除了自己写游戏,这些现成的互动实验也好用

2025-12-19 16:57:17
文章摘要
在用 AI 生成代码、自己制作互动数学游戏之外,其实还有一类已经非常成熟、免费开源的互动实验平台值得被更多人看到。本文以 PhET 为例,结合具体仿真游戏,拆解它如何像“数学实验室”一样,让学生通过拖动、观察和反复试验,自主理解抽象概念。文章不仅给出课堂教学与学生自学的实操思路,也讨论了何时适合自己写代码,何时直接使用现成工具,为数学互动教学提供更高效的选择路径。

如果你已经尝试过用 AI 生成代码 → 保存为 HTML → 打开一个能互动的数学网页,你一定会感受到一件事:✨ 数学一旦“动”起来,理解的门槛就会被大幅拉低。但在实际教学或学习中,并不是每一次都要“从 0 写代码”。你会发现,已经存在一批极其成熟、免费、开源、经得起课堂检验的互动实验平台。例如PhET,就是最值得我们认真探索的一个。




🌍 PhET 是什么?它解决了什么“真实问题”

PhET Interactive Simulations由美国科罗拉多大学博尔德分校开发,是一个面向 数学、物理、化学、生物、地球科学 的开源互动仿真平台。它的核心理念非常“反传统”,不是“讲清楚”,而是让学生自己试出来

PhET 的几个关键特征(为什么它能进课堂)

  1. 完全免费 + 开源
  2. ✅ 基于 HTML5 / Java(新版本已全面网页化)
  3. ✅ 可直接在浏览器中使用(电脑 / 平板 / 部分手机)
  4. ✅ 大量模拟已被真实课堂反复验证
  5. ✅ 明确服务于“概念理解”,而不是刷题

一句话总结:PhET 是“实验室”,不是“题库”。




🎯 为什么用 PhET 学三角函数,效果会不一样?

很多学生在学三角函数时,会卡在三个点上:

  1. 🤯 角度变了,数值为什么会变?
  2. 🤯 sin / cos / tan 和“图像”之间到底什么关系?
  3. 🤯 单位圆、函数图像、直角三角形怎么统一理解?

而 PhET 的《三角函数之旅(Trigonometry Tour)》,几乎是为这些痛点量身定做的。




🚀 案例拆解:PhET《三角函数之旅》怎么玩?怎么玩才“值”?

一、这个仿真到底在“动什么”?

进入《三角函数之旅》后,你会看到几个关键元素 👇

  1. 一个可旋转的角
  2. 对应变化的 sin / cos / tan 数值
  3. 动态变化的 单位圆 / 直角三角形
  4. 同步更新的 函数图像



🧠 重点不是“看结果”,而是:你一动角度,所有表征一起变。

这件事在黑板上是“讲”,在 PhET 里是“试”。




二、课堂实操方案(老师可直接用)📘

🎓 场景一:新课导入(5–8 分钟)

教师不讲定义,直接抛问题:🔍「你能找到一个角度,让 sin 和 cos 的值一样吗?」

操作流程:

  1. 学生拖动角度
  2. 观察数值变化
  3. 自发发现:45° 附近出现“相等”

✨ 这一步的价值在于:定义之前,先有经验。




🎓 场景二:概念深化(函数图像)

引导学生切换到“图像视角”,提出问题:

  1. 📈 角度增加时,sin 图像是怎么“长”出来的?
  2. 🔄 为什么 cos 的起点和 sin 不一样?
  3. ⛔ tan 为什么会突然“炸掉”?

这时,单位圆 + 图像同步的优势就出现了:图像不是“画出来的”,是“转出来的”。




🎓 场景三:探究式小任务(分组)

可以直接给学生这样的任务单 📝:

  1. ✅ 找到 sin 的最大值和最小值
  2. ✅ 解释 tan 在 90° 附近发生了什么
  3. ✅ 用自己的话描述:角度 → 数值 → 图像 的关系

⚠️ 注意:这里不要求写公式,只要求“说清楚”。




三、学生自学 / 课后探索怎么用?👩‍💻👨‍💻

对于学生来说,《三角函数之旅》非常适合做三件事:

① “验证我是不是理解了”

  1. 我觉得 sin 最大是 1,对吗?拖一拖试试
  2. cos 为什么会变成负数?转到钝角看看

② “把抽象问题变成操作问题”

  1. “什么时候 sin 增大?” → 拖
  2. “什么时候 tan 不存在?” → 拖

③ “给错题找原因”

很多三角函数错误,本质不是算错,而是想象错了。PhET 提供的是一个纠错空间






💡 一个重要提醒:PhET ≠ PPT 动画

这是很多老师第一次用 PhET 容易踩的坑 ⚠️:❌ 老师在台上操作,学生在下面“看”

正确姿势应该是:

  1. ✔️ 学生自己动(哪怕只是几分钟)
  2. ✔️ 先猜,再试,再解释
  3. ✔️ 教师做的是“提问者”,不是“演示者”

PhET 的价值,不在于“演得多好看”,而在于它允许犯错、回退、再试一次




🔧 进阶用法:下载、改造、二次开发(给爱折腾的人)

如果你已经有一定技术基础,那么你还可以:

  1. 📥 下载 PhET 的离线版本
  2. 🧩 在开源代码基础上做二次修改
  3. 🔗 将某个仿真嵌入你自己生成的 HTML 页面中
  4. 🤖 和 AI 生成的教学网页形成“组合拳”

这会让你的内容从:“使用工具” → “改造工具”




🧭 回到最初的问题:什么时候自己写?什么时候用 PhET?

一个很实用的判断标准 👇

  1. 🔨 想训练某个特定技能 / 做定制玩法 → 自己用 AI 生成 HTML
  2. 🧪 想帮助学生理解一个“概念系统” → 先用 PhET

它们不是对立的,而是互补的。




✨ 结语:让学生“玩”的不是游戏,是认知

真正好的数学互动工具,不是让人“爽”,而是让人忍不住多试一次

PhET 的价值就在这里:它把“我给你讲懂”,变成了“你自己试懂”。




💬 你还用过哪些好用的教育类互动软件或平台?

欢迎留言分享👇如果你对 “PhET + AI 二次改造”“把仿真嵌进自己生成的教学网页” 有兴趣,也可以一起继续拆解。

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