Modellbildung mit Excel

Das Tabellenkalkulationsprogramm Excel (ursprünglich für den kaufmännischen Bereich entwickelt) bietet für den Mathematik- und Physikunterricht eine sehr gute Möglichkeit zur Modellbildung und Visualisierung.

Ein gewisser Nachteil dieses vielseitigen Programms ist, dass ausschließlich zellenbasierte Rechenvorschriften eingegeben werden müssen, dass man sich um absolute und relative Adressierung kümmern muss, und dass es eines gewissen Aufwandes bedarf, um „sprechende“ Namen für Variablen vergeben zu können.

Eigens für die Modellbildung entwickelte Systeme wie Dynasys, Moebius oder Stella bieten die Möglichkeit, auch grafisch oder sprachlich orientiert zu arbeiten.

Gegenüber diesen Systemen hat Excel jedoch den Vorteil, dass es heutzutage auf Schulrechnern (fast) zur Standardsoftware gehört und dass Schüler im allgemeinen mit Tabellenkalkulations-
programmen umgehen können. Außerdem kann Excel auch zur Eingabe, Verarbeitung, grafischer Darstellung und Auswertung von Messwerten eingesetzt werden, mit Zusatzsoftware auch zur automatischen Messwerterfassung. Wenn man also im Unterricht und im Praktikum Excel ohnehin einsetzt, muss man sich nicht erst in ein neues Programm einarbeiten, um es zur Modellbildung zu verwenden.

Eine besonders schöne Möglichkeit ist die Verwendung von Rollbalken zur Eingabe und Veränderung von Parametern: Deren Einfluss auf die modellierte oder visualisierte Größe kann damit im Diagramm dynamisch verdeutlicht werden.

Ausgewählte Excel-Dateien

Die Dateien lassen sich abrufen. Name und Inhalt sind hoffentlich selbsterklärend.

Mechanik

v_konst.xls [36 KB] (Modellbildung)
a_konst.xls [44 KB] (Modellbildung)
a_konst_halb.xls [48 KB] (Modellbildung, verbesserte Iteration))
Fall_mit_Luft.xls [44 KB] (Modellbildung)
Fall_mit_Luft_halb.xls [56 KB ] (Modellbildung, verbesserte Iteration)
Fall_mit_Luft_roll.xls [44 KB] (Modellbildung, Rollbalken)
Fall_mit_Luft_halb_roll.xls [56 KB] (Modellbildung, verbesserte Iteration, Rollbalken)
Ordner Rakete mit Excel [zip] [512 KB] (Modellbildung; Paket aus LEU-Heft Ph 36)

Elektrizitätslehre

Kondensator_U_I_auf.xls [28 KB] (Modellbildung)
Kondensator_U_I_ent.xls [28 KB] (Modellbildung)
Kondensator_U_I_auf_Roll.xls [28 KB] (Modellbildung, Rollbalken)
Spule_ein.xls [28 KB] (Modellbildung)
Spule_aus.xls [32 KB] (Modellbildung)
Klemmenspannung.xls [24 KB] (Eingabe, Verarbeitung, Analyse von Messwerten)
Komplexe_Widerstände.xls [20 KB] (Visualisierung, Rollbalken)

Optik

Zeiger_Dreifachspalt.xls [28 KB] (Visualisierung, Rollbalken)
Zeiger_Vierfachspalt.xls [28 KB] (Visualisierung, Rollbalken)
Zeiger_Gitter.xls [28 KB] (Visualisierung, Rollbalken)

Neue Medien in Physik