[摘要]在物理教學(xué)中使用Excel計(jì)算、制表、畫圖,可以壓縮非物理知識的教學(xué)時間,突出物理教學(xué)的重點(diǎn),提高物理課的教學(xué)效率。
[關(guān)鍵詞]Excel 物理教學(xué) 列表 圖像
Excel也叫電子表格,是辦公軟件office里的一個小套件,有強(qiáng)大的計(jì)算功能、制表功能和繪圖功能。高中物理有計(jì)算、有制表也有繪圖。在高中物理教學(xué)中,恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用Excel能夠收到事半功倍的效果。
一、在計(jì)算方面的應(yīng)用
計(jì)算是高中物理教學(xué)的主要內(nèi)容,在很多情況下要進(jìn)行計(jì)算。在教學(xué)物理規(guī)律前,一般要做大量地同類實(shí)驗(yàn),獲得一原始批數(shù)據(jù),通過對這些原始數(shù)據(jù)的計(jì)算,得到一些新的數(shù)據(jù),分析新的數(shù)據(jù),歸納出結(jié)論。在教學(xué)物理規(guī)律之后,為了驗(yàn)證規(guī)律和鞏固規(guī)律,通常要利用規(guī)律解決一些實(shí)際問題,而解決這些實(shí)際問題,往往需要進(jìn)行一系列的計(jì)算。
在課堂上使用粉筆演算,容易喧賓奪主,干擾學(xué)生對物理知識的學(xué)習(xí)。課堂教學(xué)是根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的。課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了各個教學(xué)階段的任務(wù)和目標(biāo)。致使每一堂課都有自己的教學(xué)目的。這些教學(xué)目的,既符合課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,也不重復(fù)。也就是說,每一堂有每一堂的教學(xué)任務(wù),這些教學(xué)任務(wù)各不相同。高中物理涉及到數(shù)學(xué)計(jì)算和物理現(xiàn)象、規(guī)律。計(jì)算有四則運(yùn)算、乘方、開方等。這些都是數(shù)學(xué)學(xué)科的教學(xué)任務(wù),主要是小學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)任務(wù)。物理課的教學(xué)任務(wù)是告訴學(xué)生物理現(xiàn)象,幫助學(xué)生掌握物理規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理知識解決實(shí)際問題的能力。在物理課堂上進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算,是借助于數(shù)學(xué)手段研究物理的,并非物理課教學(xué)的真正目的。使用粉筆在黑板上演算的速度比較慢,特別費(fèi)時間。演算的時間長了,教學(xué)物理知識的時間必然短,這將影響到學(xué)生對物理知識的學(xué)習(xí)。
利用Excel計(jì)算,有助于突出教學(xué)的重點(diǎn)。使用Excel計(jì)算,只需要把有關(guān)數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī),敲一下鍵盤,點(diǎn)一下鼠標(biāo),答案就出來了,非???。在物理課堂上,平常需要演算1、2分鐘的題目,使用Excel幾秒鐘就可以搞定。這樣,我們就可以從需要計(jì)算的地方擠出大量的時間研究物理現(xiàn)象,探討物理規(guī)律。重點(diǎn)是否突出與教學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容在課堂上所占的時間比有關(guān)。重點(diǎn)內(nèi)容占據(jù)的時間長,重點(diǎn)就突出,占用的時間短,重點(diǎn)就不突出。使用Excel教學(xué),計(jì)算的時間短了,相應(yīng)地教學(xué)物理知識的時間就長了,教學(xué)的重點(diǎn)也就被突出出來了。
在物理課堂上使用Excel計(jì)算,一般在備課的時候設(shè)計(jì)好計(jì)算的模式,教學(xué)時把有關(guān)的數(shù)據(jù)填進(jìn)去,再確定計(jì)算的結(jié)果。比如使用電磁打點(diǎn)計(jì)時器教學(xué)重力加速度。把電源的頻率控制在50HZ,它每隔0.02S打一個點(diǎn)。把紙帶穿在電磁打點(diǎn)計(jì)時器上,使電磁打點(diǎn)計(jì)時器自由下落,電磁打點(diǎn)計(jì)時器便在紙帶上打一串小點(diǎn)。根據(jù)這些點(diǎn),容易得到自由落體的時間和對應(yīng)的落差(位移),因此,可以利用求出重力加速度。由于初速度為0,重力加速度用g表示,所以,。我們用Excel工作表的A列表示時間t,B列表示位移x,C列表示重力加速度g,在單元格A1輸入“時間t”,單元格B1輸入“位移x”,在單元格C1輸入“重力加速度g”;在C2的位置輸入“=”,單擊B2,輸入“*2”,輸入“/”,單擊A2,輸入“/”,再單擊A2,敲“回車”鍵,把求重力加速度g的方法預(yù)先輸入計(jì)算機(jī)。課堂上,把實(shí)驗(yàn)所得到的數(shù)據(jù)分別輸入A列和B列,在C列自動顯示計(jì)算結(jié)果,即重力加速度的值。觀察C列,會發(fā)現(xiàn)重力加速度在9.8m/s2附近擺動。
二、在列表方面的應(yīng)用
如果你留心Excel教程的話,你會發(fā)現(xiàn)多數(shù)教材有“數(shù)據(jù)庫”一節(jié)。這一節(jié)主要介紹怎樣使用Excel建立數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫是一句好聽的計(jì)算機(jī)術(shù)語,說白了,就是二維的數(shù)據(jù)表。像課程表、工資表、形形色色的統(tǒng)計(jì)表,都是數(shù)據(jù)表。高中物理中相當(dāng)一部分結(jié)論是通過實(shí)驗(yàn)獲得的一系列數(shù)據(jù),再分析數(shù)據(jù)獲得的。在數(shù)據(jù)表中,數(shù)據(jù)突出,數(shù)據(jù)之間的關(guān)系明晰,所以,數(shù)據(jù)表常常被用來表現(xiàn)數(shù)據(jù)。高中物理中實(shí)驗(yàn)的獲得的數(shù)據(jù),也常用數(shù)據(jù)表表現(xiàn)。因此,在高中物理教學(xué)中可以使用Excel列表。
Excel可以滿足高中物理實(shí)驗(yàn)的要求。Excel工作表本身是一個大表格,有256列,65526行,基本上可以滿足所有制表要求。高中物理中的實(shí)驗(yàn),目的是歸納一般性的物理規(guī)律,實(shí)驗(yàn)的次數(shù)都不多,有3、5次的,十來次的,超過十次的寥寥無幾;實(shí)驗(yàn)控制的因素也不超過5項(xiàng)。那就是說5×10的表格基本上可以滿足高中物理教學(xué)的要求。
使用Excel制作高中物理表格簡單易行。Excel的工作表是一個龐大的表格,我們只要從中劃出一部分使用就可以了,不需要重新畫表,節(jié)約了制表的時間,贏得了更多的教學(xué)物理知識的機(jī)會。
三、在畫圖像方面的應(yīng)用
表現(xiàn)物理量之間的關(guān)系,可以用語言描述,可以用表格說明,可以用圖片解釋,也可以用圖像展現(xiàn)。圖像形象、具體、各物理量之間關(guān)系明晰,在高中物理教學(xué)中廣泛使用。譬如,教學(xué)“勻變速直線運(yùn)動的速度和時間的關(guān)系”時,為了幫助學(xué)生區(qū)別“勻變速直線運(yùn)動”和“勻直線運(yùn)動”,可以在迪卡兒坐標(biāo)系中用橫軸表示時間,縱軸表示速度,分別畫出它們的圖像,其中一條是傾斜的直線,另一條是水平的直線。
使用Excel做圖像,能夠節(jié)約教學(xué)時間,提高教學(xué)效率。用粉筆畫圖像比較麻煩,需要建立直角坐標(biāo)系,做各組數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)表,描點(diǎn),連線等。使用Excel做圖像非常簡單,只要選中表示橫、縱坐標(biāo)的兩組數(shù)據(jù),點(diǎn)幾下鼠標(biāo)就可以了。例如,我們想利用圖像研究速度的變化,在直角坐標(biāo)系中設(shè)定,橫軸表示時間,縱軸表示速度;在Excel工作表中,A列表示時間,B列表示速度,建立數(shù)據(jù)表。選中時間和速度,單擊“插入”菜單下的“圖表”命令,在打開的對話框里選擇“折線圖”,單擊“下一步”按鈕,單擊“系列”選項(xiàng)卡,在“分類(X)軸的標(biāo)志”里輸入時間參數(shù)所占據(jù)的區(qū)域,在“值”里輸入速度參數(shù)所占據(jù)的區(qū)域,單擊“完成”按鈕,計(jì)算機(jī)便立即畫出速度變化的圖像。畫圖的目的是展示物理量的變化規(guī)律的,所以,畫圖的過程并不重要,重要的是畫出的圖像。利用Excel畫圖像,縮短了畫圖的時間,突出了物理量的變化規(guī)律,使學(xué)生和老師都把勁使在教學(xué)的重點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)上。
因?yàn)镋xcel是以描點(diǎn)法為基礎(chǔ)作圖的,所以,使用Excel作圖分兩步,第一步:建立數(shù)據(jù)表,第二步:使用“圖表”工具畫圖。
使用Excel可以減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。從心理學(xué)的角度講,中學(xué)生和小學(xué)生相比較,形象思維得到進(jìn)一步鞏固,抽象思維得到長足的發(fā)展,雖然在思考問題的時候,很多情況下不再依賴于現(xiàn)象思維,但是也離不開現(xiàn)象思維,而且,形象思維在中學(xué)生的物理學(xué)習(xí)活動中占據(jù)著非常重要的地位。圖像比較直觀,一目了然,容易看懂,便于理解,所以,中學(xué)生樂于使用圖像理解物理規(guī)律,常常借助于圖象記憶深奧的物理原理,辨別容易混淆的物理規(guī)律、現(xiàn)象,使難以理解、記憶的物理知識簡單化。
使用Excel教學(xué)物理知識,可以壓縮非物理知識的教學(xué)時間,拉長物理知識的教學(xué)時間,有助于學(xué)生和老師把教學(xué)的精力和時間投入到物理知識的教學(xué)中,這樣,可以突出教學(xué)的重點(diǎn),能夠有效地提高高中物理的教學(xué)效率。
(作者單位:四川綿陽市南山中學(xué))