PhET中文版：免费的科学和数学在线互动模拟工具

PhET简介

PhET是2002年由美国科罗拉多大学博尔德分校发起的一个非营利教育项目，创始人是诺贝尔物理学奖得主卡尔·威曼。PhET提供170多个基于教育研究的免费互动仿真程序，内容覆盖物理、化学、生物、地球科学和数学。全球使用量超过18亿次，覆盖200多个国家，支持130多种语言（包括中文版）。它的核心想法是通过可视化、可操作的虚拟实验环境，帮助学生理解抽象的科学概念。

PhET中文官网：https://phet.colorado.edu/zh_CN/

PhET中文版(图1)

功能特征

高度互动的虚拟实验：用户通过拖拽元件、滑动条、单选按钮等直接调整参数，观察系统实时反应，像在真实实验室里操作尺子、秒表、电压表、温度计等工具。
多维度可视化呈现：把肉眼看不到的现象比如电子运动、分子结构、磁场分布转成动画和图形，同时提供数据表和图表，支持经典视角与量子视角等不同视图。
跨平台、低门槛访问：基于HTML5技术，不用安装插件，PC、平板、手机浏览器都能直接运行，也可以下载离线版本。
无障碍与包容性设计：支持屏幕阅读器、键盘导航、语音朗读、高对比度模式等，让不同能力的学习者都能使用。
开源与免费：所有仿真程序遵循开放教育资源（OER）原则，源代码公开，无需注册或付费。
教师配套资源库：官方提供超过3600份教师上传的教案、课堂活动设计、学习目标指南和可打印的学生练习页，支持按学科、年级、教学场景分类查找。
多语言支持：涵盖中文、英语等128种语言，适配全球用户；

应用场景

课堂教学演示：教师用投屏展示光折射、电路搭建、能量转换等抽象内容，替代静态PPT或板书，实时调整变量观察变化。
虚拟实验室替代：在实验设备不足、耗材昂贵或有安全风险（如强酸碱反应、高压电路）的情况下，作为传统实验的补充或替代方案。
自主学习与家庭作业：学生课后自己探索，通过“假设—操作—观察”的循环巩固课堂所学，适合远程教育和翻转课堂。
探究式课程整合：与IB/MYP、STEM、NGSS等国际课程体系匹配，支持项目式学习（PBL）和探究式教学。
生物：“自然选择”模块（通过基因组合调整观察兔子毛色变化，模拟环境对物种数量的影响）；
数学：针对低龄儿童设计的“数字游戏”“数轴：距离”等模块，将抽象概念转化为可视化游戏。

适用人群

教师：作为课堂演示工具，增强STEM课程直观性；
学生：无需实体实验室即可完成实验操作，辅助理解复杂概念；
自学者：零成本探索科学原理，突破设备与场地限制。

PhET优缺点

优点：完全免费且开源；科学模型准确，不是娱乐化的小工具；把抽象概念具象化的效果很好；支持多语言和跨平台；没有实验安全风险；教师配套资源丰富，备课成本低。
缺点：部分仿真的中文翻译还没有完全覆盖；侧重于概念理解和探究，不直接对应考试技巧训练；无法完全替代真实实验的操作手感和感官体验；少数高级定制功能（如PhET Studio）需要付费许可。

PhET如何使用

访问PhET中文官网 https://phet.colorado.edu/zh_CN/ ，不需要注册。
通过顶部导航栏按学科（物理、化学、数学、生物、地球科学）或学段（小学、中学、大学）筛选。
点击感兴趣的仿真主题（比如“能量滑板公园”“酸碱溶液”“电路搭建套件”）。
点播放按钮就可以在浏览器里直接操作，也可以选择下载离线版本。
教师可以在仿真页面下方找到配套教案、活动指南和视频教程。

常见问题

问：用PhET需要付费或注册吗？

答：完全免费，不需要注册就能用所有核心仿真程序。

问：支持离线使用吗？

答：支持。官网提供了完整网站的离线安装包，也可以单独下载某个仿真到本地运行。

问：适合什么年龄段？

答：从小学到大学全覆盖，同一个仿真可以通过调整任务难度来适配不同年级。

问：PhET跟真实实验比有什么局限？

答：PhET擅长展示微观机制和理想模型，但缺少真实实验中的测量误差、操作手感和意外发现，建议作为传统实验的补充，而不是完全替代。

问：PhET中文版内容完整吗？

答：核心热门仿真，比如电路、力学、酸碱等已经完成了简体中文翻译，但部分较新学科的仿真主要还是英文版，中文社区在持续更新中。

点评

PhET是STEM教育领域公认的高水准免费工具。多项研究验证过它的教学效果，比如斯坦福的一项研究表明，使用PhET的学生在力学概念理解测试中得分比传统教学组高28%。它不是简单的科普动画，而是严格遵循牛顿力学、电磁学、化学反应动力学等真实物理规律的建模工具。每个仿真平均经过约两年迭代测试，比如“气体性质”这个模拟就优化了87版。对中文用户来说，开放教育反应堆（OEF）社区从2016年起成为PhET在中国大陆唯一指定的简体中文翻译团队，持续推动核心仿真的本土化。