初中“測量工具”問題的解法進階

王加希

摘? 要：測量問題是初中物理的基礎，其中有一類測量工具不標準的問題，常常令學生費解。難點在于，理清標準值與測量值、真實值的關系。作者以學生為中心，不斷思考這類問題的教法，并以文章的形式敘述了該過程，以分享這段珍貴的教學經歷。

關鍵詞：初中物理;測量

測量是科學知識學習的基礎，它幫助科學成為定量的學科，讓觀察更有說服力。但初中教學中，學生對于用不準的工具去測量物體，測量結果較真實值如何的問題學生始終無法準確把握。

一、教學的進階過程

（一）階段一：“眾里尋他千百度”

對于測量的問題，是初一學生學習物理知識繞不開的坎，它是速度計算、體積計算、密度計算的基礎。標準的讀數(shù)學生基本沒有問題，但涉及到測量工具不標準的問題，學生做題時就很難有較高的正確率。下文以一道長度測量題（題1）和質量測量題（題2）為例。

題1：木尺受潮后膨脹，用它測量物體的長度，測出的結果將比真實值偏? ? ? ? ? ?.

解析：受潮而膨脹后的木制的刻度尺會變長，分度值會變大。用此刻度尺來測量物體的長度，會將物體的長度測小，舉個例子：物體的長度為2cm，而受熱膨脹的刻度尺2cm要比物體長，用這個刻度尺來測量，示數(shù)就小于2cm.

解析過程可用思維鏈表示為：

題2：用天平測量時，如果砝碼磨損了一些，則測量結果比真實質量（ ）

A.偏大? ? ? ? ? ? ? ? ?B.偏小

C.相等? ? ? ? ? ? ? ? ?D.無法確定

解析：正常情況下砝碼上標的質量是砝碼的實際質量，例如某砝碼上標有50g的字樣，這個砝碼的質量就是50g。如果這個砝碼磨損了，其實際質量就會小于50g，用此磨損的砝碼去稱物體的質量，當天平平衡時，物體的質量等于砝碼的質量小于50g，而你仍按標準值讀數(shù)，讀出來是50g，所以測量結果就比實際值偏大。

評價：學生雖然能夠理解，但在之后的習題中仍舊很難得出答案。綜合原因在于，學生的心智尚未完全發(fā)育。根據(jù)皮亞杰的認知發(fā)展理論，初一階段的學生正處于具體運算階段和形式運算階段的交界時期，對于較為抽象的內容缺乏邏輯推理的能力。

而該思維鏈長達5步，且形式運算涉及要求較高，要進行兩次比較，第一次是測量時現(xiàn)有的測量工具和被測物體的比較，第二次是現(xiàn)有測量工具和標準測量工具的比較。以學生現(xiàn)有的認知，很難將思維過程理得清晰。其過程就像在茫茫黑暗中搜尋，真可謂是：“眾里尋他千百度”。

（二）階段二：知周而無過

之后，筆者想到用圖形的方式來表示第、④步。以此，不但能簡化思維過程，減少思維鏈長度;還能將思維過程外顯，以更清晰地表征思維過程。

題1解析可用思維鏈表示為：

評價：學生不但能夠理解，而且思維量減少了，減少的量在兩個方面：1.思維鏈的數(shù)值減少到4步，其次是思維的難度通過圖形表征的方式減小。這樣做題，學生的正確率顯著提高。

總得來說，用此方法能夠學會并應用原理，并能將思路理清晰，正確率也有顯著的提升。正是“知周乎萬物，而道濟天下。”但是，在現(xiàn)實的解題過程中，該思路需要畫圖，比較費時。

（三）階段三：道徹以歸一

此種方法能夠讓學生減少思維量，但畫圖確實太費事。

根據(jù)書本的定義：測量是把一個待測的量與公認的標準量進行比較的過程。在總結了大量的習題后，可以得知，不論是測量長度或者是測量質量，只要標準量變小，那么待測量總是偏大;標準量變大，待測量總是偏小。

于是，思維鏈可以簡化為3步：

評價：學生在做了許多題目后，能夠將變量標定為標準量的變化，以此能夠歸納出一類問題的解法。此方法將測量的定義演繹成為簡單的解題思路，淺顯而易懂，簡約而不簡單。

二、教學反思

上述的教學過程是筆者作為初中教師的反思過程，不斷地反思讓我明白教師生涯中教學相長的樂趣，教學過程中，不斷通過減少思維鏈，幫助理清學生的答題思路，從解答一個問題到解答一類問題。

參考文獻：

[1]瓊·皮亞杰， 傅統(tǒng)先. 發(fā)生認識論[J]. 教育研究， 1979（2）：86-91.