EXCEL在物理教學中的應用

隨著課程改革的逐步深入，“注重信息技術與物理課程的整合”已成為課程的設計、編寫和實踐的基本原則之一，其中EXCEL軟件由于普及性高、入門容易、函數豐富、對話界面友好等，備受教材編寫者的喜愛。特別是，人教版新課標教材多處介紹了EXCEL在物理中的應用，本文就筆者的教學實踐談幾點做法，以期拋磚引玉。

利用EXCEL的作圖功能處理實驗數據

EXCEL具有強大的作圖功能，用來處理實驗數據具有其他方式無可比擬的優越性，如在研究自由落體運動時，獲得的實測數據如下表所示。

現在我們利用下面表格中數據，研究位移與時間的圖像。

分析與操作:

1.在工作表的第一二兩行輸入數據，選擇“插入/圖表/圖表類型/XY散點圖/散點圖/完成”作出散點圖(如圖1所示)。

2.由散點圖可知，散點在位于一條曲線上，考慮用多項式函數擬合，右擊數據點以選定關顯示快捷菜單，選擇“添加趨勢線”(如圖1所示)，在六種類型中選擇“多項式函數”(如圖2所示)，在“選項”中勾選“顯示公式”(如圖3所示)。

3.單擊確定得到下圖4，同時得到函數關系，對于公式的常數項為什么不為零，可以引導學生進行實驗誤差分析。

利用EXCEL的函數計算功能突破教學難點

EXCEL有著強大的函數計算功能，除了內置函數還可以自定義函數。利用這些函數可以方便地進行復雜的計算。如《單擺》一節的教學中，難點是單擺的回復力以及對小角度近似處理的理解，即“在擺角很小的情況下，的值可近似看做是等于用弧度表示的值”，為什么可以這么近似，僅靠老師說教是難以令學生信服的，因而這里容易成為教學的難點，如果利用EXCEL數表計算，則可以讓學生直觀感受這種處理的科學性與合理性。

分析與操作:

1.在第一行(A1:D1)中分別輸入“擺角(單位:度)”、“弧度值”、“正弦值”、“前兩者差的絕對值”;

2.在單元格A2到A9中分別輸入1，2，…，8(單位為度);

3.在B2中輸入“”后按回車，然后向下拖動填充柄，直到B9;

4.在C2中輸入“”后按回車，然后向下拖動填充柄，直到C9;

5.在D2中輸入“”后按回車，然后向下拖動填充柄，直到C9。

結果如下圖5所示。

可以看出，當小于等于8度時，兩者誤差不足千分之五，這么小的誤差在中學物理中當然是允許的。由此可見，通過EXCEL的計算功能可以輕而易舉地讓學生理解單擺小角度處理。

利用EXCEL作圖功能促進學生探究能力提高

如《氣體的等溫變化》教學，通過實驗，得到如下數據:

同前所述，利用EXCEL作圖功能，可以探究的函數關系。

首先作出圖像，得到圖6，從圖中不能說明壓強與體積的準確函數關系，進一步向學生提出問題:由曲線可猜測它們之間可能存在什么樣的定量關系?

其次要讓學生注意到，用圖像探究兩個量之間的關系，如果是曲線并不能斷定它們之間一定存在什么關系，如上圖的曲線中我們不能說壓強與體積成反比關系，此曲線可能是拋物線的某一段，還可能是橢圓的某一段，但是可以猜測，它們可能是雙曲線一部分，即壓強與體積成反比。如何驗證猜測呢?即如果它們成反比，則壓強與體積的倒數成正比，可以上面的表格中加上一列，利用前面的方法，分別計算出，作出的圖象，如圖7所示。

然后進一步提出問題，如果成正比，應該通過原點。不通過原點是說明壓強與體積的倒數就是一次函數關系，并不是正比例關系，而是實驗中的誤差所引起的直線不通過坐標原點。這時需要引導學生用所學的理論進行分析。

由此可見，EXCEL作圖功能，為學生探究能力的培養，提供了新的平臺，同時也減化了較為復雜、枯燥的過程，可以極大地提高了學生探究的興趣。

利用EXCEL的VBA基本語句展現隨機模擬功能，促進學生對知識理解

在所有的Ofice組件中都嵌有新一代標準宏語言VBA，功能十分強大，是理想的隨機模擬環境，一是循環語句和隨機函數的結合，能夠快速生成足夠多的隨機數，從而能夠進行足夠多次數的試驗;二是模擬實驗結果可以保存在工作表中，便于進一步觀察分析獲得規律或作進一步處理，下面舉例說明。

在選修3-3的《氣體熱現象的微觀意義》教學中，需要讓學生認識“熱現象與大量分子熱運動的統計規律有關”，為了說明這一結論，需要讓學生經歷一個實驗活動，說明大量事物出現是遵從統計規律的，然后根據呈現的結果，理解氣體分子運特點。由于該活動需要做大量實驗，一般來講都會選擇投幣實驗，因為實驗條件簡單，結果明確。這時EXCEL的隨機模擬功能正好大顯身手。

分析與操作:

1.在EXCEL工作表中，選擇“工具/宏/Visual Basic 編輯器”;

2.在VB編輯器窗口中選擇“工具/宏”，在彈出的對話框中，在“宏名稱”欄內輸入宏的名稱，如“拋硬幣實驗”，單擊“創建”，出現宏主體語句Sub和End Sub;

3.按圖8輸入程序。

按F5即可運行程序，顯示如圖9的對話框，如果要進行10000次實驗，輸入10000回車即可。

然后顯示如下結果:

此時，還可以讓學生多做幾次實驗，體會隨著實驗試次數的增加，正面出現的頻率越來越接近0.5，從而感受“大量事件出現的機會遵從統計規律”這一重要結論。

《基礎教育改革綱要(試行)》指出:課程改革要“大力推進信息技術在教學過程中的普遍應用”。用信息技術改造某些已有的實驗、增加原來不能做的實驗，同時利用信息技術克服原來的教學難點，這是大勢所趨，學校和教師都應該做出努力，大膽地嘗試，促進教學過程的現代化，在信息技術的探索應用中使師生都得到更好地發展。