PhETシミュレーション：ブラウザで使える150以上のインタラクティブ理科実験室、登録不要

時間をほぼ静止させたり、重力をゼロにしたり、ブレーカーを気にせず回路を組んだりできる物理実験室を想像してみてください。しかもそれが、ブラウザのタブの中で動き、登録も費用も一切かかりません。それが PhET インタラクティブシミュレーションです。STEM 教育を20年以上にわたって静かに変え続けてきたツールです。

PhET とは何か

PhET（Physics Education Technology）は2002年、コロラド大学ボルダー校で研究プロジェクトとして始まりました。目的はシンプルで、「なぜ学生は科学の概念を理解するのに苦労するのか」を明らかにすることでした。答えは明快でした。抽象的な概念は、読むだけでなく、体験する必要があるのです。

その成果として生まれたのが、150以上のインタラクティブなHTML5シミュレーションのライブラリです。対象分野は幅広く、以下をカバーしています。

• 物理 — 斜方投射、波の干渉、回路構築、量子力学
• 化学 — 酸塩基溶液、分子の形、化学反応式の係数合わせ
• 生物 — 自然選択、遺伝子発現
• 地球科学 — プレートテクトニクス、温室効果ガス濃度
• 数学 — 面積モデル、分数、グラフ、関数ビルダー

シミュレーションを開き、操作する。それだけです。事前に読むべき章も、クリアすべきテストも、作成が必要なアカウントもありません。

シミュレーションを開くと

たとえば、波の振る舞いを理解したいとします。「波の干渉」シミュレーションを開くと、数秒でクリックで操作できる波紋水槽が表示されます。水波、音波、光を切り替えられ、第2の波源を追加してリアルタイムで干渉パターンを観察できます。内蔵ツールで振幅・周波数・波長も測定可能です。

シミュレーションは何を発見すべきかを教えません。コントロールを渡して、あとは任せてくれます。これは意図的な設計です。PhETの研究チームは、ガイド付き発見学習が受動的な講義よりも深い概念理解を促すことを多数の論文で実証しています。

「学生がシミュレーションと対話するとき、他者のモデルを受け取るのではなく、自ら心的モデルを構築します。この能動的な構築こそが、理解を定着させるのです。」 — PhETの研究論文より

すべてのシミュレーションは物理教育研究に基づいています。コロラド大学ボルダー校のチームは、各シミュレーションをリリースする前に、実際に学習効果があるかどうかをユーザー研究で検証しています。

ログイン不要の体験

phet.colorado.edu を開き、教科や学年で探し、シミュレーションをクリックすると、すぐに読み込まれます。メールアドレスを求めるモーダルはなく、「無料登録して続ける」という文句も出てきません。追跡のための壁も存在しません。

教師向けのオプションアカウント機能はあります。課題の設定、進捗管理、設定の共有などに使えますが、それは必要な教育者向けの追加機能です。シミュレーション自体は、完全に開放されています。

これは、PhETが真の意味での公共教育リソースである証です。コンテンツそのものが製品であり、ユーザー獲得のための入口ではありません。

「無料」と謳いながら何かに登録しないと使えないプラットフォームと比べると、PhETのアプローチは学習者の時間とプライバシーを尊重しながら、質も犠牲にしていません。

内部構造：オープンソース、継続的に開発中

PhETのコードは GitHub の phetsims 組織で公開されており、各シミュレーションは独立したリポジトリを持ちます。JavaScript/TypeScript で書かれており、Scenery という独自のレンダリングフレームワークを使用しています。コアインフラは MIT ライセンスです。

2002年から継続して開発されてきたという事実は、オープン教育リソースとしては異例のことです。資金は国立科学財団、ヒューレット財団、ゲイツ財団などから提供されており、大学の研究プロジェクトがここまでの規模と完成度に達した理由が分かります。

2026年現在も、チームは新しいシミュレーションを追加し、既存のものをアップデートし続けています。Flash・JavaからHTML5への移行（2020年頃完了）は大規模な作業でしたが、カタログの現代化とモバイル対応を実現しました。

他のビジュアル学習ツールとの比較

定量的な分野を学んでいれば、似たようなログイン不要のツールに出会ったことがあるかもしれません。簡単に比較してみます。

PhETのポジションは独自です。自然科学や化学をこの深さでカバーしているツールは他になく、抽象データの可視化ではなく、シミュレーションによってそれを実現しています。

Desmos と GeoGebra は数学において非常に優れており、PhETと併用する価値があります。ただ、磁場中の荷電粒子の振る舞いや、緩衝液がpHを維持する仕組みを理解したいときには、それらのツールでは対応できません。

PhET の実践的な使い方

独学で学習している方へ： 自分が理解できていない点に対応するシミュレーションを選びましょう。PhETは具体的な疑問があるときに最も効果を発揮します。「全部探索しよう」とは思わずに、まず1つの変数を変えて、何が起こるかを観察し、仮説を立てて検証してみてください。

試験対策として： 多くのPhETシミュレーションは、物理・化学の標準的なトピック（クーロンの法則、波動光学、理想気体の法則、酸塩基平衡など）に直接対応しています。復習しながらシミュレーションを動かすと、公式の暗記だけでは得られない直感が身につきます。

ブラウザ制限がある教室の教師の方へ： すべてのシミュレーションはインストール不要で、どの現代的なブラウザでも動作します。Chromebookや制限のある学校のPCを使っている生徒でも、Webインターフェースからアクセスできます。

純粋な好奇心から： 「重力と軌道」シミュレーションは、太陽を引きずって惑星の動きを観察するだけでも開く価値があります。「回路の組み立て」は、物理を学んだことがない人でも本当に楽しめます。

プライバシーについて

PhETが収集するデータは最小限です。どのシミュレーションが多く使われているかを把握するために標準的なアナリティクスを使用していますが、シミュレーション自体はすべてクライアントサイドで動作します。デフォルトではユーザーアカウントが存在しないため、ユーザーデータは保存されません。学習セッションはブラウザのタブの中だけに存在します。

これは、プライバシーに配慮したログイン不要ツールの本来の姿と一致しています。ユーザーをデータポイントとして扱わず、ツールとしての役割を果たすだけです。プライベートブラウジングウィンドウからPhETを使っても、体験は全く変わりません。

「壊せる」シミュレーションこそ、最も価値がある

PhETの最も強力な特徴の1つは、何も本当には壊せないことです。重力をゼロに設定し、野球ボールを秒速1万メートルで飛ばし、実際の電線を溶かすような回路を組んでも、シミュレーションは動き続けます。あり得ない状況を処理して、「もしそうなったら」を見せてくれます。

これは物理の実験室では絶対に得られないことです。実際の実験室には制約があります。時間の制限、材料の制限、壊れる機器、安全上の理由で禁止される実験。ブラウザのシミュレーションにはそういった制限がありません。

極端なケースをテストできることが、本当の理解を生む場所です。シミュレーションで0.1ボルトでも1万ボルトでもオームの法則が成立することを確認したとき、電圧・電流・抵抗の関係式を読むだけでは決して得られない実感が生まれます。

PhETはスマートフォンが存在する前から、静かに、無料で、何も求めずにこれを届け続けています。ブラウザを開いてアクセスしてみてください。ログイン不要で、今もそこにあります。