ARTICLE · 1288240

把高中物理化学做成能动手拧的 3D 实验,54 门课全开源,1MB 单文件断网也能跑

发布时间：2026-10-31 23:38:26 最近访问：2026-10-31 23:38:26

中学物理和化学课本里，有太多靠二维插图根本没法看懂的东西。

电磁感应的磁感线怎么在空间里穿、光电效应换块金属为什么就没电流了、几层楼高的合成氨反应塔里面长什么样——以前学的时候只能盯着课本上的箭头死想；碰上氯气制备、金属钠着火这种有点危险的实验，很多学校干脆改成看视频或者直接背结论。

GitHub 上刚开源了一个叫 Tongjiang Lab（铜匠实验室） 的项目，做的事情非常实在：直接照着人教版（2019）高中教材，把抽象的物理、化学、生物、地理概念，做成了 54 门可以亲手调参数的 3D 实验课件。

更狠的是，它没有做成那种动辄几个 G、还得装客户端的笨重软件。每一门课下载下来就是一个约 1 MB 的独立 HTML 文件，双击就能在浏览器里打开，连网都不用接。

在线体验：https://lab.tongjiang.app\GitHub 地址：https://github.com/smithjohn78390/tongjiang-lab

不是放段动画给你看，是真的能动手“拧”

很多所谓的虚拟实验课件，其实就是段提前录好的视频，点一下播一下。但这个项目打开，桌面上摆的是实打实能交互的 3D 器材。

我先点开了物理选择性必修三里的《光电效应》。

学这部分最容易犯迷糊的，就是搞不清“光强”和“频率”到底谁决定光电子能不能飞出来。在这个课件里，电源、分压器、光电管、微电流计全在桌上，鼠标按住就能 360° 转着看，右边配了一个常驻的参数中控台：

你可以直接在上面做对比实验：

先选铷做阴极，用 436 nm 的蓝光去照，微电流计马上跳出读数，桌上的小屏幕实时画出电流电压曲线。

接着把阴极换成钠，把波长调到 546 nm 或 577 nm（低于钠的截止频率）。这时候哪怕你去右边把光强从 100 拉满到 400，微电流计的读数还是死死停在 0.000 μA，光电管里一个电子都打不出来。

自己亲手切两次滤光片、拉一下滑块，比背十遍“光电子最大初动能只与入射光频率有关”清楚太多了。

再比如必修三的《电流的磁场》。以前做题全靠右手比划大拇指，空间感差一点就容易绕晕。这里切到“多匝叠加”，把线圈从 1 匝拨到 10 匝，三维空间里的环形磁感线当场变密变亮，探点读数直接从 25.1 μT 跳到 251 μT：

能钻进烧瓶看分子，也能把整座化工塔剖开

目前上线的 54 门课里，化学占了大头（足足 25 门），从基础实验一直覆盖到最让人头大的工业流程题。

我试了必修二的《氨的制备与性质（含喷泉实验）》。

前面几步带你装试管、选碱石灰干燥、向下排空气收集。等烧瓶里的氨气收集到 93.3% 提示“够浓”了，点一下右侧中控台挤压胶头滴管：

一点水挤进去，烧瓶里的压强瞬间从 101.3 kPa 掉到 6.8 kPa，内外压差飙到 94.5 kPa。底下的酚酞水直接被大气压顶上去，冲出一股 11.2 cm 高的粉红色喷泉。

最有意思的是它的第 8 步，叫“看进去”。

点一下，镜头直接钻进烧瓶里面，把氨分子怎么疯狂钻进水里、液面怎么被外面的大气压往上推演得明明白白。左边面板还顺手给你提了个醒：考试最爱问喷泉的动力哪来的——是瓶内外的压强差，胶头滴管挤进去那点水只是个引子。

要是碰到《合成氨工业》《高炉炼铁》《接触法制硫酸》《侯氏制碱》这种高考必考的化工流程大题，这东西简直就是降维打击。

平时课本上画的合成氨，就是几个方框加箭头。这里点开《合成氨工业》第 5 步，直接把几层楼高的合成塔竖着剖开了：

塔里的四段铁触媒催化床、段间冷激气管、中心出气管全在眼前。如果你手痒把右边的“床层温度”滑杆推过 500 ℃（比如推到 560 ℃），剖面里的四段床层立马发红，右下角的风险指数直接报警——一眼就能明白，为什么教材上非要把温度卡在 400~500 ℃ 这个折中区间。

而且每门课走到最后一步，都有一个实操考核。

比如合成氨最后一步叫“考核 · 当班长”：系统突然给你来个“温度偏低”的异常工况，让你自己拧温度、调压力、改氢氮比，把氨产率稳在 24 t/h 以上坚持 15 秒；要是温度调过了 640 ℃ 或者压力超过 38 MPa，当场触发 3 秒倒计时事故复盘。

这个项目最核心的 3 个亮点

看完了仓库源码和作者“铜匠十点睡觉”写的制作说明，我觉得这项目能立住，主要靠三点：

1. 数值全对得上人教版教材，不是瞎画的示意动画很多 AI 生成的网页小游戏，看着炫酷，公式和数值全是胡编的，根本不敢给学生看。这个项目在写每门课之前，先按人教版 2019 教材拉了一张“事实表”——哪个数是教材原值（精确到哪一册哪一页的表）、哪条曲线用什么物理化学算子算出来的，全部写死。你在中控台上拖滑块看到的每一个读数，背后都是真公式在算。

2. 只有 1 MB 的单文件 HTML，断网教室插 U 盘就能用这一点极其懂国内学校的真实环境。很多教室的一体机根本不联网，或者锁死了管理员权限，老师想装个软件难如登天。这里每门课都把 Three.js 引擎和 3D 场景打包进了一个单独的 .html 文件里，只有 1 MB 左右。拷进 U 盘带去教室，用自带的浏览器双击就能全屏投屏，还直接支持翻页笔按「下一步」。

3. 一个人 + 一条 AI 流水线干出来的开源工程54 门课全都是作者一个人带着一组模型做出来的：先提取教材事实表，用统一的教学外壳（顶部因果链 + 左侧步骤提问 + 中间 3D 世界 + 右侧中控台）装填内容，再用脚本在三种屏幕尺寸下自动跑截图检查（查文字遮挡、对比度、标签重叠），最后人工过一遍才上线。目前全部按 CC BY-NC 4.0 协议免费开源。

哪些人现在就能拿去用？

• 初高中理科老师（物理 / 化学 / 生物 / 地理）：这几乎是现成的公开课和日常教学神器。去官网挑好下周要讲的章节，点「下载单文件 HTML」塞进备课 U 盘就行。讲课的时候你按翻页笔点「下一步」，学生没动手时它会自动演示一遍；想互动了，叫学生上台拉两下中控台滑杆，全班都能看清改了条件会发生什么。
• 正在学理化生的中学生和家长：孩子如果总在“平抛运动分解”“原电池双液盐桥”“有机分子球棍模型（甲烷、乙烯、苯的同分异构）”“气压带与三圈环流”这种需要空间想象力的地方卡壳，别让他对着教辅书干瞪眼了。直接拿平板或电脑打开网址，让他自己动手把实验做炸一次、把分子转一圈，很多死结当场就能解开。
• 做 AI 教育产品或前端 3D 可视化的开发者：如果你想知道怎么让大模型做出“教学级严谨、不翻车”的交互内容，非常建议去翻一下它的 GitHub 仓库和官网上的《制作方法》。它那种“固定外壳 + 事实表约束 + 自动化视觉质检”的工程路子，比单纯拼 Prompt 实用得多。

直接点下面的链接就能在线试玩，也可以去 GitHub 把全套 54 门课件打包下载下来：