Использование возможностей табличного процессора на уроках информатики, математики и физики

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

Луганской народной республики

ГУ ЛНР «научно-методический центр развития образования ЛНР»

Отдел методики преподавания учебных дисциплин/

Использование возможностей

табличного процессора на уроках физики

выпускная работа

Юрковой Анжелики Викторовны,

слушателя курсов повышения

квалификации учителей

информатики, математики и физики

учителя Краснодонского горного колледжа

Луганск

2015

Содержание

Введение

В настоящее время, ввиду обширного проникновения компьютеров в нашу жизнь, особенно актуальным становится использование компьютеров в обучении. Использование компьютера в образовательном процессе с одной стороны активизирует внимание учащихся и усиливает интерес к уроку, с другой - облегчает работу учеников и учителя. В основном, в учебном процессе компьютер применяется для демонстрации видеороликов, аудиозаписей, презентаций, обучающих программ, мультимедийных пособий в связке с интерактивной доской и т.д. В своей выпускной работе будет рассмотрен вопрос использования электронных таблиц при изучении физики. Microsoft Excel представляет собой достаточно мощный инструмент, с помощью которого можно создавать, редактировать, обрабатывать и отображать информацию в виде электронных таблиц. Зачастую электронные таблицы воспринимаются как средство для экономических и бухгалтерских расчетов, но, оказывается, они вполне могут применяться и как средство контроля знаний, и в качестве наглядного пособия, и как компьютерная модель какого-либо процесса.

Применение электронных таблиц при проведении уроков по таким дисциплинам как математика, физика, химия может значительно сократить время при проведении однотипных расчетов. Например, при проведении лабораторных работ по физике часто требуется рассчитать одни и те же физические величины для нескольких опытов.

Очень удобны электронные таблицы как средство контроля знаний учащихся. Достаточно просто создать тестирующую программу, используя только логические функции, встроенные в Excel.

1. Теоретические сведения о табличном процессоре Microsoft Excel

1. Возможности электронных таблиц

Применение электронных таблиц упрощает работу с данными и позволяет получать результаты без проведения расчетов вручную или специального программирования.

Электронные таблицы позволяют в различных областях науки (экономика, физика, математика и т.д.), в том числе и прикладных (техника, электроника, машиностроение и т.д.) следующее:

· решать различные вычислительные задачи (численные решения дифференциальных, интегральных, матричных систем уравнений, а также решение задач линейного программирования и многое другое);

· решать задачи моделирования (на основе аппарата решения задач линейного программирования выбирать оптимальный вариант во многих экономических задачах и задачах планирования, многократно рассчитывать по формулам различные величины и строить зависимости их значений от параметров);

· осуществлять обработку данных, таких, как статистический анализ, построение диаграмм, ведение баз данных.

Кроме того, табличные процессоры позволяют:

· в удобной форме представлять разнообразные сведения (применять различные шрифты, начертания, цвета, эффекты оформления);

· автоматизировать экономическо-финансовую деятельность;

· выполнять простейшие математические операции и вычислять значения математических функций;

· строить различные графики и диаграммы;

· вести коллективную работу различным пользователям через локальные и глобальные сети;

· внедрять элементы изображений, звука, видео;

· автоматизировать выполнение операций и расчетов с помощью макросов и программных вставок.

1. Окно Microsoft Excel 2007

Многооконная организация MS Excel позволяет одновременно работать с несколькими книгами, каждая из которых расположена в своем окне. При введении данных в таблицу, построении диаграмм пользователь работает с активным документом в активном окне. Для перехода к окну другой книги необходимо щелкнуть на ее имени на Панели задач или выбрать на вкладке Вид в группе Окно команду Перейти в другое окно, которое содержит список открытых документов.

Рис.1. Окно программы Microsoft Excel 2007

Рабочая книга – это основной документ, используемый MS Excel для хранения и обработки данных. Рабочая книга состоит из отдельных рабочих листов, каждый из которых может содержать данные.

Рабочий лист служит для организации и анализа данных (построение расчетных таблиц, диаграмм, работа с базами данных и т.д.). Работать одновременно можно сразу с несколькими листами: вводить, редактировать, производить с данными вычисления (имена листов выводятся на ярлыках в нижней части экрана). По умолчанию каждая вновь созданная рабочая книга содержит 3 рабочих листа.

Ярлык листа – обозначение листа рабочей книги.

Ячейка – основная единица хранения данных.

Адрес ячейки (ссылка на ячейку) – обозначение ячейки, в котором указывается соответствующий столбец и строка.

Активная (текущая) ячейка – выделенная рамкой ячейка, если начать ввод, то данные появятся в этой ячейке (номер и содержимое ячейки отображаются в строке формул).

Структура окна

1. Строка заголовка

Строка заголовка находится в самой верхней части окна (Рис. 1.3).

Рис. 2. Строка заголовка

В левой части окна расположена кнопка Office, которая открывает доступ к основному меню, в котором располагаются команды по созданию, открытию, сохранению, печати, настройкам документа. Также в данной строке находится панель быстрого доступа, содержащая кнопки: сохранить и отмена/возврат выполненного действия. Для настройки данной панели можно воспользоваться кнопкой и выбрать, какие еще команды поместить на панель быстрого доступа.

В правой части строки заголовка находятся кнопки управления окном:

– свернуть – сворачивает окно в кнопку на Панели задач;

– развернуть – разворачивает окно до размеров экрана;

– свернуть в окно – восстанавливает прежние размеры окна, до выполнения операции развертывания;

– закрыть – завершает работу с программой и закрывает окно.

2. Меню вкладок

Занимает вторую строчку основного окна и содержит вкладки, упорядоченные по функциональному признаку (рис. 1.4), при выборе вкладки появляются группы команд с кнопками, за которыми закреплены команды. Выбор осуществляется указателем мыши и щелчком по ее левой кнопке. При наведении на любую кнопку рядом с указателем появляется подсказка, которая указывает функции данной команды.

Рис. 3. Меню вкладок

3. Строка формул

Строка формул (Рис. 1.5) содержит:

* адрес активной ячейки, либо сведения о величине выделенной области (количество столбцов и строк, которые содержит выделенная область);

* поле, в котором отображается информация, введенная в ячейку таблицы (текст, формулы).

Рис. 4. Строка формул

Чтобы вывести или убрать эту строку, следует на вкладке Вид в группе Показать или скрыть выбрать команду Строка формул.

4. Рабочая область

Рабочая область – свободная центральная часть окна, которая представляет собой таблицу (данная область также называется рабочим листом).

Каждый рабочий лист состоит из 16 384 столбцов и 1 048 576 строк. Столбцы обозначаются прописными буквами (вверху окна) от A до Z, далее – от AA до AZ, затем – от BA до BZ и т.д. до столбца ZZ, после этого – ААА, ААВ и т.д. до XFD1. Строки пронумерованы с левой стороны окна документа. Пересечения строк и столбцов формируют ячейки. Каждая ячейка таблицы имеет адрес, который состоит из имени строки и имени столбца. Например, если ячейка находится в столбце F и строке 7, то она имеет адрес F7.

Имена рабочих листов выведены на ярлыках в нижней части окна рабочей книги . Щелкая по ярлыкам, можно переходить от листа к листу внутри рабочей книги. Для перехода по ярлыкам используются кнопки слева от ярлыков:

- переход к ярлыку первого листа

• - переход к ярлыку предыдущего листа

• - переход к ярлыку следующего листа

• - переход к ярлыку последнего листа

5. Полосы прокрутки

Полосы прокрутки (вертикальная и горизонтальная) предназначены для перемещения по таблице в рабочем окне по вертикали и по горизонтали. Перемещение с использованием полос прокрутки осуществляется с помощью мыши.

6. Строка состояния

В нижней части окна располагается строка состояния, в которой указываются текущие операции, кнопки перехода от одного режима к другому, а также масштаб отображения листа на экране (Рис. 1.7).

Перемещения по экрану

Указать необходимую ячейку можно, щелкнув по ней мышью. Кроме того, перемещаться по таблице можно с помощью клавиатуры:

* клавиши управления курсором (стрелки - вверх, вниз, вправо, влево) позволяют переместиться на одну ячейку в соответствующем направлении;

* клавиша Home перемещает активную ячейку в первый столбец строки;

* сочетание клавиш Ctrl+Home и Ctrl+End - в начало таблицы и в последнюю использованную ячейку, куда вводились данные;

* Ctrl+↑ и Ctrl-↓ - в первую и последнюю использованную ячейку столбца (если столбец не заполнен, то переход осуществляется в последнюю строку столбца листа);

* Ctrl+← и Ctrl+→ - в первую и последнюю использованную ячейку строки (если строка не заполнена, то переход осуществляется в последний столбец листа);

* PgUp, PgDn - на экранную страницу вверх и вниз, соответственно.

* При нажатии сочетаний клавиш Ctrl+PgUp или Ctrl+PgDn активизируются, соответственно, предыдущий и следующий рабочие листы книги.

Перейти на нужную ячейку, можно набрав её адрес в поле имени и нажав клавишу Enter, или, нажав клавишу F5, в появившемся окне указать адрес ячейки.

Операции с листами

Переименование листа:

* дважды щелкнуть мышью на ярлыке листа, ввести новое имя;

* в контекстном меню ярлыка выбрать команду Переименовать, ввести новое имя.

Добавление листа

* в контекстном меню ярлыка листа выбрать команду Вставить (в появившемся окне выбрать Лист и нажать кнопку Ок);

* нажать комбинацию клавиш Shift+F11;

* рядом с последним ярлыком листа нажать кнопку Вставить лист;

* на вкладке Главная в группе Ячейки выбрать команду Вставить, а затем Вставить лист.

Удаление листа

* в контекстном меню ярлыка листа выбрать команду Удалить;

* на вкладке Главная в группе Ячейки выбрать команду Удалить, а затем Удалить лист.

Если удаляемый лист содержит данные, то при выполнении команды появится предупреждение об их потере, т.к. восстановить лист будет невозможно.

Перемещение, копирование листа

* перетащить мышью ярлык листа вдоль ряда ярлыков на новую позицию (для копирования удерживать клавишу Ctrl);

* в контекстном меню ярлыка выбрать команду Переместить /скопировать. В появившемся диалоговом окне указать в какую книгу, перед каким листом следует поместить перемещаемый лист. Для получения копии листа необходимо в этом окне установить флажок Создать копию.

Установка цвета ярлыка:

* в контекстном меню ярлыка выбрать команду Цвет ярлычка;

* на вкладке Главная в группе Ячейки выбрать команду Формат, а затем Цвет ярлычка.

Выделить несколько листов:

* щелкать на ярлыках при нажатой клавише Ctrl;

* щелкнуть на ярлыке первого из выделяемых листов, нажать клавишу Shift и, удерживая ее, щелкнуть на ярлыке последнего листа, входящего в выделение;

* в контекстном листе любого листа выбрать команду Выделить все листы.

Снять выделение листов:

* щелкнуть на ярлыке листа, не входящего в выделение;

* в контекстном меню ярлыка любого выделенного листа выбрать команду Разгруппировать листы.

В каждую ячейку можно записать число, текст или формулу. Чтобы записать число или текст в ячейку, нужно прежде всего выделить ее, а затем поместить в нее то, что нужно, не забывая нажать в конце клавишу "Enter". При этом число будет выровнено по правому краю ячейки, а текст - будет выровнен по левому краю ячейки.

Занесение формулы в ячейку Excel начинается со знака "=", затем после знака "равно" следует нужная формула. Причем в формулах в большинстве своем вместо чисел указываются адреса ячеек, в которых записаны числа. Как это делается показано ниже на рисунке на примере вычисления дискриминанта квадратного уравнения d=b^2 – 4*a*c.

Отметим, что при записи формулы в ячейку E4 эта формула одновременно отображается в строке формул. Строка формул, как известно, находится непосредственно над рабочим полем Excel. Это видно на приведенном выше рисунке.

1. Ввод и редактирование данных

В ячейку электронной таблицы может быть введена информация различного типа: текст, числовые значения и формулы. Кроме того, каждая ячейка может быть отформатирована, т.е. оформлена по-своему, причем параметры форматирования не влияют на содержимое ячейки.

При вводе данных MS Excel 2007 автоматически распознает их тип. Ввод данных выполняется в позицию активной ячейки. Как только в ячейку вводится хотя бы один символ, содержимое немедленно отражается в строке формул.

Текстом является любая последовательность, состоящая из цифр, пробелов и нецифровых символов. Вводимые в ячейку числа интерпретируются как константы.

Следует помнить, что:

1. Десятичные (дробные) числа записываются через запятую.

2. Признак формулы – это знак «равно» (=), после него записывается сама формула.

3. При вводе даты в качестве разделителя используются точка или дефис, например: 09.05.98 или Янв-99.

4. При вводе времени используют двоеточие для разделения секунд, минут и часов, например: 12:23 или 09:56:34.

Изменение содержимого ячеек называется редактированием.

Правила редактирования

1. Если ошибка допущена в тексте, то ее исправление сводится к тому, чтобы поставить текстовый курсор перед неправильно набранным символом и исправить его.

2. Если ошибка допущена при вводе числа, а компьютер не знает, что это ошибка, то MS Excel 2007 будет автоматически пытаться подобрать подходящий для данного изображения формат.

В MS Excel 2007 существует множество числовых форматов ячеек. Чтобы выбрать необходимый формат ячейки (или группы ячеек), нужно выделить ячейку (или группу ячеек) и выполнить одно из следующих действий:

1.4. Формат ячеек

1. На вкладке Главная в группе взаимосвязанных элементов управления Число открыть меню с дополнительными командами Числовой формат. На экране появятся пункты меню, из которых можно выбрать необходимый формат ячейки.

2. В меню с дополнительными командами Числовой формат выбрать пункт Другие числовые форматы.

3. На вкладке Главная в группе взаимосвязанных элементов управления Число нажать кнопку для вызова диалогового окна Формат ячеек.

4. Выбрать пункт Формат ячеек из контекстного меню, вызываемого правой кнопкой мыши.

Рис. 5. Диалоговое окно Формат ячеек вкладки Число

1. Понятие об абсолютном и относительном адресах

Практическое использование Excel невозможно без знания понятий абсолютного и относительного адреса. Это важнейшие основополагающие понятия такого мощного инструмента расчетов и массовых вычислений как Excel.

Относительные адреса - это адреса, которые могут меняться при выполнении программы или алгоритма. В них записывается переменная информация (например, адреса А5, В10, С15); Относительные адреса предназначены для хранения непостоянной информации.

Абсолютные адреса , наоборот, позволяют хранить постоянную информацию, то есть информацию, которая в данной задаче не меняется, и обращаться к ней. Для обозначения абсолютных, то есть неизменных адресов, используется знак доллара - $.

Абсолютные адреса бывают трех видов:

1. С помощью знака $ можно зафиксировать столбец, например, $А10; в этом случае столбец остается неизменным, а строка может изменяться.

2. С помощью знака $ можно зафиксировать строку, например, А$10: тогда информация берется из разных столбцов, но всегда из одной и той же строки;

3. С помощью знака $ можно зафиксировать и столбец и строку, например, $А$10. В этом случае информация берется из одной и той же клеточки рабочего поля, то есть из одной и той же ячейки таблицы.

Изучив пункты 1, 2, 3, 4, 5 данного урока, можно приступать к решению задач в Excel. Это тот необходимый минимум, который позволяет начать практические занятия в Excel.

1. Встроенные функции табличного процессора

1. Практическое применение табличного процессора

Microsoft Excel на уроках физике

2.1. Использование возможностей табличного процессора при проведении лабораторных работ по физике

При проведении лабораторной работы по теме «Последовательное и параллельное соединение проводников» целью работы является проверка основных закономерностей последовательного и параллельного соединений проводников (регистров), а также проверка формул для определения эквивалентного сопротивления. Для проверки расчетов учащихся очень удобно использовать табличный процессор. Для этого в диапазон ячеек A5:H5 вводим исходные данные, а расчеты в диапазоне A11:H11 производим с помощью следующих формул, которые задаем сами:

=B5/A5

=D5/C5

=F5/E5

=H5/G5

=A11+B11

=(A11*B11)/(A11+B11)

2.2. Использование возможностей табличного процессора при компьютерном тестировании учащихся по физике

Технология составления компьютерного теста с выбором ответа средствами табличного процессора MS Excel – 2007

1 этап. Составление вопросов. Продумывание способа оформления вопросов

Составим тест из 4 вопросов. Excel позволяет работать сразу с несколькими листами рабочей книги. Переименуем их (кликнуть правой кнопкой мыши на закладке Лист1 и выбрать действие Переименовать):

Вот что должно получиться:

Далее необходимо продумать дизайн титульного листа. Для этого можно воспользоваться заливкой: Шрифт - Цвет заливки, либо воспользоваться Подложкой: Разметка страницы – Подложка.

На Титульном листе размещаем тему теста, цели проведения теста (по желанию, здесь же можно разместить Критерии оценки работы, а также Комментарии к выполнению теста (А можно и на отдельном Листе)).

Если текст не помещается в ячейку, необходимо объединить несколько ячеек. Для этого выделяем нужное количество ячеек и выбираем: Выравнивание – Объединение ячеек. Если текст снова не помещается, то выполните следующие действия: 1) сделайте ячейку шире: поместите курсор мыши между пронумерованными строками, когда курсор примет вид двойной черной стрелки, раздвиньте строку; 2) выберите команду Выравнивание – Переносить по словам.

Кроме того можно внедрять рисунки и выполнять гиперссылки. Рисунки можно вставить так: выбираем Вставка – Рисунок (в этом случае можно выбирать рисунки, находящиеся в папке Мои рисунки) или Клип (.

Для создания гиперссылок можно использовать Фигуры из меню Вставка. При этом вы можете сделать надпись на ней (например такую: Перейти к выполнению теста), изменить ее цвет, размер и место расположения (используя меню Шрифт). Чтобы фигура работала как гиперссылка, необходимо кликнуть по ней левой кнопкой мыши, выбрать Вставка – Гиперссылка. Появится диалоговое окно, в котором вам с левой стороны нужно выбрать надпись Местом в документе, а в центре название листа которому предназначается гиперссылка.

2 этап. Выбор способа ввода ответа и оформление ответа

На Листе Тест вводим вопросы, которые мы подобрали и оформляем их заливкой:

При создании теста с выборочным ответом или теста на сопоставление выполняется следующая последовательность действий:

1. Выбирается позиция меню Данные – Работа с данными – Проверка данных:

1. В диалоговом окне выбирается тип данных – Список

1. В окне Источник перечисляются варианты ответов через точку с запятой.

3 этап. Выбор способов оценивания и подведения итогов.

Для подведения итогов тестирования можно предусмотреть специальный Лист, на котором будут подведены итоги работы. Для этой цели можно использовать логическую функцию ЕСЛИ.

В строке логическое выражение представляется лист рабочей книги и номер ячейки, в которой выбирался ответ; в строке Значение_если_истина - указывается реплика на правильный ответ; в строке Значение_если_ложь – указывается реплика на неправильный ответ.

Для общего подведения итогов и подсчета количества набранных баллов можно использовать функцию СЧЕТЕСЛИ

При этом в строке диапазон указывается диапазон ячеек, где анализируются ответы на вопросы, в строке критерий – значение критерия, в нашем случае слово «верно».

Для выставления оценки также используемфункцию ЕСЛИ:

=ЕСЛИ(B4=4; "отлично"; ЕСЛИ(B4=3; "хорошо"; ЕСЛИ(B4=2; "удовлетворительно"; "неудовлетворительно")))

Технология составления компьютерного теста со свободным ответом средствами табличного процессора MS Excel – 2007

Технология составления компьютерного теста со свободным ответом средствами табличного процессора аналогична. За исключением того, что ученик сам с клавиатуры вводит свой ответ, а не выбирает из списка.

Пример составления такого теста изображен на рисунке.

Использование возможностей табличного процессора при составлении кроссвордов по физике

1 этап. Оформляем 1 лист документа «Задание».

2 этап. Оформляем лист «Результаты». Составляем формулы для проверки результатов, используя функцию ЕСЛИ и функцию И, следующим образом

1формула

=ЕСЛИ(И(Задание!D7="р";Задание!E7="а";Задание!F7="в";Задание!G7="н";Задание!H7="о";Задание!I7="м";Задание!J7="е";Задание!K7="р";Задание!L7="н";Задание!M7="о";Задание!N7="е");"Правильно";"Не правильно")

2 формула

=ЕСЛИ(И(Задание!H5="с";Задание!H6="к";Задание!H7="о";Задание!H8="р";Задание!H9="о";Задание!H10="с";Задание!H11="т";Задание!H12="ь");"Правильно";"Не правильно")

3 формула

=ЕСЛИ(И(Задание!D6="т";Задание!D7="р";Задание!D8="а";Задание!D9="е";Задание!D10="к";Задание!D11="т";Задание!D12="о";Задание!D13="р";Задание!D14="и";Задание!D15="я");"Правильно";"Не правильно")

4 формула

=ЕСЛИ(И(Задание!B11="п";Задание!C11="у";Задание!D11="т";Задание!E11="ь");"Правильно";"Не правильно")

5 формула

=ЕСЛИ(И(Задание!J3="д";Задание!J4="в";Задание!J5="и";Задание!J6="ж";Задание!J7="е";Задание!J8="н";Задание!J9="и";Задание!J10="е");"Правильно";"Не правильно")

6 формула

=ЕСЛИ(И(Задание!C9="м";Задание!D9="е";Задание!E9="т";Задание!F9="р");"Правильно";"Не правильно")

Подводим итог аналогично прошлым примерам.

Таким образом, использование электронных таблиц на уроках позволяет не только проводить интеграцию естественно-научных дисциплин с информатикой, но и повышать мотивацию исследовательской и творческой активности учащихся.

Литература