教育教学论文 Excel的图表功能在物理探究教学中的运用.docVIP

Excel的图表功能在物理探究教学中的运用 福建省泉州市德化八中 郑建福 摘要：信息技术与高中物理课程的整合是有效提高物理教学效率的重要途径，深入研究信息技术与课程的整合具有十分重要的意义。本文用三个例子分析说明用Excel辅助分析实验数据，并用图表的形式直观地呈现出数据背后的物理规律，让物理实验探究教学既培养了能力，又提高了科学素养和学习成绩。 关键词：Excel，物理教学，数据处理，探究，图表 物理图像能够形象直观地描述物理量之间的内在规律，通过图像能够有效突破物理教学中的一些难点，但是平时教学中对数据的处理大多数还是停留在用纸笔计算、作图等人工方法进行，其明显的缺点是计算量大，作图误差大。Excel具有强大的数据处理、分析、统计等功能，具有函数功能丰富、图标种类繁多的特点。利用软件提供的函数功能，进行复杂的数学分析和统计，可以把计算出的数据快速准确地用图像的方式形象直观地描绘出来，并利用图表来显示工作表中的数据点及数据变化趋势。正因为如此，它在物理教学中也有比较广泛的应用。将excel用于物理实验教学中的数据处理，不需要编程，而且数据处理和实验作图的功能齐全，在物理教学中完全可以利用它来帮助我们处理实验数据，可以迅速、准确地根据大量数据做出相应的图像，从而帮助我们找出隐藏在繁杂数据背后的物理规律，并且培养学生使用信息技术手段处理生活、学习和将来工作中各种数据的能力。 下面用几个具体地实例来说明Excel软件在实验探究教学中地具体应用。 ?一、探究电源的伏安特性曲线 在物理实验中，由于实验中偶然误差的存在，使有些原本为线性的问题成为近线性的了。往往处理起来很不方便，用手工绘图不能准确地确定直线的位置，并容易造成误差。如果采用添加线性趋势线和显示公式的办法，就可避免这些麻烦和误差，直接利用公式中的常数读出相应的数值了。例如，在测电源电动势和内阻的实验中得出下列表中的实验资料，要求求出电源电动势和内阻。 测量次数 1 2 3 4 5 6 电流I(A) 0.12 0.20 0.31 0.36 0.50 0.57 电压U(V) 1.37 1.32 1.24 1.18 1.10 1.05 ?1．方法步骤： 可以用上面提到的常规方法和步骤，也可以用下面的较为快捷的方式： 打开Excel，在A1输入I/A，在A2到A7中依次输入相应的电流数据。在B1中输入U/V，在B2到B7中依次输入相应的电压数据。选中A1到B7，点击并启动图表向导，在图表类型中选择“X、Y散点图”，点击“完成”。再右键单击图表中的数据点，在弹出快单中选择“趋势线格式”，在趋势线格式“类型”中选择“线性”，得到的图像如图所示。 2．实验探究及问题讨论 利用Excel软件已经画出图一所示的U-I图像，我们可以很直观的看出电源的路端电压和干路电流之间的关系，通过图像坐标的适当变换，可以从公式中的斜率和截距得出电源的电动势和内电阻。 二、探究光敏传感器的阻值与光照强度的关系 为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为Lx）。某光敏电阻在不同照度下的阻值如下表： (Lx) 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 电阻(kΩ) 75 40 28 23 20 18 (1)根据表中数据，请在给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线说明阻值随照度变化的特点是 可以得到光敏电阻随光照强度的增大而减小，呈现出非线性的关系。 三、探究单摆的周期与摆长关系 1、学生分组测量不同摆长下单摆的周期，学生汇报实验结果汇总如下表 摆长L(m) 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 周期T(S) 1.418 1.556 1.693 1.807 1.902 2.004 让学生观察上表数据，猜想周期与摆长的关系，学生观察数据后得出：周期与摆长有关，摆长越长，周期越大。老师引导学生：由此能否得出周期与摆长的定量关系呢？即是否存在某种数学关系？ 2、使用EXCEL的图表功能制作周期与摆长的散点图，如图三所示，这时仍然看不出它们之间的关系，我们可以利用EXCEL的添加趋势线的功能,选定上图中的这段曲线倒推0.5单位添加趋势线,选择乘幂功能时曲线与已知散点非常吻合，如图四所示。 3、从图四很明显看出周期与摆长之间并不是简单的线性关系,鼓励学生猜测周期与摆长之间可能存在二次方。并利用EXCEL强大数据处理功能算出如下表所示 摆长L(m) 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 周期T(S) 1.418 1.556 1.693 1.807 1.902 2.004 T^2(s^2) 2.0107 2.4211 2