PhET Interactive Simulations（phet.colorado.edu）是科罗拉多大学博尔德分校运营的免费互动科学仿真项目，用浏览器里可以直接操作的"虚拟实验"应对理科教学中的两个常见困难：缺少设备、场地或安全条件时无法做实验，以及分子运动、电路、能量转化这类抽象概念难以只靠文字和静态图讲清。它区别于一般教学动画的可核实特点是：每个仿真都按学习科学研究流程设计，逐个做学生访谈和课堂观察测试；仿真被翻译成上百种语言（简体中文有 151 个仿真翻译）；全部仿真免费、无需注册即可运行，源代码以 GPL 协议开源。

站点速览

  • 网址：https://phet.colorado.edu/
  • 类型：科学教育互动仿真（物理、化学、数学与统计、生物、地球与空间）
  • 费用：网站上的仿真与教学资源免费，项目依靠赞助和捐款维持；移动 App 与 Studio 定制功能为付费项目
  • 注册要求：运行仿真无需注册；注册免费账号可保存收藏、提交教学活动、管理预设与授权
  • 界面语言：语言选择器列出 48 种界面语言（含简体/繁体中文）；无障碍与研究等部分说明页面仅英文
  • 规模：截至 2026-08-31，官网首页统计为 173 个互动仿真、132 种语言翻译、3,690 份教师投稿教案，累计使用约 18 亿次

站点背景

项目由诺贝尔物理学奖得主卡尔·威曼（Carl Wieman）于 2002 年创立，现由科罗拉多大学博尔德分校团队以非营利方式运营（官网首页；威曼为 2001 年诺贝尔物理学奖三位得主之一，见 Wikipedia: Carl Wieman）。

站点自称每个仿真都要经过设计评估流程：包括学生访谈（每个仿真通常做 4 到 6 次一对一的出声思考访谈）和课堂使用观察，再据此迭代界面与内容（About、Research）。公开的设计原则包括鼓励科学探究、让不可见的现象可见、提供多种表征（物体运动、图像、数值并用）、借助真实世界联系和有限的控件实现隐性引导。项目获得过 2011 年 Tech Award、2017 年 WISE 奖、2018 年美国物理学会物理教育卓越奖、2018 年 TPG Web 无障碍挑战赛代表奖和 2019 年开放教育奖（开放仿真类）等奖项（About）。

PhET 中文首页：学科入口，以及 173 个互动仿真、132 种语言翻译、3690 份教师投稿教案的统计

学科与目录

仿真按物理、数学与统计、化学、地球与空间、生物五个学科组织。目录页提供"最新发布"栏目和按学科、类型（HTML5/Java）以及无障碍特性过滤的检索入口；每个仿真页面附有学习目标、教师资源链接、相关教学活动、可用翻译列表和版本号。

PhET 仿真目录页：最新发布栏目与按学科分组的仿真卡片

使用方式与中文支持

  • 在线运行：在仿真页面点击播放按钮即可在浏览器中运行 HTML5 仿真，无需安装插件；官方说明 HTML5 仿真可在 iPad、Chromebook、PC、Mac 与 Linux 上运行（Offline Access）。
  • 下载离线：单个 HTML5 或 Java 仿真可以从仿真页面下载到本地离线使用；桌面端 PhET Desktop App 打包全部 HTML5 与 Java 仿真及其翻译，提供 Windows 和 macOS 版本。
  • 嵌入：仿真页面提供"嵌入代码"对话框，可调整宽高后把仿真嵌入课程网页。
  • 语言：截至 2026-08-31，翻译页面显示简体中文（zh_CN）有 151 个仿真翻译、繁体中文（台湾，zh_TW）169 个、粤语（香港，zh_HK）35 个，仿真语言也可以在启动时通过 locale 参数指定（Translated Sims）。

运行中的仿真大致如下：以"能量滑板公园"为例，可以调节滑冰者质量、轨道摩擦力和重力，实时观察动能、势能与热能的柱状图变化；界面元素和图表均为中文。

能量滑板公园仿真的中文界面：左侧调节质量、摩擦力、重力，右侧显示能量柱状图

"分子与光"则展示光子能量与分子吸收的关系：拖动光谱选择紫外线、可见光或红外线，观察不同分子是否吸收光子并转化为运动。

分子与光仿真的中文界面：调节光子能量，观察分子对光的吸收

无障碍设计

PhET 把"多模态"列为仿真设计目标，即让仿真同时通过视觉、听觉和触觉通道表达对象、状态与变化，目标是"非视觉使用与视觉使用同样有效"（Inclusive Design）。HTML5 仿真正在逐步加入的包容性特性包括替代输入、声音与音效化、交互式听觉描述、平移与缩放、交互高亮；仿真页面和目录会标注每个仿真具备哪些特性，站点另有无障碍声明（Accessibility Statement）。官方也说明这些特性只覆盖 HTML5 仿真，且并非所有仿真都已具备全部特性。

教学资源与账号体系

教师投稿的教案已有 3,690 份（截至 2026-08-31），可按学科和活动类型检索，教师可按贡献指南提交自己的活动；站点还提供虚拟工作坊和教学指引（Teaching with PhET）。注册免费账号后可以保存收藏、管理投稿和预设；不注册不影响运行任何仿真。

开放能力与付费项目

  • 源代码：仿真与底层框架在 GitHub 的 phetsims 组织下开源（核查时有 100 多个仓库，核心仓库持续更新），仿真源代码以 GPL v3 及以上版本授权（Source Code、Licensing）。
  • PhET Studio：用于配置和自定义仿真（例如保存预设参数），免费试用期结束后需要购买授权才能继续使用（Studio Overview）。
  • 移动 App：iOS 与 Android 的 "PhET Simulations" App 收录全部 HTML5 仿真及翻译，美国区售价 0.99 美元（各地区价格可能不同），收益用于新仿真开发；面向学校的托管部署见 Apps for Schools（Offline Access、App Store）。

版权与内容政策

  • 正式 HTML5 仿真文件以 CC BY-NC 4.0 授权：非商业使用（包括教学）免费，使用时需注明来源，商业使用需联系项目另行获得许可（Licensing）。
  • 原型/Starter 版本仿真以 CC BY-NC-ND 4.0 授权，不允许修改后再分发。
  • 仿真源代码以 GPL v3 及以上版本开源；站点内容标注 "© 2026 University of Colorado"，商标归科罗拉多大学所有。

适用场景

  • 中学和大学理科课堂的演示与探究活动，尤其是设备昂贵、危险或不便重复的实验（电路、放射性、气体分子运动）。
  • 自学者借助交互反馈理解抽象概念，替代"只能看不能动"的教学视频。
  • 教师把仿真嵌入在线课程页，或直接使用教案库中按学科整理的活动。
  • 需要键盘操作、听觉描述或音效反馈的学习者，可筛选带相应无障碍特性的仿真。
  • 网络条件不稳定的教室，可通过 Desktop App 或单文件下载离线使用。

局限

  • 仿真是 CC BY-NC 4.0 非商业授权：商业用途（例如商业课程产品内嵌）需要另行获得许可；原型版本还不允许修改后分发。
  • 无障碍特性只覆盖 HTML5 仿真，且不是每个仿真都具备全部特性，官方也说明部分特性存在平台限制。
  • 无障碍、研究介绍等说明页面只有英文；简体中文界面存在少量未翻译或繁体混排的字符串（2026-08-31 在首页与仿真页面观察到）。
  • 旧版 Java/Flash 仿真与现代浏览器兼容性差：Flash 版已不受现代浏览器支持，Java 版在桌面 App 中运行还需要 JDK 8（Offline Access）。
  • 仿真面向概念理解设计，不覆盖真实实验的全部教学目标（例如仪器操作技能）；官方研究 FAQ 建议按教学目标选择"只用仿真"或"仿真加真实设备"的组合（Research）。
  • 仿真总数、翻译语言数和教案数是动态数据，本文所有数字以 2026-08-31 核查时点为准。
  • 移动 App 和 Studio 是付费项目，与网站的免费内容并存，选购前需自行核实当前价格。

参考资料