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-1-中学物理实验数据处理软件简介??教育部颁发的《普通高中物理课程标准》要求学生,能正确观察和如实记录实验现象和数据,养成实事求是的科学精神。会用正确的方法处理实验数据,得出实验结论。并将“利用表格、图像方法分析、处理实验数据”、“会用传感器和计算机实时采集和处理实验数据”,列为物理实验教学的基本内容。教学内容的扩展必然促进教学方法和手段的改革。因此,重视将信息技术应用到物理实验室,加快用计算机处理实验数据,分析实验结果等中学物理实验软件的开发和应用,已成为高中物理教学研究的重要任务。用计算机处理实验数据是对传统数据处理方法的优化和发展。计算机方法、传统方法的数据处理过程都是对数据信息的采集和加工处理过程。但由于计算机在计算速度、图形技术等诸多方面的先进性,运用计算机处理实验数据更有利于提高和发展学生的科学探究、物理实验能力。在传统中学物理实验课堂教学过程中,许多时间要花在计算上。引导学生进行科学探究、分析推理得出实验结论和理解物理规律的教学任务往往只放在每节课的最后几分钟。即所谓每堂课“五分钟讲科学”,大部分时间搞计算。而利用计算机可在瞬间完成这些计算任务,实非手工计算所能企及。在用传统作图法处理实验数据过程中,用手工方法来描点画线,不仅速度慢、精度低,而且所反映的数据信息也不如用计算机画散点图及拟和曲线所提供的信息更加充分和全面。由于手工描绘的数据变量实验曲线信息不充分,直观上往往难以确定实验曲线所反映的函数关系。对这种情况,有时可“化曲为直”,另辟分析途径;而更多的情况是无法发现和确定实验事实所引含的物理规律。用计算机处理实验数据,可用最小二乘法求出实验数据的拟合曲线方程(即最佳经验公-2-式)及参数信息,同时也能利用计算机图形技术绘出拟和曲线。这不仅可克服因用作图法绘制曲线而引入的误差,使结果更精确;还可引导已经熟悉基本函数等函数图像特征的高中学生直接对实验曲线进行函数分析。这为我们利用数学知识解决物理问题提供了更多思路和途径。随信息技术和物理实验教学实践的发展,用计算机处理实验数据的意义会更加凸现。本软件是为此所做的一点探索,目的是用计算机对已有记录的实验数据做出表格、图像分析,并得出实验结论。作者期望本软件能对尚未建立DIS实验室而又想用计算机处理实验数据的用户有所帮助。?本软件的功能主要是对实验数据的录入和处理。数据录入,可通过数据输入模板或自定义数据表格来完成。由数据录入创建和保存的数据文件又可导入本程序重复使用。数据处理,主要是利用表格和图像来探究数据变量间所反映的数值关系及物理规律并进行相关的计算。?依据现行普通高中教材中一些实验的实验数据特征设计了相应的数据输入模板,并集中在数据录入选项卡(现已加载部分选项卡页)。数据模板采用格式化数据输入。输入的数据首先被写成二进制数据文件保存;然后,自动生成数据集并捆绑到数据表格;再自动创建列和行、对其进行格式设置和填充,将数据显示出来。依据实验数据特征,可能显示的是单个数据表;也可能显示的是多个表,包括一些相关表。对父/子结构表格,本程序限制对子表数据进行操作。在数据录入选项卡中,“二维数据”是常用的选项卡页。探究二个数据变量(直接测量量或间接测量量)关系的实验均可用此模板处理。其他“选项卡页”是依据一些特定实验而设计的。?首先,用户可依据实验数据特征,利用《自定义表格》对话框,自定义数据表格行列结构并生成空表;然后,用实验数据填充表格并可对数据进行操作处理。对于表格结构及其填充数据(包括操作以后的数据),可保存为XML文件备用。表格设计要能直观地反映有关物理量之间的关系。一般先把反映测量次数的列排在最前面,然后再设计自变量数据列、因变量数据列等。设计时可仅设计直接测量数据变量列,间接测量数据变量列(计算列)可在创建表格并填充实验数据后再按需添加,这可充分利用计算机的计算功能。测得的物理量的名称及单位、计算的物理量的名称及单位要反映在列名内,不要在数值栏内重复出现。填充表数据时要正确反映测量值的有效数字。表格行数可按需设计行数,也可选择默认,填充表格时会自动添加。表格创建后,利用菜单项可添加或删除列,利用键盘删除键可删除选中行。-3-?导入由本程序创建的二进制数据文件和XML数据文件。二进制数据文件的扩展名为“DATA”、“DATAPCH”等,XML数据文件的扩展名为“XML”。导入由外部程序创建的数据文件没有安全保证。?本程序表格的功能:①直接填充自定义表格。输入数据可使用固