“串聯”是物理教學的核心
——以“游標卡尺”教學為例

吳必龍

(丹陽高級中學，江蘇 丹陽 212300)

“串聯”是物理教學的核心
——以“游標卡尺”教學為例

吳必龍

(丹陽高級中學，江蘇 丹陽 212300)

日本東京大學佐藤學教授在《教師的挑戰——寧靜的課堂革命》一書中提到:“在教學中教師的中心工作在于‘傾聽’、‘串聯’、‘反芻’．可以說,串聯是教學的核心．”

在物理課堂教學中,教師的作用不只是單向傳授知識和教授方法,更重要的是要給學生時間與空間進行串聯,為學生提供機會進行不同形式的串聯．事實上,學習就是一個相互串聯的過程,可謂串聯無處不在．本文以“游標卡尺”教學為例,說明物理教學過程中的“串聯”．

1 新知與舊知之間的“串聯”

學生在初中階段學過長度的測量,對刻度尺比較熟悉,如果直接告訴學生要學習游標卡尺,顯得比較突然,也不利于學生對新知的學習.可以從動手實驗“用刻度尺去測球的直徑”入手,找出刻度尺測量中的“不足”,從而達到引出學習新知的目的．

教學片斷1:

師:如何用刻度尺來測量桌子上一鋼球的直徑,還需要什么工具?

圖1

生:(很快地提出如圖1所示的方案)

師:若此鋼球用細線懸掛在空中,我們又該如何來測量它的直徑呢?用圖1所示的方案方便嗎?

生:不太方便．

師:如何改進呢?

生:將三角板綁在直尺上．

師:“綁”字用得很好,你“發明”的這種尺,我們就叫“卡尺”吧．

2 知識與問題之間的“串聯”

如果說把刻度尺改進成“卡尺”是為了測量的方便,那么在卡尺上增加了“游標尺”就是為了提高測量的精度．如何用游標卡尺進行長度的測量呢?正是這節課要研究的問題．通過設置生活情境,把學生將要學的知識變成有待探究的問題,這樣就把知識與問題串聯起來了,讓學生在探究問題中感知、發現和獲取新的知識．

教學片斷2:

先看圖2所示的情境.

圖2

師:兩人為什么會吵起來?

生:因為兩人都是估讀,立場不同,結果當然也不同了．

師:能不能找到一種解決方案呢?

生:用更精確的測量工具．

師:要有一種既精確又方便的測量工具,張阿姨和店員的爭吵也就沒有了．

(教師展示游標卡尺.)

師:這就是游標卡尺,它能很好地解決這個問題,它的測量原理和測量方法是什么呢?

3 方法與活動之間的“串聯”

教師將思想方法放到學生的活動之中,讓學生享受活動、感悟方法、提高能力,游標卡尺是中學物理教學中的難點,其原理較難懂、操作較復雜,因此,在新課教學中要讓學生知其然更要知其所以然,才能真正地掌握游標卡尺的使用方法．

教學片斷3:

(1) 補償法.

教師將一個小的筆記本電腦桌放在講臺上,按壓桌面,發現不穩,請同學上臺來解決．

學生用一小紙片在電腦桌下塞上,還有些晃動,又折了一下小紙片,塞進去,桌子不再晃動了．

教師表揚學生的做法,指出這就是一種“補償”思想的應用．

(2) 累積法.

兩種高度不等的積木各取一個,放在同一水平面上,它們的高度差記作δ．若兩種積木各取兩個,放在同一水平面上,它們的高度差為2δ(如圖3所示)．

圖3

同理可推得:兩種積木各n塊,放在同一水平面上,其高度差則為nδ．

圖4

(3) 等長法.

如圖4所示,將游標卡尺的0刻度線對齊,游標尺的10與主尺的9mm處齊平,類比剛才的積木游戲,得出10δ=1mm,即δ=0.1mm．

教師引導學生,如圖5所示,采用“等長法”研究,從圖中看出x+x2=x0+x1,得到測量的長度x=x0+Δx,其中Δx=x1-x2,體會公式中的物理意義,從中掌握正確的讀數方法．

圖5

4 知識與情境之間的“串聯”

當學生掌握了基本的知識后,就可以進入運用知識來分析問題和解決問題的階段了．運用已學的知識接觸一個新的情境,這就是知識與情境的串聯．游標卡尺的學習不僅僅是讀數,其規范的操作也是高考考查的熱點.2014年江蘇物理高考中的實驗題就涉及到了緊固螺釘的使用．

教學片斷4:

模擬管道工程操作．教師用一個大的、深色的塑料桶模擬“管道”,里面放一個圓柱形的“工件”,如圖6所示,讓一個學生用游標卡尺測量其外徑．

學生伸手將游標卡尺卡住工件外徑,想讀數,卻看不清．教師讓其取出,和其他學生一起讀數．該學生取出游標卡尺,一不小心,引起尺上的讀數發生了變化．此時,下面有學生提醒要用“緊固螺釘”．于是,該學生重新測量,旋緊緊固螺釘,然后將卡尺放上展臺上,如圖7所示,學生們開始讀數了．

圖6

各組學生派代表匯報結果,然后交流討論,并且找出了錯因,各組交流結果匯總,如表1所示．

表1

在交流討論環節中,學生的討論是熱烈的,發言是積極的,活動是高效的,記憶是深刻的．

由于受到時間與空間的限制,教師不可能滿足所有學生的需求．為此,教師要適時引導學生將課內的學習內容與課外的相關學習資源串聯起來,為學生充分拓展課外學習渠道和開發課外學習資源．課后,給學生布置一個家庭作業,自制游標卡尺,不僅加深對游標卡尺的認識,還可以培養學生的動手能力、提高學習物理的興趣．

1 朱建廉.游標卡尺不需要估讀嗎？[J].物理教師，2014，35(11)：50.

2 袁培耀.游標卡尺123[J].物理教師，2011，32(08)：30-31.

3 浦忠德，吳鶴英.關于游標卡尺原理的教學[J].物理教師，1997(10)：18.

2017-04-12)