开源发现

铜匠实验室（Tongjiang Lab）是一套面向高中的免费开源交互式3D实验课件，覆盖物理、化学、生物与地理。官网为 lab.tongjiang.app，源码托管于 GitHub仓库 smithjohn78390/tongjiang-lab。截至本文整理时，仓库公开约五百星标、一百四十余次 fork，目录中共收录五十四门课：物理十门、化学二十五门、生物五门、地理十四门。每门课都是约一兆字节的独立 HTML，双击即可打开，断网、投影与电子白板都能用；界面为中文，内容依据中国普通高中课程标准与人教版（二〇一九）教材编写，并声明与人民教育出版社无隶属关系。课件、封面与目录按 CC BY-NC 4.0授权，可免费使用、分享和修改，须署名「铜匠实验室」且不得用于商业用途；课件内打包的 three.js等第三方代码保留其原有许可（MIT等）。作者署名为「铜匠十点睡觉」，在 X上以 @CopperForgeAI发布更新。项目定位清晰：不是要替代真实实验室的安全规范与动手训练，而是把「看不见的过程」补成可交互的课堂演示层，让公式、现象与教材出处落在同一界面。具体课表、能力边界与最新发行说明以官方站点与仓库为准。

图片来源：铜匠实验室官网 lab.tongjiang.app 公开课件配图

它解决什么问题

高中科学课里，很多关键过程在纸面与静态图上「看得见公式、看不见过程」：带电粒子在匀强磁场中如何偏转、气压带怎样推动三圈环流、酶活性如何随温度与 pH变化、高炉里物料怎样分层反应，老师往往只能靠板书、短视频或口头推演。真实验室又受器材、安全、课时与班级规模限制，危险、昂贵或耗时长的演示很难人人动手；换到机房时，又怕课件依赖复杂安装、插件或稳定外网，投影与电子白板环境一断网就翻车。

还有一层备课负担：网上下载的模拟器常常与国内教材章节对不上，术语、数值与必做实验口径不一致，教师要花大量时间二次改造。学生复习时也缺少「自己拧旋钮验证直觉」的入口，容易停在背结论。铜匠实验室针对这些痛点，把课本里难演示的过程做成可拖动旋转的真3D场景，并配上常驻中控台、主线问题与步骤条。老师按「下一步」或翻页笔就能从头讲到尾，没动手的步骤会自动演示；学生也可以自己改参数，观察半径、周期、产率等随之变化。数值区分「教材原值」与「课件设定」，出处写在各课事实表里，方便对照教材页码备课与答疑，而不是只给一个好看却说不清来源的动画。

图片来源：铜匠实验室官网 lab.tongjiang.app 公开课件配图

它能做什么

• 四科五十四门交互课：物理十门，从力与运动、机械能、平抛与向心力，到电容器充放电、电动势与内阻、电流磁场、自感涡流、布朗运动与光电效应等；化学二十五门，从钠与氯、焰色试验、球棍模型、滴定与水解，到电解、原电池、腐蚀与暖贴，再到高炉炼铁、合成氨、接触法制硫酸、氯碱、侯氏制碱、海水提溴等工业流程；生物五门，含植物细胞吸水失水、跨膜运输、酶活性、有丝分裂与神经冲动等；地理十四门，含大气受热、热力环流、风、气压带与三圈环流、水循环、洋流、厄尔尼诺与拉尼娜、地球运动、构造与河流地貌、喀斯特、土壤与全球气候变化等。每门课都标注人教版教材册次与章节位置。
• 真3D与实时调参：场景可拖动旋转，不是预录视频；控制台可改速度、磁场、温度等量，界面同步给出公式与计算结果。官网首页示例「带电粒子在匀强磁场中的运动」就直观展示：改速度时半径变、周期不变，改磁感应强度时半径与周期一起变。
• 单文件离线交付：每门课一个自包含 HTML，约一兆字节；可在官网课程页单门下载，也可从 GitHub Releases取全套压缩包，建议用 Chrome或 Edge打开。教室断网、U盘拷贝到电子白板，都能继续讲。
• 课堂节奏与平台嵌入：打开即可沿步骤讲课；课程页可一键复制 iframe嵌入代码，放进学校网站或学习平台。仓库中的 catalog.json列出每门课的教材位置与步骤，便于检索、做目录页或二次整理。
• 事实表可追溯与制作公开：教材取值与教学简化设定分开标注，并指向教材出处；作者公开「事实表先行、模型批量制作、逐步自动自检、逐门看图审核」的流水线，方便教研复盘与纠错反馈。

课程类型包括原理与现象、原理与实验、工业流程等，步数大多在六到九步之间。界面目前为中文，其他语言在计划中；功能细节与课表会随仓库更新，请以当前发行为准。

图片来源：铜匠实验室官网 lab.tongjiang.app 公开课件配图

物理课里，既有「探究加速度与力、质量的关系」「验证机械能守恒定律」「探究平抛运动的特点」这类学生必做实验向课件，也有「观察电容器的充放电」「测电源电动势和内阻」「电流的磁场」「光电效应」等把抽象电磁与近代物理现象摊开的演示。化学侧工业流程课尤其适合投影：合成氨、高炉炼铁、接触法制硫酸、工业制水泥、煤的气化、金属冶炼等，把原本只能画流程图的内容变成可逐步推进的三维场景。生物与地理则分别从细胞尺度与地球系统尺度切入，例如影响酶活性的条件、观察根尖分生区有丝分裂，以及气压带风带与三圈环流、太阳直射点回归运动、喀斯特地貌形成等。

使用路径也很直接：想先体验，打开 lab.tongjiang.app点「开始上课」；想带走，下载单门 HTML或 Releases全量包；想进校本平台，复制课程页给出的 iframe。仓库 README同时提供中英文说明，并明确提醒在 GitHub上直接点开 HTML只会看到源码，真正上课请用官网链接或本地下载文件。作者把制作方法写成可公开讨论的流水线，而不是黑盒生成物，这对希望二次开发或校对数值的人很有帮助。

有什么好处

• 把抽象过程变成可动手的课堂：公式不再只停在板书，参数一改现象跟着变，有利于突破「只背结论」的学习习惯，也便于在新授课与复习课之间复用同一套场景。
• 弱网与投影友好：单 HTML、体积小，教室断网或电子白板场景也能讲，减少对机房软件栈、账号体系与外网带宽的依赖，降低公开课与走班临场翻车的风险。
• 贴合国内教材路径：按课标与人教版（二〇一九）章节组织，备课可直接对上册次与节次，降低从零找海外模拟器再翻译改造的成本；事实表把「教材原值」和「教学设定」分开，答疑时更敢开口讲清楚简化了什么。
• 可嵌入、可下载、可改：在线试用、离线分发与 iframe嵌入并存；在非商业场景下可按 CC BY-NC 4.0署名后分享与改编，适合校本资源库沉淀。
• 开源透明：课件与封面、目录授权清晰，第三方组件单独声明；发现问题可在 GitHub Issue或作者 X账号反馈，社区也能跟进课表扩张。

对日常教研来说，同一套课件既能用于新授课演示，也能用于复习课让学生自己调参验证直觉，减少在多个视频与幻灯片之间来回切换。对学校信息中心而言，维护成本更接近「托管静态页面」，而不是再部署一套沉重的虚拟仿真平台。

图片来源：铜匠实验室官网 lab.tongjiang.app 公开课件配图

把「能投影讲清楚」和「能让学生自己拧旋钮」合在同一份文件里，也降低了教研组统一口径的成本：同一课、同一事实表、同一套步骤，公开课与平时班可以共用，新教师上手时不必从零拼素材。对家长与自学场景，单文件意味着不必注册账号、不必开通会员，下载后即可反复复习某一难章节。

适合谁

适合高中物理、化学、生物、地理教师与教研组，尤其需要在教室投影、电子白板或不稳定网络下完成演示的场景；也适合自学高中科学、想把教材章节「看动起来」的学生与家长，以及做数字孪生、科普可视化、教育科技产品原型的开发者与内容创作者。区县级教研员若在做优质课资源共享，也可以把单文件课件当作轻量分发单元。

若你只需要英文界面，或必须把材料用于商业产品分发，请先核对 CC BY-NC 4.0限制并关注多语言路线图；若课程尚未覆盖你校校本篇目，可把现有课当作模板参考，并以官方课表与事实表为准。作者也提醒：教学示意中比例与颜色已简化，数值来源见各课事实表，不能替代真实实验规范与安全要求。安装与使用说明、嵌入示例、Releases全量包与最新课表请看 lab.tongjiang.app与 GitHub仓库 https://github.com/smithjohn78390/tongjiang-lab ，本文只做开源发现介绍，不替代官方文档。

若你所在学校对软件采购与内容合规有额外审查流程，建议先在教研组试用若干代表性课程（例如一门物理必做实验、一门化学工业流程、一门地理大气运动），确认投影清晰度、触控白板手势与学校网络策略后再规模化分发。仓库与官网会持续更新课表与截图，阅读本文时请对照最新版本。