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PhET Interactive Simulations - 免费开源的 STEM 交互式模拟平台

是什么

由美国科罗拉多大学博尔德分校(University of Colorado Boulder)开发和维护的免费开源 STEM 教育模拟平台。提供覆盖物理、化学、生物、地球科学及数学等学科的交互式 HTML5 模拟实验, GPL-3.0 开源协议。

解决啥

痛点方案
实验教学成本高 $\rightarrow$ 实验室设备昂贵,并非所有学校都能负担提供完全免费的在线模拟实验,随时随地访问,无需安装任何软件
抽象概念难以理解 $\rightarrow$ 学生对看不见摸不着的现象缺乏直观感受通过交互式模拟,让学生在「玩」中理解物理、化学等抽象概念(如光电效应、量子波动等)
传统课件单向灌输 $\rightarrow$ 学生只能看不能操作,缺乏主动探索每个模拟都支持实时参数调节,学生可以自己动手实验,观察变量变化对结果的影响

怎么跑

PhET 提供多种使用方式:

  1. 直接在线使用: 访问 phet.colorado.edu $\rightarrow$ 选择学科 $\rightarrow$ 选择模拟 $\rightarrow$ 开始实验
  2. 离线下载: 支持下载 HTML5 离线版本,在无网络环境下使用
  3. 源码构建:
    bash
    # 安装构建工具
    npm install -g grunt-cli
    # 克隆单个模拟仓库并构建
    git clone https://github.com/phetsims/[simulation-name].git
    cd [simulation-name]
    grunt build
    
  4. 开发者贡献: 参照 phet-info 仓库的开发者文档提交 PR

好在哪

能力说明
完全免费,无广告非营利性质,所有模拟均免费向公众开放,无内购无广告
多语言支持翻译覆盖全球,通过 babel 仓库管理多语言字符串
丰富的学科覆盖从小学数学到大学物理,从电路到核裂变,共 150+ 个模拟
无障碍支持提供键盘导航和屏幕阅读器支持,真正做到教育公平
开源可定制GPL-3.0 协议允许自由修改和再发布
  • 亮点: 它的代码质量非常高,scenery(HTML5 场景图库)和 dot(2D/3D 数学库)都是独立维护的高质量开源项目,即使不做教育开发也值得参考。

怎么用

  • 课堂演示: 教师在大屏上展示模拟实验,学生实时观察变量操控的结果。
  • 学生自主探究: 布置「做完后回答这几个问题」的自主探索作业。
  • 家庭作业/补课: 学生在家自行操作,替代需要实体器材的实验。
  • 开发者二创: 基于现有模拟修改参数或场景,开发新的教学工具。

by 文殊