學思維、探究實踐及態(tài)度責任，中望3D One 系列軟件可深度支持新課標構建的 “物質的運動與相互運動”“技術、工程與社會”與“工程設計與物化”等學科核心概念知識點的課程內(nèi)容。

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今天，我們來看看“物質的運動與相互作用（3-9年級）”的教學應用案例。

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（1）知識與技能：通過學習3D One AI人工智能三維仿真軟件的使用技巧與方法，了解軟件如“模型質量”、”摩擦系數(shù)”、”彈性系數(shù)”等物理參數(shù)的設置，通過仿真實驗來學習驗證物理參數(shù)的合理性。

（2）過程與方法：通過案例學習理解、掌握科學的虛擬仿真實驗驗證方法；通過“最快的捷徑”主題實驗的制作，使學生深度體驗真實的物理世界與虛擬的世界之間的關系，以及如何通過三維虛擬環(huán)境模擬還原真實場景，驗證實驗結果。

（3）情感態(tài)度與價值觀：通過模擬日常生活中身邊有趣的物理現(xiàn)象，促使學生初步形成科學的觀念和科學思維能力，具備探究實踐能力，形成正確的價值觀和社會責任感的同時，培養(yǎng)學生對科學知識的熱愛。

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中望3D One AI人工智能三維仿真軟件

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借助中望3D One AI“最快的捷徑”教學場景，學生可直觀體驗在虛擬場景中，小球沿不同路徑自由落地的全過程，體會僅受重力作用且初速度為零的球體，從最高點到最低點間，這條曲線運動時所需時間最短的結果。

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（1）結合數(shù)字化工具講解：本節(jié)課案例來源于生活，且原理性知識具有一定抽象性，課堂上可通過對現(xiàn)實事物的逐一剝離、將不同性質元素分模塊、分層級，讓學生更系統(tǒng)、更科學的學習思考與分析的過程，并通過現(xiàn)代數(shù)字技術工具進行模擬還原，實現(xiàn)“來源于生活，作用于生活”的學習目標。

（2）搭配科學教育教學：科學課程本身具有科學性特點，經(jīng)得起反復驗證與推敲。在教學實施過程中，課程以所驗證的結果為導向，逐步引導學生按照提出問題、做出假設、制定/實施計劃、表達和交流、得出結論等步驟開展，通過可視化的方式，記錄并呈現(xiàn)學習的整個過程。

（3）開展探究實踐活動：老師在開展3D One AI最快捷徑課程時，可從學生熟悉的生活場景中提取物理的抽象概念，如重力、加速度等，通過3D One AI便捷的參數(shù)化設計面板進行訓練，讓學生對物理世界與虛擬世界之間形成自然的認知關聯(lián)，使學生感受學習科學知識的快樂；課堂上可通過軟件展示部分程序代碼，讓學生了解計算機的運算原理，懂得利用程序嚴謹?shù)仳炞C結果的正確性，進一步培養(yǎng)學生初步運用算法思維的習慣。

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可進入i3DOne社區(qū)【AI未來實驗室-青少年人工智能學堂】獲取，包含教案、PPT、演示視頻、案例操作教學視頻及ZIAI源文件等開課資源。

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科學新課標強調(diào)在教學中要以培養(yǎng)核心素養(yǎng)為載體，抓準核心概念，關注進階，注重探究實踐，培養(yǎng)學生像科學家一樣思考。課程方案提出設立跨學科主題學習活動并明確列出中小學生必做的探究實踐活動126個，注重加強學科間的相互關聯(lián)，帶動課程綜合化實施，強化學科的實踐性要求。

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“國產(chǎn)自研核心技術，服務中國科創(chuàng)教育”，作為國內(nèi)A股第一家研發(fā)設計類工業(yè)軟件上市企業(yè)，中望軟件自2008年開始持續(xù)投入教育事業(yè)，依托自研核心技術形成了從基礎教育到高等教育的科技創(chuàng)新人才貫通式培養(yǎng)模式。

在基礎教育領域，中望軟件打造的3D One科創(chuàng)教育解決方案作為人工智能、信息技術、通用技術、勞動技術、綜合實踐等課程的有力支撐，已被廣泛應用于中小學的信息技術課、人工智能課、社團課、數(shù)學和物理的跨學科實踐課等多種課程教與學中，逐步提升學生的創(chuàng)新能力、創(chuàng)造能力、實踐能力與社會責任感。

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