李尚初,赵 红
(黑龙江省教育学院,哈尔滨 150080)
Excel软件在教学中的应用
李尚初,赵 红
(黑龙江省教育学院,哈尔滨 150080)
作为微软Office的一员,Excel在数据统计、量表图形化方面,有着不可忽视的优势,操作便捷,功能强大。在实际教学过程中,如果教师可以很好地掌握并操作,就可以在教学过程中插入各类可以反映数据情况的图表,向学生呈现直观而严谨的知识,促进教学效果的提高。
Excel软件;教学;应用
作为微软Office的一员,Excel在数据统计、量表图形化方面,有着不可忽视的优势,操作便捷,功能强大。在实际教学过程中,如果教师可以很好地掌握并操作,就可以在教学过程中插入各类可以反映数据情况的图表,向学生呈现直观而严谨的知识,促进教学效果的提高。以下分别针对Excel在数学、物理以及英语教学中的应用进行阐述。
由于Excel在数据分析、统计与呈现上的优势,所以在数学教学中的应用最为广泛。
1.Excel软件生成函数图像
在传统数学教学的函数部分,教师讲解函数图像的方法主要是通过取点、连线绘制,在这个过程中,虽然能够让学生掌握函数的基本特征和性质,但是严谨不足,并且连线的弧度如何也不好掌握,另外如果没有导数相关知识,点与点之间的连接过程将会十分主 观。采用Excel软件,可以提高学习严谨性。
例如:绘制函数y=3x2+7x+16的曲线。
绘制步骤为:
(1)确定x的值。
在确定x的取值时,可以应用Excel的自动生成数据属性。当x的值增加量为1时,可通过向下拖动来完成,但如果想增加任意值,就需要进行设定。
(2)根据x的值,计算得到y值(公式为=3*POWER(x所在单元格,2)+7*x所在单元格+16)。
(3)选择工作表第二行开始的数值为数据源,生成折线图。
(4)将横轴的值设置为工作表中的值,得到图1所示函数曲线图。
表1x/y值对照表1
根据上表值,插入折线图表,即可得到函数曲线图。
图1 函数曲线图
若想细化自变量x的取值,则设置步长减小,例如0.1,则生成图2曲线,更为精确。
表2x/y值对照
从而得到细化后的函数曲线图,如图2。
但是并没有x<0的部分,只要再次改变x的值,设置x的值从-11到0部分,拖动y单元格,即可获得函数的变化曲线图。
选择表3值,插入折线图表,从而得到较为完整的函数曲线图,如图3。
表3x/y值对照表3
图2 细化函数曲线
图3 完整函数曲线
2.Excel迭代功能求解方程根
例如:计算方程的根:f(x)=xex-1。
学生在这个问题的求解过程中,即便使用公式,也比较难理解,因为没有在脑海中构建起一个模型,而Excel可以很好地解决这个问题。
解题步骤为:
(1)确定根的范围:根据介质性定理得到,方程的根介于0到1之间。
(2)在Excel中输入迭代的初始值0和1。
(3)把弦截法的计算公式转变为EXCEL格式输入。
EXCEL格式为:
=(A1*(A2*EXP(A2)-1)-A2*(A1*EXP(A1)-1))/(A2*EXP(A2)-A1*EXP(A1))
表4 求解方程根
(4)获得方程的根:x=0.567143。
通过以上四个步骤,就能够求得一个较为复杂问题的解。学生在这个过程中,相比传统教学方法,对弦截法的掌握情况也会较为牢固。
在高中物理教学中教师常常会遇到一些难以用初等数学工具解决,需要进行定量分析的问题。这类问题一般表现为由物理概念和规律经推演得到的某物理量的最终表达式比较复杂,不易讨论,而运用Excel的数值计算功能可以很方便地解决问题 。
1.物理规律验证的应用
Excel的图表功能,能够将一些物理规律通过图表数据结合的形式,很清晰地展现出来。
例如:设电源的电动势是E=7 V,内电阻r=3 Ω,外电路总电阻为R,那么其输出功率的计算公式就是:
P的值随着R的变化而改变,在传统教学中,这种变化规律较难画出,而如果使用编程语言实现又存在一个问题,大部分物理教师没有掌握编程技巧,需要计算机教师辅助,而计算机教师又对物理知识了解不很清楚,使得编程实现困难,另外编程的代码实现过程也较为复杂,当题目数量变大时,将会十分麻烦。使用Excel就能很方便地解决这个问题。
(1)以E、r、R、P为表头,制作表格,输入E和r的值;
(2)迭代产生R的值,初始值为0,增量为1;
(3)输入P的计算公式:=POWER(A2,2)*C2/POWER((C2+B2),2),并拖动,生成P的值列表;
(4)插入x、y散列表图,即得到了P与R的值变化关系图。
表5P/R值对照表
从而获得图4中的P/R关系变化图,可以看到,P的值在临界点前,是随着R的增加而不断增加的,当超过临界点,P的值则随着R的增加而降低。
临界点也十分容易发现,即R=r=2 Ω时。
图4 P/R关系图
通过Excel的强大图表功能,物理教师不必使用复杂且较难的编程语言,就可以完成形象化教学过程。
2.物理实验的应用
在物理实验过程中,经常会有获得数据之后进行分析的过程,大学物理实验中,经常会用到各类软件分析工具,但是在高中的物理学习中并不具备这样的条件,大量学生在Matlab等程序软件上查看数据规律,也并不现实,应用Excel则可以很好地解决这个问题。
例如:实验室有一个电学元件R,测试经过它的电流和加在两端的电压之间的数据如表6所示。
表6I和U数据表
按照上面表格中的数据,画出变化曲线图,根据表中数据画出I和U的关系图,然后求出I和U之间的关系式。
绘图和求解过程:
(1)制作Excel表格,存入表6中的数据;
(2)绘制I和U的关系曲线图,观察图表结构,挖掘规律;
(3)绘制I和U2的关系曲线图。
通过以上的Excel表格定量计算,运用物理知识,就能够判断出来,这个电学元件并非是一个纯电阻,因为电压和电流不成正比,不符合纯电阻的特性,所以尝试I和U2的关系,发现I与U2的关系图为直线。
从而得I与U的关系式为:
I=1.25U2
图5 I/U的关系曲线图
图6 I/U2的关系曲线图
以上阐述了Excel在数学和物理学科中的应用,主要是数值计算或规律找寻,这与这两门学科的特点极其相关,这也是Excel目前在教学中使用得比较多的学科,而在语言学习中,Excel的应用则并不多,这主要是由于语言学习的特点决定,因而本文针对高中英语教学的Excel图表使用进行阐述,这里使用的主要是Excel的统计功能。
1.英语词汇教学应用
作为一门需要常年积累才能获得能力提升的学科,英语不仅需要大量的重复背诵,还需要进行语义上的区分,这给很多学生在学习过程中造成不少困扰,使用Excel表格,完成如表7中单词记忆周期表,以一周七天为周期进行循环,每个记忆卡一个循环间隔增加一天,进行重复记忆。
表7 记忆卡
学生可以选择一部分单词,制作成学习卡,进行编号(例如1—15),然后按照表7的结构,安排在5个循环内完成这部分单词的记忆,并对用时和自我背诵情况进行记录和评价。
2.考试成绩统计分析
Excel的统计分析工具基本数据最方便快捷的,教师可以在考试后,使用Excel的函数功能分析学生成绩,获得最直观的成绩详细情况,并以此为依据,开展下一步教学工作。
主要可以用到的函数如表8:
表8 Excel统计函数
例如假定90分以上为优秀,则优秀率的计算公式为:
=COUNTIF(B2:B60,”>=90”)/COUNT(B2:B60)
而80分以上/90分以下(包含80分、不含90分)的学生人数的计算公式为:
=COUNTIF(B2:B60,”>=80”)-COUNTIF(B2:B60,”>=90”)
通过以上阐述可知,将Excel软件应用到实际教学中,可以极大地提高学生对于知识点的掌握程度,提高自我学习能力以及数据分析能力,培养学生的综合素养能力。因此在教学过程中,教师需要积极探寻发现更多、更好的结合方式和结合点,培养学生的分析能力,提高学生的信息素养,从而最终高效地完成教学目标,提高教学效果。
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〔责任编辑:李海波〕
Application of Microsoft Excel in Teaching
LI Shang-chu,ZHAO Hong
(Heilongjiang Institute of Education, Harbin 150080, China)
Excel, as a member of Microsoft Office, is a powerful and convenient software which has considerable advantages in summing data and graphically presenting scales. If teachers can skillfully apply Excel to practical teaching, they will be able to teach in a more direct and precise way by using charts containing statistics. In this way, Excel can improve the efficiency of teaching.
Excel software; teaching; application
10.3969/j.issn.1008-6714.2017.06.038
2017-03-24
李尚初(1968—),女,黑龙江哈尔滨人,副研究员,从事中小学理科教学研究;赵红(1968—),女,黑龙江哈尔滨人,助理研究员,从事中小学教学研究。
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1008-6714(2017)06-0082-04