高中物理實驗中ORIGIN軟件的應用分析

【摘 要】本文圍繞ORIGIN軟件在算術平均數問題處理過程中的應用、ORIGIN軟件在線性問題處理過程中的應用、ORIGIN軟件在非線性圖5飛飛飛問題處理過程中的應用三個方面展開討論，對高中物理實驗中ORIGIN軟件的具體方式進行了分析，同時提出了一些筆者自己的見解，希望能夠對今后ORIGIN軟件在高中物理實驗課程中的應用提供一些理論建議。

【關鍵詞】高中 物理實驗 ORIGIN 7.5軟件 應用分析

ORIGIN7.5是由美國ORIGINLAB企業所推出的一種數據分析軟件。它在操作過程中具有靈活、簡潔以及開放等特點，且所占空間非常小，只需要70兆左右，對系統的要求較低。正是由于它存在如此多的優點，才逐漸成為了全球范圍內使用率最高的數據分析軟件之一。近幾年，ORIGIN的應用范圍逐漸觸及至物理教學領域，并取得了非常理想的應用效果，下面筆者就針對ORIGIN軟件在高中物理實驗中的應用進行簡要分析。

一、ORIGIN軟件在算術平均數問題處理過程中的應用

人們為了能夠更進一步地提升實驗結果的準確性，通常會采用多次實驗的方式，通過確保實驗的重復性來保證實驗結果的質量，隨后再通過物理算術平均值這一方法來盡可能消除物理實驗中的偶然性誤差。

在高中物理實驗過程當中，當我們在對某個物理量進行測量時，通常對重復測量多次，最后再針對每一次測量結果求平均值，將平均值作為最終的結果。而其中使用的數據也基本都是來源于實際教學中的相關物理量，并通過分組實驗的方式來實施，在本次實驗中共進行十次測量，并以隨機的方式抽取了其中三組數據，具體參見下表1。

經過計算得到，平均值為26.0厘米。通過對這一軟件的應用，學生能夠十分全面、清楚地了解到偶然誤差的產生原因以及消除或降低誤差并不是完全通過測量儀器精密度而決定的，教師不需要在教學過程中重復這一理論，只需要通過ORIGIN軟件的應用就可以讓學生掌握，這在很大程度上提升了課堂的效率。在這一教學內容中運用ORIGIN能夠幫助學生通過自己的能力構建知識體系，在這一過程中學生的學習興趣也被有效激發出來，因此具有非常好的教學意義。另外，數據的處理結果也充分表明了估讀與儀器之間的關系，這也幫助學生對數字概念進行了更深入地把握。

二、ORIGIN軟件在線性問題處理過程中的應用

下表2是我們在勻速直線運動這一課當中出現的一組數據，我們可以將這一組數據錄入至計算機當中，通過ORIGIN 7.5軟件來進行圖形繪制，同時對其中的離散點進行處理，隨后對ANALY/LINEAR FIT命令實施一次擬合曲線，具體參見下圖1，而擬合數據以及對應的結果參見下圖2。

對圖1進行分析后可以發現，這一擬合以直線的方式直接從數據點中穿越，也就是表示這五個數據點同時合理地分布在直線兩側。在高中物理課本中提到過這樣一句話“在誤差允許的范圍內，當時間相同時汽車的位移也會相同”，學生結合對這一句話的理解，會對隨機生成的擬合數據點數據進行依次對照，從而加強了真實性。通過對ORIGIN軟件的應用，學生在物理實驗課堂中會掌握更多的主動性，學生在教學過程中的主動地位也會更加突出，從而實現以教師為引導的教學模式。

三、ORIGIN軟件在非線性問題處理過程中的應用

下面，筆者就以勻加速運動這一物理實驗作為案例來分析ORIGIN 7.5軟件在非線性問題處理過程中的應用。

例如在以下物理實驗當中：有一打點計時器以固定的方式安裝在斜面的某一個部位中，使用一輛小車拖著穿過打點計時器的紙帶從斜坡上滑下，具體參見下圖3。圖4中展示的內容為打出紙帶中的其中一小段，已知打點計時器所設定的交流電頻率為50赫茲，那么如何結合圖6中提供的數據來計算出小車的下滑加速度？

在運用ORIGIN軟件對這一問題進行解答時，首先應將數據直接輸入至計算機當中，隨后再通過ORIGIN7.5當中的ANALYSIS/FITPLOYNOMIAL工具來實現二次擬合，具體參見下圖3所示，最終計算出的擬合結果參見下圖4所示。

對于一些其它類型的物理實驗而言，例如彈力與彈簧伸長之間的關系、使用單擺對重力加速度的測定、牛頓第二定律等實驗，都可以對ORIGIN7.5軟件進行引用，并通過這一軟件提供的非線性模型來解決問題。

四、結束語

綜上所述，本文對ORIGIN軟件的基本特征進行了介紹與分析，同時通過各種具體的案例來展示了ORIGIN7.5軟件在高中物理實驗教學中的具體應用方式以及前景，主要涉及的方面包括ORIGIN軟件在算術平均數問題處理過程中的應用、ORIGIN軟件在線性問題處理過程中的應用、ORIGIN軟件在非線性問題處理過程中的應用。高中物理實驗學習過程中，特別是在物理演示實驗學習中，對這些現代化的學習手段進行應用能夠有效彌補實驗設備以及器材本身存在的缺陷與不足，同時也能極大地環節實驗條件方面的限制，使學生的學習興趣被充分激發出來，并形成更高的求知欲望，使學生能夠對相關知識形成更深入地理解與掌握，并開拓思維，使學生的各種能力被開發出來。當然，現代化技術并不可能完全將物理實驗所取代，我們需要探索兩者有效結合的方式以及路徑，進一步提高實驗結果的真實性以及準確性，更進一步掌握如何通過物理實驗來提升自己的觀察能力、分析能力以及問題解決能力，僅僅是針對一些在實際場景中無法實現或者效果較差、直觀性較差的實驗通過多媒體方式實現模擬。

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