“串联”是物理教学的核心
——以“游标卡尺”教学为例

吴必龙

(丹阳高级中学，江苏 丹阳 212300)

“串联”是物理教学的核心
——以“游标卡尺”教学为例

吴必龙

(丹阳高级中学，江苏 丹阳 212300)

日本东京大学佐藤学教授在《教师的挑战——宁静的课堂革命》一书中提到:“在教学中教师的中心工作在于‘倾听’、‘串联’、‘反刍’．可以说,串联是教学的核心．”

在物理课堂教学中,教师的作用不只是单向传授知识和教授方法,更重要的是要给学生时间与空间进行串联,为学生提供机会进行不同形式的串联．事实上,学习就是一个相互串联的过程,可谓串联无处不在．本文以“游标卡尺”教学为例,说明物理教学过程中的“串联”．

1 新知与旧知之间的“串联”

学生在初中阶段学过长度的测量,对刻度尺比较熟悉,如果直接告诉学生要学习游标卡尺,显得比较突然,也不利于学生对新知的学习.可以从动手实验“用刻度尺去测球的直径”入手,找出刻度尺测量中的“不足”,从而达到引出学习新知的目的．

教学片断1:

师:如何用刻度尺来测量桌子上一钢球的直径,还需要什么工具?

图1

生:(很快地提出如图1所示的方案)

师:若此钢球用细线悬挂在空中,我们又该如何来测量它的直径呢?用图1所示的方案方便吗?

生:不太方便．

师:如何改进呢?

生:将三角板绑在直尺上．

师:“绑”字用得很好,你“发明”的这种尺,我们就叫“卡尺”吧．

2 知识与问题之间的“串联”

如果说把刻度尺改进成“卡尺”是为了测量的方便,那么在卡尺上增加了“游标尺”就是为了提高测量的精度．如何用游标卡尺进行长度的测量呢?正是这节课要研究的问题．通过设置生活情境,把学生将要学的知识变成有待探究的问题,这样就把知识与问题串联起来了,让学生在探究问题中感知、发现和获取新的知识．

教学片断2:

先看图2所示的情境.

图2

师:两人为什么会吵起来?

生:因为两人都是估读,立场不同,结果当然也不同了．

师:能不能找到一种解决方案呢?

生:用更精确的测量工具．

师:要有一种既精确又方便的测量工具,张阿姨和店员的争吵也就没有了．

(教师展示游标卡尺.)

师:这就是游标卡尺,它能很好地解决这个问题,它的测量原理和测量方法是什么呢?

3 方法与活动之间的“串联”

教师将思想方法放到学生的活动之中,让学生享受活动、感悟方法、提高能力,游标卡尺是中学物理教学中的难点,其原理较难懂、操作较复杂,因此,在新课教学中要让学生知其然更要知其所以然,才能真正地掌握游标卡尺的使用方法．

教学片断3:

(1) 补偿法.

教师将一个小的笔记本电脑桌放在讲台上,按压桌面,发现不稳,请同学上台来解决．

学生用一小纸片在电脑桌下塞上,还有些晃动,又折了一下小纸片,塞进去,桌子不再晃动了．

教师表扬学生的做法,指出这就是一种“补偿”思想的应用．

(2) 累积法.

两种高度不等的积木各取一个,放在同一水平面上,它们的高度差记作δ．若两种积木各取两个,放在同一水平面上,它们的高度差为2δ(如图3所示)．

图3

同理可推得:两种积木各n块,放在同一水平面上,其高度差则为nδ．

图4

(3) 等长法.

如图4所示,将游标卡尺的0刻度线对齐,游标尺的10与主尺的9mm处齐平,类比刚才的积木游戏,得出10δ=1mm,即δ=0.1mm．

教师引导学生,如图5所示,采用“等长法”研究,从图中看出x+x2=x0+x1,得到测量的长度x=x0+Δx,其中Δx=x1-x2,体会公式中的物理意义,从中掌握正确的读数方法．

图5

4 知识与情境之间的“串联”

当学生掌握了基本的知识后,就可以进入运用知识来分析问题和解决问题的阶段了．运用已学的知识接触一个新的情境,这就是知识与情境的串联．游标卡尺的学习不仅仅是读数,其规范的操作也是高考考查的热点.2014年江苏物理高考中的实验题就涉及到了紧固螺钉的使用．

教学片断4:

模拟管道工程操作．教师用一个大的、深色的塑料桶模拟“管道”,里面放一个圆柱形的“工件”,如图6所示,让一个学生用游标卡尺测量其外径．

学生伸手将游标卡尺卡住工件外径,想读数,却看不清．教师让其取出,和其他学生一起读数．该学生取出游标卡尺,一不小心,引起尺上的读数发生了变化．此时,下面有学生提醒要用“紧固螺钉”．于是,该学生重新测量,旋紧紧固螺钉,然后将卡尺放上展台上,如图7所示,学生们开始读数了．

图6

各组学生派代表汇报结果,然后交流讨论,并且找出了错因,各组交流结果汇总,如表1所示．

表1

在交流讨论环节中,学生的讨论是热烈的,发言是积极的,活动是高效的,记忆是深刻的．

由于受到时间与空间的限制,教师不可能满足所有学生的需求．为此,教师要适时引导学生将课内的学习内容与课外的相关学习资源串联起来,为学生充分拓展课外学习渠道和开发课外学习资源．课后,给学生布置一个家庭作业,自制游标卡尺,不仅加深对游标卡尺的认识,还可以培养学生的动手能力、提高学习物理的兴趣．

1 朱建廉.游标卡尺不需要估读吗？[J].物理教师，2014，35(11)：50.

2 袁培耀.游标卡尺123[J].物理教师，2011，32(08)：30-31.

3 浦忠德，吴鹤英.关于游标卡尺原理的教学[J].物理教师，1997(10)：18.

2017-04-12)