PhET交互式模拟可替代实体实验,支持远程教学:一、直播实时演示;二、异步探究任务单;三、分组虚拟协作;四、LMS平台自动反馈;五、低带宽轻量方案。

如果您在开展远程教学时需替代实体实验、维持学生探究参与度,但受限于设备、网络或空间条件,则PhET交互式模拟可作为即开即用的线上实验环境。以下是将其嵌入远程教学流程的具体应用方法:
一、嵌入直播课堂实时演示
教师无需安装本地软件,直接通过浏览器打开PhET官网(phet.colorado.edu),共享屏幕进行实时操作,将抽象原理转化为可视、可调、即时响应的动态过程,强化远程场景下的认知锚点。
1、在Zoom/腾讯会议等平台开启屏幕共享,选择“仅共享浏览器窗口”模式。
2、访问https://phet.colorado.edu/zh_CN/simulations/filter?subjects=physics&sort=alpha&view=grid,筛选高中物理“电路”或“能量形式转换”等主题模拟器。
3、点击“运行”按钮启动模拟,拖动滑块改变电压值,同步讲解电流变化与欧姆定律关系。
4、启用模拟器右上角的“播放录制”功能,自动生成带语音的操作回放,供课后复看。
二、布置异步探究任务单
利用PhET模拟的离线可用性与多语言支持特性,设计结构化数字实验任务单,使学生在无实时互动条件下仍能完成目标明确、步骤闭环的自主探究。
1、下载所需模拟器的离线版(页面右下角点击“Download”获取HTML5压缩包)。
2、将压缩包解压至学校云盘或学习平台(如Moodle、ClassIn资源库),设置为“仅登录可见”。
3、配套发布PDF格式任务单,含三个必答观察项:①调节电阻时灯泡亮度变化规律;②断开开关后电流读数是否归零;③更换电池数量对总电压的叠加效应。
4、要求学生截图标注关键状态,并以文字描述验证结论,上传至作业区。
三、组织分组虚拟实验协作
借助PhET模拟器内置的“多人控制”标识(部分高级模拟器支持)及外部协作工具,构建远程协同实验情境,还原实验室中的讨论、分工与互验环节。
1、在Google Docs中创建共享实验记录表,列明“假设—操作—现象—推论”四栏结构。
2、将学生按3–4人分组,每组分配同一PhET链接(如“波干涉”模拟),指定角色:操作员、计时员、现象记录员、结论校验员。
3、要求操作员远程控制模拟参数,其余成员通过语音或文字同步反馈观察结果,共同填写共享表格。
4、教师实时查看各组文档编辑痕迹,插入批注指出“未控制变量:两波源频率不一致时不可比相位差”等典型误区。
四、融合LMS平台自动反馈机制
将PhET模拟嵌入支持LTI协议的学习管理系统(如Canvas、钉钉教育版),利用其API接口捕获学生操作路径与参数选择数据,触发预设知识点提示,实现行为驱动的即时教学干预。
1、在Canvas课程模块中添加外部工具,输入PhET官方LTI配置URL(需管理员开通权限)。
2、设置模拟器启动后自动加载预置参数集(如“简谐振动”中固定振幅为0.3m、周期为2s)。
3、当学生将阻尼系数拖至0.8以上时,系统弹出浮动提示框:“当前阻尼过大,振动将在3个周期内衰减至不可见,请尝试0.1–0.4区间重新观察欠阻尼特征”。
4、后台自动汇总各生参数调整频次与停留区间,生成班级热力图,定位共性操作盲区。
五、适配低带宽环境的轻量方案
针对偏远地区或移动网络不稳定的学生,规避视频流与实时渲染依赖,采用静态帧序列+音频脚本组合方式,确保核心探究逻辑不中断。
1、教师提前运行PhET模拟,按关键节点截取5–8张静态图(如“牛顿摆”中释放前、第一次碰撞瞬时、最大摆角时刻等)。
2、使用Audacity录制对应解说音频,每段时长控制在25秒内,文件命名与图片序号一致(如img_03.wav)。
3、打包为ZIP文件上传至微信班级群,注明“解压后按数字顺序查看图片,同步播放同名音频,重点注意第4帧中钢球速度矢量方向突变”。
4、要求学生手绘该帧受力分析图并标注冲量方向,拍照提交。


















