Возможности табличного процессора Microsoft Excel для организации исследова-тельской работы учащихся при обучении математике

Возможности табличного процессора Microsoft Excel для организации исследовательской работы учащихся при обучении математике

В последнее время неуклонно увеличивается объем информации, которую должен усвоить ученик. Сегодня возникает необходимость организации исследовательской деятельности в процессе обучения математике, результатом которой станут знания, содержащиеся обычно в учебниках в готовом виде. Исследовательская работа становится неотъемлемой частью эффективного образования. При использовании объяснительно-иллюстративного подхода задача ученика сводится к запоминанию и воспроизведению знаний или усвоению того или иного действия путем тренировки, при исследовательском подходе ученик самостоятельно получает знания о предметах и явлениях, устанавливает пути изучения наук. Он «открывает» знания или действия, подлежащие усвоению, приходя ко многим фактам в ходе исследований, которые стимулируют познавательную деятельность учащихся под руководством учителя, обучают методам проведения исследования и формам предъявления результатов. Приобщение к исследовательским проектам позволит ученикам не только приобретать новые знания, но и овладевать новыми способами деятельности

При организации учебного исследования перед педагогом и учениками встает вопрос: как, можно осуществить обработку результатов? Вследствие этого важное место в организации исследовательской работы может и должно отводиться использованию информационных технологий. Компьютер позволяет значительно расширить возможности получения и обработки информации учениками, обеспечивая эффективную организацию исследовательской деятельности учеников и повышая их информационную компетентность.

Формы и методы использования компьютера в организации исследовательской работы зависят от содержания материала, поставленных цели и задач. В первую очередь для обработки и оформления результатов исследования возможно использование офисных приложений Microsoft Office: Excel, Word, Access, PowerPoint. Они есть практически на каждом компьютере, обладают широкими возможностями, совместимы между собой. Для их полноценного использования необходимо время для изучения, желательна помощь продвинутых пользователей. Но для начала работы достаточно базовых навыков.

Табличный процессор Excel играет немаловажную роль в проведении многих исследований в различных областях. Его средствами можно легко организовать самые различные вычисления с использованием мощного аппарата функций и формул, проследить динамику математических процессов, построить графики и исследовать свойства функций, создать диаграммы, получить выборки данных, удовлетворяющих определенным критериям, провести статистический анализ данных. Основное достоинство и отличие Excel заключается в простоте использования средств обработки данных. Для анализа результатов часто бывает необходимо отсортировать полученную таблицу по одному или нескольким параметрам. Подробнее остановимся на вопросе обработки данных исследования.

Предположим, что в результате эксперимента было получено N пар значений двух взаимосвязанных величин x и y и известно, что эти величины связаны между собой линейной зависимостью. Из-за погрешностей измерительных приборов, наличия случайных факторов значения измеряемых величин будут отличаться от истинных. При нанесении результатов эксперимента на график точки будут иметь некоторый разброс, поэтому невозможно найти такую прямую, которая проходила бы через все экспериментальные точки.

Формулы для вычисления параметров прямой достаточно сложны, в то время как встроенные функции Excel позволяют провести расчет, не вникая в суть формул.

С аналитической точки зрения задача обработки результатов измерений состоит в нахождении параметров а и b, при которых уравнение y=ax+b  описывает данные эксперимента наилучшим образом. Один из возможных методов определения этих параметров – метод наименьших квадратов. С графической точки зрения считается, что прямая проведена наилучшим образом, если экспериментальные точки располагаются по обе стороны от этой прямой приблизительно на одинаковом от нее расстоянии.

Для построения графика необходимо занести исходные данные на лист Excel, выделить диапазон и выполнить команду Вставка-Функция…, в категории Статистические найти и выделить функцию ЛИНЕЙН.

Далее необходимо ввести диапазоны ячеек, содержащих экспериментально найденные значения величины x и y, выделить введенные числовые данные, необходимые для построения графика.

Выполнить команду Вставка-Диаграмма…, выбрать Тип и Вид на вкладке Стандартные – Точечная, задать параметры диаграммы. Диаграмму можно вывести на отдельном листе.

После этого можно добавить прямую, построенную на основании расчетов по методу наименьших квадратов. Для этого установить указатель мыши на одну из точек графика, вызвать контекстное меню. Выбрать пункт Добавить линию тренда…, в диалоговом окне Линия тренда на вкладке Тип щелкнуть в поле Линейная. Полученная прямая станет графиком проведенного исследования.

Интерес к исследовательской деятельности во многом зависит от того, как представляются ее результаты. Применение компьютеров позволяет сделать эту работу занимательной, а результаты наглядными. При создании учебных проектов школьные науки из объекта изучения часто превращаются в средство получения новых знаний, а информатика становится незаменимым помощником. Информационные технологии в учебных исследованиях учат не только применять на практике теоретические знания, но и отрабатывают навыки работы с программным обеспечением, стимулируют учеников к самостоятельному приобретению знаний, у них развивается любознательность, повышается интерес к изучению предмета, показывается его нужность в реальной жизни.

3