不少上过科学实验课的人都有过的同款遗憾:想要亲手操作的精密实验学校凑不齐器材、涉及高温有毒试剂的实验老师怕出安全问题不敢让你碰、讲分子热运动这种抽象的知识点时盯着板子上的示意图完全摸不到头绪,最后本来是动手探究的课硬生生变成抄笔记背考点了。很多一线科学老师也是被这些问题困了很多年,想自己做个适配课堂需要的小模拟工具,但是不懂复杂的编程知识,只能对着空白的代码页犯难,直到最近有人用大模型一步一步地试出了零代码开发虚拟实验的可行性,居然只用日常说话的普通需求描述,就捣鼓出了一个完整的教学工具。
最开始尝试的非计算机专业的科学老师只对着大模型说了一句话非常朴素的需求:“我想做一套适配中学课堂的水的三态变化模拟平台,可以调节温度来展示不同的状态的水,在界面上分左右两部分,左边是控制面板右边是实验演示区,做成适合学生看的科技风,输出成html文件就好。”结果第一版就已经可以直接在浏览器里跑起来了,当时沸腾的效果还是简单文字标注,并没有动态的气泡和水蒸气,但好歹60%的基本功能都已落地,完全符合一开始定下小目标——先把工具能让用就行,完全没有普通人想象中的要熬好几天敲代码的复杂门槛。
之后的迭代过程更是充满了普通人做开发的趣味:从给沸腾的画面加上随温度变多的动态小气泡开始,再到添上模糊上升的扩散水蒸气的效果,在中间还闹过一个气泡飘到水面上还不消失的小笑话(后来才反应过来是大模型没有人类默认的物理常识),你不说清楚气泡只在水下生成到水面就消失,它就真的想不到这个规则,最后经过四次版本更新后的模拟画面已经跟真实的沸腾场景几乎没有差别,就连冰浮在水面、水结冰体积膨胀9%,这种课本里的核心考点都可以用可视化的形式直接展示出来。
后来大家还顺着教学的需求往工具里加了海拔参数,把海拔范围从-500米扩展到了9000米,并且把气压的变化和水的熔沸点联动在一起——当学生拖着滑块跑到4000米的高原位置时,就会亲眼看到水的沸点降到了87摄氏度,一瞬间就能懂为什么高原上总是煮不熟饭;把以前需要老师反复举例讲半天才能让学生明白的知识点变成伸手就能互动的直观体验。整个工具最终生成的是完全轻量化的单HTML文件,不用装任何复杂的专业软件,电脑平板手机随便哪个终端打开浏览器就能跑,课后学生在家也可以反复调参数做自己的探究实验。
当然大家也不用觉得大模型做出来的虚拟实验是万能的,它是简化过的模拟效果,并不能代替真实的物理引擎,没法精准还原水分子的真实热运动、气泡内部的压力变化等更加复杂的过程,一些物理数值也是做了适合教学的近似处理,在真实课堂里还是要把虚拟模拟跟实物实验结合在一起,给学生讲清楚哪些地方是简化处理了,守住科学教学的严谨性,不要让学生产生错误认知。
这个最开始只是一个普通的老师随手尝试的小实践,其实给所有被教学资源卡住的一线老师和好奇科学的学生指了一条全新的路,不用花钱请专业的开发团队,不用啃厚厚的编程教材,你教学里遇到的最头疼的实验难点,只要你用大白话把所有的细节都告诉大模型,就可以一步一步迭代出完全适配你自己需求的小工具。推荐把这篇文章转发给身边的所有科学老师和正在为实验考点发愁的学生,所有人都是可以零成本上手做出属于自己虚拟探究工具的人。
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