PhET 是一套基于研究的交互式在線互動(dòng)模擬工具，用于物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域的教與學(xué)。它能在線運(yùn)行，也能從官網(wǎng)免費(fèi)下載。這些模擬系統(tǒng)有動(dòng)畫、交互式和游戲式環(huán)境，學(xué)生可通過(guò)探索學(xué)習(xí)。其核心目標(biāo)是借助游戲化模擬實(shí)驗(yàn)，幫學(xué)生直觀理解科學(xué)和數(shù)學(xué)知識(shí)，覆蓋小到大學(xué)的物理、化學(xué)、生物、數(shù)學(xué)、地球科學(xué)等多學(xué)科。它互動(dòng)性強(qiáng)、可視化程度高、免費(fèi)好用，全球使用超 15 億次，被 1200 多所高中和 300 所高校采用。

核心功能

動(dòng)態(tài)建模系統(tǒng)

• 實(shí)時(shí)參數(shù)調(diào)控：通過(guò)滑動(dòng)條或旋鈕改變實(shí)驗(yàn)變量，實(shí)時(shí)看結(jié)果變化，比如調(diào)彈簧剛度能觀察簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)波形變化。

• 多尺度可視化：聯(lián)動(dòng)展示微觀和宏觀現(xiàn)象，像電解質(zhì)電離過(guò)程和氣候變化模型。

• 錯(cuò)誤反饋機(jī)制：操作不對(duì)時(shí)會(huì)智能引導(dǎo)，幫用戶糾錯(cuò)并鞏固知識(shí)。

科學(xué)探究腳手架

• 漸進(jìn)式任務(wù)引導(dǎo)：預(yù)設(shè) “探索 - 預(yù)測(cè) - 驗(yàn)證” 三階學(xué)習(xí)路徑，用分步挑戰(zhàn)關(guān)卡引導(dǎo)學(xué)習(xí)者深入探究。

• 數(shù)據(jù)可視化工具：內(nèi)置實(shí)時(shí)曲線繪圖儀和數(shù)據(jù)表格，幫學(xué)習(xí)者直觀觀察、分析數(shù)據(jù)變化。

• 多語(yǔ)言學(xué)術(shù)術(shù)語(yǔ)庫(kù)：支持中英文對(duì)照專業(yè)詞匯，方便不同語(yǔ)言背景的學(xué)習(xí)者使用。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)

• 科學(xué)準(zhǔn)確性：每個(gè)實(shí)驗(yàn)都經(jīng)領(lǐng)域?qū)＜液徒逃龑W(xué)家雙重驗(yàn)證，保證內(nèi)容可靠、科學(xué)。

• 跨終端適配：兼容電子白板、平板、手機(jī)等設(shè)備，支持觸控手勢(shì)優(yōu)化。

• 零門檻使用：不用注冊(cè)就能訪問(wèn)，支持離線下載實(shí)驗(yàn)包，方便無(wú)網(wǎng)絡(luò)時(shí)用。

應(yīng)用場(chǎng)景

• 課堂教學(xué)：教師可用來(lái)演示實(shí)驗(yàn)，彌補(bǔ)現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)條件不足。

• 課后學(xué)習(xí)：學(xué)生能登錄練習(xí)，加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。

• 家庭作業(yè)和實(shí)驗(yàn)室：仿真程序可作為家庭作業(yè)或?qū)嶒?yàn)室活動(dòng)的一部分，幫學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵問(wèn)題

• 問(wèn)題：PhET 的動(dòng)態(tài)建模系統(tǒng)包含哪些功能，各有什么作用？

  答案：包含實(shí)時(shí)參數(shù)調(diào)控、多尺度可視化、錯(cuò)誤反饋機(jī)制。實(shí)時(shí)參數(shù)調(diào)控能讓用戶改變變量并實(shí)時(shí)看結(jié)果；多尺度可視化聯(lián)動(dòng)展示微觀和宏觀現(xiàn)象，幫用戶從不同維度理解知識(shí)；錯(cuò)誤反饋機(jī)制在操作異常時(shí)智能引導(dǎo)，幫用戶糾錯(cuò)并鞏固知識(shí)。

• 問(wèn)題：PhET 在技術(shù)方面有哪些優(yōu)勢(shì)，這些優(yōu)勢(shì)能帶來(lái)什么好處？

  答案：優(yōu)勢(shì)有科學(xué)準(zhǔn)確性、跨終端適配、零門檻使用。科學(xué)準(zhǔn)確性經(jīng)專家驗(yàn)證，保證內(nèi)容可靠，利于學(xué)習(xí)正確知識(shí)；跨終端適配兼容多種設(shè)備，支持觸控優(yōu)化，讓不同設(shè)備上都有流暢體驗(yàn)；零門檻使用不用注冊(cè)，支持離線下載，降低使用難度，方便隨時(shí)學(xué)習(xí)。

• 問(wèn)題：PhET 在物理、化學(xué)、生物學(xué)科中有哪些典型的應(yīng)用場(chǎng)景，各能幫助理解哪些知識(shí)？

  答案：物理上，能量滑板競(jìng)技場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軒屠斫饽芰哭D(zhuǎn)換和守恒定律及物理參數(shù)對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響；化學(xué)上，“建立原子核” 模擬實(shí)驗(yàn)可助理解原子核組成、穩(wěn)定性和放射性衰變?cè)?；生物上，“基因表達(dá)基礎(chǔ)” 模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軒屠斫饣虮磉_(dá)原理、調(diào)控機(jī)制及基因控制蛋白質(zhì)合成的過(guò)程。

PhET Interactive Simulations 由科羅拉多大學(xué)物理系諾貝爾獎(jiǎng)得主卡爾?威曼領(lǐng)銜研發(fā)，是科學(xué)教育工具。全球使用超 5 億人次，基于開(kāi)源 HTML5 技術(shù)，支持跨平臺(tái)運(yùn)行，不用裝插件，覆蓋物理、化學(xué)、生物等 8 大學(xué)科，有 162 個(gè)動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)。