Origin8.0软件在中学物理教学中的应用实例

发布时间:2018-03-29 来源:广东省湛江市湛江一中培

Origin8.0软件是一款功能强大的数据绘图与分析软件,在科学实验中有着广泛的应用。通过中学物理中的实例,介绍了利用Origin8.0软件对数据的初步分析和处理方法。将该软件应用在物理课堂教学中,可以快捷处理数据,提高效率和精确度,还可提高学生的学习兴趣,加深学生对物理规律的理解,提高课堂教学质量。

Origin8.0软件是美国Origin Lab公司开发的一款专业数据作图与分析软件。其安装简便、简单易学、操作灵活、功能强大, 在教育、科研、商业、学术界和政府实验室都有广泛的应用。由于中学物理教学内容中存在大量的力学、运动学、电磁学实验, 并且探究型课程通常由实验得到数据,再进行作图,总结得到相关物理规律,所以利用Origin8.0软件辅助中学物理实验教学,作图分析数据,不但可以避免传统的手工描点作图、拟合直线及曲线,提高实验数据处理的真实性和准确度,而且符合《物理课程标准》中提出的“教师要充分利用现代教育技术辅助教学,大力开发且向学生提供更丰富的学习资源,把现代信息技术作为学生学习和解决问题的有力工具,致力于改变学生的学习方式,使学生乐意有更多的精力投入到现实的、探索性的物理活动中去。”本文通过中学物理教学中的几个实验,举例说明将Origin8.0软件应用到中学物理教学中进行作图和数据分析的过程。

一、利用Origin8.0软件绘制直线及拟合

以初中七年级“电阻一定,探究电流与电压的关系”实验为例,介绍利用Origin8.0软件绘制直线及拟合方法。实验中首先控制电阻一定,探究电流与电压的关系,实验电路图如图1所示。闭合开关,调节滑动变阻器接入电路阻值的大小,使电压表的示数成整数倍增加 (如分别为1 V, 2 V, 3 V, 4 V, 5 V) ,依次记下电流表的示数, 得到如表1所示数据。

Origin8.0软件在中学物理教学中的应用实例

图1 探究电流与电压的关系实验电路图

表1 电阻两端电压与电阻中电流 (R=10Ω)

Origin8.0软件在中学物理教学中的应用实例

打开Origin8.0软件,在工作表Book1中A列中分别输入电压值1, 2, 3, 4, 5;在B列分别输入实测电流值0.12, 0.21, 0.31, 0.42, 0.51。鼠标左键点击菜单栏“Plot/Symbol/Scatter”,就立即得到如图2所示的电流与电压关系的散点图。

Origin8.0软件在中学物理教学中的应用实例

图2 使用Plot/Symbol/Scatter命令得到的电流与电压关系的散点图

对于理想电表,电流和电压应该呈线性关系。我们可以通过在“Analysis”菜单下选“Fitting/Fit Linear/Open Dialogue”命令对散点图进行线性拟合,得到如图3所示的拟合图形和拟合方程y=0.099x+0.017,并且还得到了斜率、Y轴截距、线性相关系数、标准差等信息。显然,拟合方程的斜率0.099,说明实验测得电流值与电压值呈线性关系。得到初步图形后,还可以通a过双击坐标轴,调出X Axis或Y Axis弹窗,该弹窗内有Tick Labels, Scale, Title&Format等标签,可以方便地对图像的坐标轴、字体、颜色进行设置,达到如图3所示的效果。

Origin8.0软件在中学物理教学中的应用实例

图3 拟合后电流和电压的线性关系

四、结束语

本文通过举例,立足于Origin8.0软件的基本操作,介绍了利用Origin8.0软件对中学物理实验数据的作图、数据处理、分析与计算的步骤和方法。通过应用该软件,不但可以方便快捷的处理实验数据,避免手工绘图的误差,提高实验精确度,还可以节约时间,提高效率,所得物理规律更具科学性,同时有利于提高学生的学习兴趣,培养学生利用现代信息技术解决问题的能力,有助于发挥学生主体作,提高学生自学能力,提高物理课程教学质量。

参考文献

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