PhET

PhET简介

PhET 是一套基于研究的交互式在线互动模拟工具，用于物理、化学、数学等科学领域的教与学。它能在线运行，也能从官网免费下载。这些模拟系统有动画、交互式和游戏式环境，学生可通过探索学习。其核心目标是借助游戏化模拟实验，帮学生直观理解科学和数学知识，覆盖小到大学的物理、化学、生物、数学、地球科学等多学科。它互动性强、可视化程度高、免费好用，全球使用超 15 亿次，被 1200 多所高中和 300 所高校采用。

核心功能

动态建模系统

• 实时参数调控：通过滑动条或旋钮改变实验变量，实时看结果变化，比如调弹簧刚度能观察简谐运动波形变化。

• 多尺度可视化：联动展示微观和宏观现象，像电解质电离过程和气候变化模型。

• 错误反馈机制：操作不对时会智能引导，帮用户纠错并巩固知识。

科学探究脚手架

• 渐进式任务引导：预设 “探索 – 预测 – 验证” 三阶学习路径，用分步挑战关卡引导学习者深入探究。

• 数据可视化工具：内置实时曲线绘图仪和数据表格，帮学习者直观观察、分析数据变化。

• 多语言学术术语库：支持中英文对照专业词汇，方便不同语言背景的学习者使用。

技术优势

• 科学准确性：每个实验都经领域专家和教育学家双重验证，保证内容可靠、科学。

• 跨终端适配：兼容电子白板、平板、手机等设备，支持触控手势优化。

• 零门槛使用：不用注册就能访问，支持离线下载实验包，方便无网络时用。

应用场景

• 课堂教学：教师可用来演示实验，弥补现实实验条件不足。

• 课后学习：学生能登录练习，加深对知识点的理解。

• 家庭作业和实验室：仿真程序可作为家庭作业或实验室活动的一部分，帮学生自主学习。

关键问题

• 问题：PhET 的动态建模系统包含哪些功能，各有什么作用？

  答案：包含实时参数调控、多尺度可视化、错误反馈机制。实时参数调控能让用户改变变量并实时看结果；多尺度可视化联动展示微观和宏观现象，帮用户从不同维度理解知识；错误反馈机制在操作异常时智能引导，帮用户纠错并巩固知识。

• 问题：PhET 在技术方面有哪些优势，这些优势能带来什么好处？

  答案：优势有科学准确性、跨终端适配、零门槛使用。科学准确性经专家验证，保证内容可靠，利于学习正确知识；跨终端适配兼容多种设备，支持触控优化，让不同设备上都有流畅体验；零门槛使用不用注册，支持离线下载，降低使用难度，方便随时学习。

• 问题：PhET 在物理、化学、生物学科中有哪些典型的应用场景，各能帮助理解哪些知识？

  答案：物理上，能量滑板竞技场模拟实验能帮理解能量转换和守恒定律及物理参数对运动的影响；化学上，“建立原子核” 模拟实验可助理解原子核组成、稳定性和放射性衰变原理；生物上，“基因表达基础” 模拟实验能帮理解基因表达原理、调控机制及基因控制蛋白质合成的过程。

PhET Interactive Simulations 由科罗拉多大学物理系诺贝尔奖得主卡尔・威曼领衔研发，是科学教育工具。全球使用超 5 亿人次，基于开源 HTML5 技术，支持跨平台运行，不用装插件，覆盖物理、化学、生物等 8 大学科，有 162 个动态模拟实验。