“表格数据处理”教学案例设计

扬中市新坝中学　任云　212200

【教材分析】

教材：普通高中课程标准实验教科书 《信息技术基础》（必修） 教育科学出版社

对信息的获取、加工、集成、交流与管理的能力是学生信息素养的重要组成部分。学生掌握了信息的获取、编程加工和智能化加工后，就开始学习本章节内容，为后续章节关于信息集成和信息交流的学习奠定基础。表格数据的加工是信息加工的重要组成部分，本节主要介绍了数据的计算、筛选等功能及其图形化表示，并提出了多元性加工的观点。使学生能在掌握知识技能的基础上，创造性地探索和解决实际问题。

【学生分析】

初中阶段，学生学习过电子表格EXCEL，对EXCEL的基本概念和操作有一定掌握，但多数学生停留“完成任务”的层次上，即“按照要求，对提供的数据进行加工”的层面。在学习过程中遇到问题，利用EXCEL来解决实际问题的理念、能力还有待提高。计算机学习和利用计算机解决学习中的实际问题这两个方面没有有机的衔接，学生“为学习而学习”，不利于学习兴趣的培养和维持，不利于提高学生信息素养。

【教学目标】

1、知识与技能

（1）文本信息的结构化和形象化表达。

（2）表格数据的计算。

（3）表格数据的图形化。

（4）控制变量法在探究物理学规律中灵活运用。

2、过程与方法

通过EXCEL求合力F的过程，掌握“文本信息的结构化和形象化表达”和“表格数据的计算”知识点；在此基础上，探究在合力F不变的前提下，物体质量m和物体加速度a之间的关系，掌握“表格数据的图形化” 知识点，并体会“控制变量法在探究物理学规律中的运用”知识点。

3、情感态度价值观

通过“利用计算机对实验数据的分析、处理、探究，发现隐藏在数据背后的变化关系”这一教学活动，培养学生利用计算机解决实际问题的理念，保持学生学习信息技术的兴趣，同时，培养学生探究性学习的能力。

【重点难点】

如何将一道物理题题干信息在EXCEL中表示出来是一个重、难点；“表格数据的图形化”环节中选择恰当的图表类型亦是一个难点；控制变量法在探究物理学规律中灵活运用是本节课的第三个难点。

【教学过程】

一、导入

同学们，计算机作为信息处理的工具之一，它不仅能够轻松地处理文字信息，而且能够方便的进行表格数据的处理。通过对表格数据的处理、加工，能够揭示隐藏在数据背后的变化规律，帮组我们发现何解决问题。

在初中阶段，我们曾经学过电子表格EXCEL来进行简单的数据处理。请大家看一下屏幕上的幻灯片，快速的回忆一下EXCEL的基本知识。

下面以我们平时在物理学习上出现的一些问题为例，来体验电子表格数据处理的独特魅力。

某一物体放置在光滑的水平面上，受到水平方向的力的作用（如图）。求出物体所受到的合力F。

其中：F1=5N，F2=8N，F3=4N，F4=6N，F5=7N。

今天，我们利用计算机来解决这个简单的物理问题。

【思考】如何将上面的题干信息表示成二维表格。（如何设计表格；包括哪些要素；行、列如何设计）

【思考】行列不同的设计对计算结果有影响吗？

【操作】在对应的单元格中输入相关数据。

【思考】如何求合力F。

【注意】

1、表达式的书写：“= ……”

2、在公式中，引用的是单元格的编号还是单元格中的数值？

通过刚才的操作，我们可以计算出物体受到的合力。【问：合力是多少？】

二、表格数据的图形化

我们大家都知道，物体在外力的作用下，产生的加速度与物体的质量、合外力的大小都有关系。下面我们就来探究一下它们之间的关系。在初中，我们学过控制变量法来研究变量之间的关系，即假设其中的某一个变量为定值，在此前提下，来研究其余变量之间的关系。

下面给出来的为一物理课外活动小组在控制变量法中，假定合外力F不变的前提下，通过实验获得的加速度a（m/s2）和质量m(kg)的关系数值。

【操作】将表格中的数据输入到电子表格SHEET2工作表中。

透过表格的数据，我们很难看出m和a之间是何种关系，这就需要我们将表格数据进行直观的表现出来。在EXCEL中，提供了表格数据的图形化功能，能反映数据之间的直观比较，增强数据的可读性，使我们更容易发现和理解事物的变化规律。

【操作】试利用表格中的数据作出a-m图线。要求m为横坐标，a为纵坐标，图表标题为a-m图线。

【演示】1、选中需要进行图表化的数据。2、插入、图表。3、思考选择哪一种图表类型（XY散点图）。4、图表选项：m为横坐标，a为纵坐标，图表标题为a-m图线。5、作为其中的对象放置图表。

【思考】

1、通过得到的图表，分析m和a的关系。（生：在合力一定的情况下，随着m的增大，a是减小的）

2、能由图像准确地看出a与m的关系吗？（生：不能。无法根据曲线来判断两变量的关系，如反比例函数、二次函数、三次函数、指数函数等函数图像都是曲线。）

【探究】此图像与哪种函数曲线相类似？（生：反比例曲线）

【假设】a与m是否成反比例，那么a与1/m就成正比。正比函数图像是过原点的直线，可以作出a-1/m的图像来验证。

【操作】作出a-1/m的图像。

步骤：1、在1、2行之间加上一行，求1/m；2、重复刚才建图表的方法，作出a-1/m的图像。

从图像可以看出，图线接近一条直线，同学们都知道，我们作图用的数据来自于实验测量，有测量就无法避免误差，这导致了图线不是一条完美的直线。考虑到这些因素，可以这样说，a与1/m成线性关系。若延长直线，发现直线经过原点，即a与1/m成正比关系。

由此我们可以得出如下结论：当合外力F一定时，a与m成反比关系。

【总结】通过以上的活动，我们可以有这些收获：1、学会了如何利用EXCEL进行简单的数据处理，以及对表格中的数据进行图形化。这些是我们学到的技术层面的知识。2、同时，我们知道了一个理念：利用计算机对实验数据的分析、处理、探究，可以发现隐藏在数据背后的变化规律，让计算机成为促进我们学习进步的良师益友。我想，这才是我们学习信息技术的最根本的目的。

【教学后记】

1、本节课通过利用EXCEL来解决物理学中求合力F问题导入,并利用EXCEL中表格数据的图形化功能,探究在合力F一定的前提下,得到质量m和加速度a的图像,从而确定两者的反比例关系。课程整合是本案例设计的主要思想。通过解决学生实际学习中遇到的问题这一教学情境，跳出学科本位的樊篱，模糊学科界限，让学生做到学有所用，真正体现“计算机是促进学习进步的工具”这一思想，从而提高自己处理信息的能力，提升自己的信息素养。

2、完成案例教学内容，要求学生有一定的EXCEL的处理能力作为基础，故可将本教学内容放在“表格数据的处理”和“表格数据的图形化”之后，作为后续提高教学。若这样安排，则案例开始复习部分可以省略。

参考文献：

1、《信息技术基础（必修）教师教学用书》 教育科学出版社 第64页

2、《名校新课程教学案 理综·高中物理 必修1、2》 中华书局 第39页