由科罗拉多大学研发的 STEM 神器
在双语学校、国际学校、以及全球 STEM 教育领域，有一个几乎“人手必备”的科学工具—— PhET Interactive Simulations（简称 PhET）
它是美国 科罗拉多大学博尔德分校（University of Colorado Boulder） 开发的、完全免费的、拥有世界顶级水准的 在线科学模拟实验平台。
全世界超过 200 个国家、数千万学生 正在使用它学习：
- 物理
- 化学
- 生物
- 地球科学
- 数学
今天这一篇，一次讲清：
- PhET 是什么？
- 为什么全球老师都在用？
- 哪些学科最值得用它？
- 适合小学、初中还是高中？
- 如何让孩子在家像在实验室一样学习？
一、PhET 是什么？
PhET: https://phet.colorado.edu 是由科罗拉多大学开发的 科学模拟实验室平台，通过可视化与互动方式让学生理解抽象科学概念。
理念非常明确：
“用可视化、互动式、可操控的模拟，帮助学生真正理解科学。”
它不是游戏，而是科学教育工具，特别擅长解释：
- 看不见的东西（电流、粒子、分子）
- 抽象理论（能量守恒、波动、光学）
- 危险或昂贵的实验（电路实验、化学反应）
- 难画的图像（加速度、受力、函数变化）
二、PhET 的三大核心功能
| 功能模块 | 说明 |
|---|---|
| Interactive Simulations（交互式模拟） | 200+ 物理、化学、生物、数学模拟实验，学生可拖拽、调整参数、实时观察变化。 |
| Guided Activities（引导式活动） | 官方与全球教师制作的PPT/Worksheet/探究任务单，可直接用于课堂或家庭作业。 |
| Scientific Modeling（科学建模） | 用“操作 → 观察 → 解释”，让学生建立自己的物理模型和推理链条。 |
一句话总结：
PhET = 全球最强的科学可视化工具，让抽象概念“看得见、摸得着、能操作”。
三、支持的学科（从小学到高中全覆盖）
PhET 并不是只给高中生用，小学也能玩！
| 学科 | 典型模拟题目 |
|---|---|
| 物理 Physics（核心） | 力与运动、波、能量、光学、电路、电磁学、热力学 |
| 化学 Chemistry | 分子结构、物质状态、酸碱、反应速率、电解质 |
| 生物 Biology | 自然选择、蛋白质合成、生态系统 |
| 数学 Math | 图像、函数、代数、比例、几何、概率 |
| 地球科学 Earth Science | 放射性衰变、能量传递、气候系统 |
这些主题完美适配：
- IB（MYP, DP Physics/ESS）
- A-Level Science
- IGCSE Physics/Chemistry
- AP Physics/Chemistry
- OSSD Science
- 国内科学（小学/初中）
四、为什么全球老师都在用 PhET？（五大理由）
1️⃣ 可视化能力强：抽象概念瞬间“变具体”
孩子最难理解的科学内容往往是：
- 电流到底怎么流？
- 摩擦力的方向怎么判断？
- 波到底是怎么传播的？
PhET 用动画直接展示这些。
2️⃣ 安全、免费、可无限次重复
不用担心：
- 实验危险
- 实验室条件不足
- 设备昂贵
- 材料易耗
在 PhET，孩子只需鼠标或手指即可做实验。
3️⃣ 完全真实的科学规律（非娱乐）
模拟遵循真实物理/化学定律：
- 牛顿力学
- 电磁学
- 化学反应动力学
- 波与光的数学模型
不是“玩具”，是科学建模工具。
4️⃣ 极适合 Inquiry-Based Learning（探究式学习）
PhET 与 IB/MYP、PBL、STEM、NGSS 完美契合：
- 自主探究
- 提问
- 假设
- 实验设计
- 模型构建
- 证据推理
- 数据解释
国际课程教师大量使用它来引导 Inquiry Lesson。
5️⃣ 小学到高中都能使用
PhET 的每个模拟都可根据年龄设计不同难度任务：
- 小学：拖一拖、看现象
- 初中：尝试调参、建立直觉
- 高中：参数分析、图像推理、公式验证
是真正“全学段通用”的科学神器。
五、PhET 的使用方式（Step-by-Step）
| 步骤 | 内容 |
|---|---|
| Step 1：进入官网 | https://phet.colorado.edu |
| Step 2：选择学科 | Physics / Chemistry / Biology / Math |
| Step 3：选一个模拟实验 | 如 “Forces and Motion”“Acid-Base Solutions” |
| Step 4：拖动 → 调参 → 观察 | 让学生自己“玩”出结论 |
| Step 5：使用官方 Worksheet / 教师资源 | 直接下载即可开展课堂 |
支持： 💻 电脑 📱 iPad / 安卓 🌐 在线使用（无需下载）
六、适合课堂教学的 10 个经典模拟（强烈推荐）
| 学段 | 资源 |
|---|---|
| 小学 | Balancing Act（平衡）、States of Matter（物态） |
| 初中 | Ohm’s Law（欧姆定律）、Energy Skate Park（能量守恒） |
| 高中 | Forces and Motion（力学）、Wave Interference（波干涉）、Acid-Base Solutions（酸碱） |
其中“Energy Skate Park”“Circuit Construction Kit”是全球最常用的顶级资源。
七、PhET 能培养哪些科学能力？
| 能力 | PhET 如何支持 |
|---|---|
| 科学直觉 | 调参 → 观察 → 概念自然内化 |
| 图像理解 | 动态曲线实时显示 |
| 模型构建 | 模拟真实规律，帮助学生建立学科框架 |
| 探究能力 | 调参数、做假设、验证结论 |
| 数据分析 | 数值随参数变化，适合量化探索 |
| 跨学科学习 | 一个实验常关联数学/物理/化学多学科 |
这是传统 PPT / 讲义无法实现的学习效果。
八、PhET 的优势与局限
| 类型 | 内容 |
|---|---|
| 优势 | 免费、真实科学、高互动性、适合 Inquiry、适合差异化教学、跨学科、高兼容 |
| 局限 | 需一定英文阅读、重理解轻考试技巧、不替代真正的实验操作 |
适合：
- 小学科学兴趣课
- 初高中科学训练
- 国际课程 Inquiry
- 课程拓展
- 居家科学实验
九、如何与其他平台组合使用？（效果最佳）
| 目标 | 推荐组合 |
|---|---|
| 课本概念巩固 | PhET + Khan Academy |
| 图像推理 + 题目 | PhET + Isaac Science |
| 科学阅读 | PhET + Newsela Science |
| STEM 项目教学 | PhET + TeachEngineering |
| 物理竞赛入门 | PhET + JPC / IsaacPhysics |
这是实际双语与国际学校最常使用的组合方式。
十、结语
PhET 是一套真正站在学生视角打造的科学学习工具。 它让孩子：
- 看懂抽象
- 解释现象
- 构建模型
- 理解科学背后的逻辑
不是“把实验搬到电脑上”， 而是让孩子用互动方式真正理解科学是如何运行的。
一句话总结：
PhET 是全球最重要、最值得孩子长期使用的科学模拟实验平台。
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