關(guān)于長度測量教學(xué)的幾點看法

　　會用刻度尺測量長度是科學(xué)實驗的基本技能，也是使用其他測量儀器進(jìn)行正確讀數(shù)的基礎(chǔ)。目前，《義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書·物理》中關(guān)于使用刻度尺測量物體長度一部分，要求學(xué)生讀出分度值的下一位數(shù)字，并且知道測量結(jié)果的最后一位數(shù)字是估讀值，而不是準(zhǔn)確值。但這一要求對于初中生是否必要，值得我們研究一番。
　　第一，正是由于這一具體要求，學(xué)生在進(jìn)行測量時，如果遇到物體長度正好與刻度尺的某一刻線對齊的情況，在記錄測量結(jié)果時，就必須在測量數(shù)字的后面加零。比如用最小分度是毫米的刻度尺測量，如果測量某物體的長度正好是35毫米，則測量結(jié)果必須寫做35.0毫米。而學(xué)生由于缺乏對有效數(shù)字的認(rèn)識，往往對這種寫法不理解，不習(xí)慣。實際結(jié)果就是雖經(jīng)教師反復(fù)強(qiáng)調(diào)，但多數(shù)學(xué)生在記錄測量結(jié)果時仍不寫后面的零（或是由于忽略）。教師費(fèi)了力，學(xué)生費(fèi)了時，效果卻很不理想。另外，從這一要求出發(fā)，教學(xué)中還引申出了一些其他的具體要求。例如讓學(xué)生根據(jù)給出的測量數(shù)字辨認(rèn)它是用什么分度值的刻度尺測得的，它的哪一位數(shù)字是準(zhǔn)確值，哪一位數(shù)字是估讀值；或者告訴學(xué)生所用刻度尺的分度值，讓學(xué)生辨認(rèn)幾個測量數(shù)字是否正確。這些要求都超出了學(xué)生的知識水平和能力。為了應(yīng)付考試，教師要花費(fèi)許多時間去講解，讓學(xué)生反復(fù)練習(xí)，從而加重了教和學(xué)的負(fù)擔(dān)。
　　第二，估讀在精密測量和科學(xué)研究中是很有必要的。在大學(xué)普通物理實驗書中，在講解測量誤差時，都講述了確定測量結(jié)果有效數(shù)值的方法，要求學(xué)生在實驗中按規(guī)定記錄測量結(jié)果。確定測量結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)最重要的規(guī)則是：任何測量結(jié)果其數(shù)值的最后一位，要與誤差所在的一位取齊。如果所用的刻度尺誤差是±1毫米，測量結(jié)果有效數(shù)字就只能取到毫米，而不能取到毫米的下一位，因為后面的數(shù)字已超出了誤差所在的位數(shù)，沒有實際意義了。在測量中如果所用的儀器精度高，測量本身要求的精確度也高，則需要根據(jù)誤差來確定測量結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)，這時的估讀則是必要的。但是，實際中接觸精密儀器的人是極少的，只有少數(shù)從事精密測量或是科學(xué)研究的人才會遇到這個問題。初中教育對于一般孩子來說，更需要與學(xué)生的生活經(jīng)驗緊密聯(lián)系。他們只需要具有日常生活和生產(chǎn)中常用到的一般測量知識和技能就可以了，其中最重要的是能夠安全、正確地使用測量儀器，正確地讀數(shù)。在日常生活中進(jìn)行測量時，一般都是讀到分度值，不用估讀出分度值的下一位。例如量衣服時，用分度值是厘米的刻度尺測量就讀到厘米位；劃窗玻璃時，用分度值是毫米的刻度尺測量就讀到毫米位。
　　第三，就中學(xué)物理實驗所用的儀器來看，精密度都很低。長度為60厘米和100厘米的兩種木制刻度尺，其分度值都是1毫米，全長允差±15毫米，用它們測量時，有效數(shù)字只能取到毫米位，估讀出毫米的下一位沒有意義。中學(xué)實驗用的水銀溫度計，最小刻度是1℃，允許示值誤差為±1℃；有機(jī)液體溫度計的最小刻度是1℃，允許示值誤差為±1℃或±2℃。用這兩種溫度計測溫度時有效數(shù)字只能取到1℃，沒有必要估讀出最小刻度的下一位。實驗室中容量為100毫升的量筒，最小刻度是1毫升，容量允差為±1毫升；容量為200毫升的量筒，最小刻度為2毫升或5毫升，容量允差是±2毫升，它們的誤差都與分度值在同一位上。學(xué)生用的托盤天平有三種，它們的感量都與標(biāo)尺的最小分度相同不必估讀（如表1）。學(xué)生用的電流表和電壓表都是25級的低精度電表。用電壓表的15伏和3伏兩個檔測電壓或用電流表的3安和0.6安兩個檔測電流時，示值誤差都是最小刻度的3/4，估讀不能增加有效數(shù)字位數(shù)。所以根據(jù)中學(xué)物理儀器的實際情況，要求學(xué)生在測量時估讀出最小刻度的下一位，既沒有必要，在準(zhǔn)確性上也欠缺。
　　第四，新中國成立后編著的初級中學(xué)物理課本中，并沒有提出過估讀的概念要求，當(dāng)時也不曾有人認(rèn)為不合適；從培養(yǎng)出的學(xué)生情況來看，似乎也沒有產(chǎn)生過不良后果。國外中學(xué)物理教學(xué)大都很重視實驗，學(xué)生的動手能力也比較強(qiáng)，但是國外的初級中學(xué)物理課本一般也沒有提到過估讀的要求。可見，在初中物理教學(xué)中這個問題并不是很重要，非要求嚴(yán)格掌握不可的。
　　綜上所述，筆者認(rèn)為，初中物理教學(xué)中對測量的要求（包括長度的測量），以不提估讀出分度值的下一位為宜。這既有利于減輕教學(xué)負(fù)擔(dān)，也符合實驗儀器情況，也不會影響到人才培養(yǎng)。初中階段是培養(yǎng)孩子們對自然科學(xué)產(chǎn)生興趣、培養(yǎng)愛好的重要階段。在這一時期，重點應(yīng)放在如何讓學(xué)生產(chǎn)生求知欲和探求某個未知問題的原始動力，而不應(yīng)將精力放在反復(fù)識記背讀的應(yīng)試問題上。
　　參考文獻(xiàn)：
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　　[2]楊建平.基本物理常數(shù)與計量基本單位[J].湖北民族學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，2003(2).
　　（作者單位:河北省邢臺市第六中學(xué)）
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