初中物理虚拟实验 · 电路实验台

——平台简介——

一、平台概况

《初中物理虚拟实验·电路实验台》是天津市中小学（蓟州一中）人工智能应用名师工作室成员陈阳老师自行设计、自行开发的原创虚拟实验平台，面向人教版九年级物理电学教学。平台以单文件网页形式发布，主流浏览器打开即可运行，无需安装、无需联网，电脑、教学一体机、平板、手机均可直接使用，既支持课堂大屏演示，也便于学生课后自主探究。

二、主要功能

（一）自由搭建电路，拟真仿真运行。器材库提供电池、灯泡、电动机、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、发光二极管、定值电阻九类器材，拖动接线柱即可连线，手指划过的形状就是导线的形状，导线弯度还可整体调节。平台内置电路求解引擎，能实时解析学生搭出的任意电路：电流方向以流动光点动态呈现，并按支路分色显示；短路报警、灯泡过载烧断、灯丝电阻随温度变化、二极管单向导电、电动机转速随电流变化等真实现象均被拟真还原。

（二）九个探究实验，数据记录与图像齐备。涵盖电流与电压的关系、电流与电阻的关系、伏安法测电阻、灯泡电阻随温度变化、测量小灯泡的电功率以及串（并）联电路电流、电压特点等学生必做实验。读数稳定后自动记录一行数据，实时生成表格与 I-U、I-1/R、U-I、P-U 等图像，正比关系自动拟合过原点的直线并给出结论，还可一键搭建参考电路，形成"搭电路—采数据—绘图像—得结论"的完整探究链条。

（三）焦耳定律探究专题。按课本图 18.4-2、18.4-3 独立搭建"密闭容器＋电阻丝＋U 形管"实验装置，运用转换法呈现电热与电阻、电流、通电时间三组关系，通电期间每 5 秒自动记录一次液面高度差数据。

（四）电表读数练习与电路图自动转换。电流表、电压表读数练习面板支持随机出题、量程切换与接反反偏演示；平台可把搭好的实物电路自动转换为标准电路图，与实验台同屏浮窗显示，并支持在实验台上自由批注、圈画，方便教师课堂讲解。

三、教学价值

平台器材符号与实验装置和人教版教材插图一一对应，量程、刻度遵循课本规范，在实物电路与标准电路图之间架起直观桥梁。短路、过载烧断、电表接反等课堂中不便真实呈现的安全隐患，都能在平台中"安全试错"、即时反馈；灯丝电阻随温度变化等真实实验难以精确定量的规律，也可借助数据与图像定量探究。平台把电学实验从"教师演示"变为"人人动手"，适用于新授、习题讲评、复习巩固与家庭学习等多种场景，是工作室推进人工智能与物理教学深度融合的代表性成果。

天津市中小学（蓟州一中）人工智能应用名师工作室