PhET 是一套基于研究的交互式在線互動模擬工具，用于物理、化學、數學等科學領域的教與學。它能在線運行，也能從官網免費下載。這些模擬系統有動畫、交互式和游戲式環境，學生可通過探索學習。其核心目標是借助游戲化模擬實驗，幫學生直觀理解科學和數學知識，覆蓋小到大學的物理、化學、生物、數學、地球科學等多學科。它互動性強、可視化程度高、免費好用，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

動態建模系統

• 實時參數調控：通過滑動條或旋鈕改變實驗變量，實時看結果變化，比如調彈簧剛度能觀察簡諧運動波形變化。

• 多尺度可視化：聯動展示微觀和宏觀現象，像電解質電離過程和氣候變化模型。

• 錯誤反饋機制：操作不對時會智能引導，幫用戶糾錯并鞏固知識。

科學探究腳手架

• 漸進式任務引導：預設 “探索 - 預測 - 驗證” 三階學習路徑，用分步挑戰關卡引導學習者深入探究。

• 數據可視化工具：內置實時曲線繪圖儀和數據表格，幫學習者直觀觀察、分析數據變化。

• 多語言學術術語庫：支持中英文對照專業詞匯，方便不同語言背景的學習者使用。

技術優勢

• 科學準確性：每個實驗都經領域專家和教育學家雙重驗證，保證內容可靠、科學。

• 跨終端適配：兼容電子白板、平板、手機等設備，支持觸控手勢優化。

• 零門檻使用：不用注冊就能訪問，支持離線下載實驗包，方便無網絡時用。

應用場景

• 課堂教學：教師可用來演示實驗，彌補現實實驗條件不足。

• 課后學習：學生能登錄練習，加深對知識點的理解。

• 家庭作業和實驗室：仿真程序可作為家庭作業或實驗室活動的一部分，幫學生自主學習。

關鍵問題

• 問題：PhET 的動態建模系統包含哪些功能，各有什么作用？

  答案：包含實時參數調控、多尺度可視化、錯誤反饋機制。實時參數調控能讓用戶改變變量并實時看結果；多尺度可視化聯動展示微觀和宏觀現象，幫用戶從不同維度理解知識；錯誤反饋機制在操作異常時智能引導，幫用戶糾錯并鞏固知識。

• 問題：PhET 在技術方面有哪些優勢，這些優勢能帶來什么好處？

  答案：優勢有科學準確性、跨終端適配、零門檻使用。科學準確性經專家驗證，保證內容可靠，利于學習正確知識；跨終端適配兼容多種設備，支持觸控優化，讓不同設備上都有流暢體驗；零門檻使用不用注冊，支持離線下載，降低使用難度，方便隨時學習。

• 問題：PhET 在物理、化學、生物學科中有哪些典型的應用場景，各能幫助理解哪些知識？

  答案：物理上，能量滑板競技場模擬實驗能幫理解能量轉換和守恒定律及物理參數對運動的影響；化學上，“建立原子核” 模擬實驗可助理解原子核組成、穩定性和放射性衰變原理；生物上，“基因表達基礎” 模擬實驗能幫理解基因表達原理、調控機制及基因控制蛋白質合成的過程。

PhET Interactive Simulations 由科羅拉多大學物理系諾貝爾獎得主卡爾?威曼領銜研發，是科學教育工具。全球使用超 5 億人次，基于開源 HTML5 技術，支持跨平臺運行，不用裝插件，覆蓋物理、化學、生物等 8 大學科，有 162 個動態模擬實驗。