吳必龍

(丹陽(yáng)高級(jí)中學(xué)，江蘇 丹陽(yáng) 212300)

“串聯(lián)”是物理教學(xué)的核心
——以“游標(biāo)卡尺”教學(xué)為例

吳必龍

(丹陽(yáng)高級(jí)中學(xué)，江蘇 丹陽(yáng) 212300)

日本東京大學(xué)佐藤學(xué)教授在《教師的挑戰(zhàn)——寧?kù)o的課堂革命》一書中提到:“在教學(xué)中教師的中心工作在于‘傾聽’、‘串聯(lián)’、‘反芻’．可以說,串聯(lián)是教學(xué)的核心．”

在物理課堂教學(xué)中,教師的作用不只是單向傳授知識(shí)和教授方法,更重要的是要給學(xué)生時(shí)間與空間進(jìn)行串聯(lián),為學(xué)生提供機(jī)會(huì)進(jìn)行不同形式的串聯(lián)．事實(shí)上,學(xué)習(xí)就是一個(gè)相互串聯(lián)的過程,可謂串聯(lián)無處不在．本文以“游標(biāo)卡尺”教學(xué)為例,說明物理教學(xué)過程中的“串聯(lián)”．

1 新知與舊知之間的“串聯(lián)”

學(xué)生在初中階段學(xué)過長(zhǎng)度的測(cè)量,對(duì)刻度尺比較熟悉,如果直接告訴學(xué)生要學(xué)習(xí)游標(biāo)卡尺,顯得比較突然,也不利于學(xué)生對(duì)新知的學(xué)習(xí).可以從動(dòng)手實(shí)驗(yàn)“用刻度尺去測(cè)球的直徑”入手,找出刻度尺測(cè)量中的“不足”,從而達(dá)到引出學(xué)習(xí)新知的目的．

教學(xué)片斷1:

師:如何用刻度尺來測(cè)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(xì)線懸掛在空中,我們又該如何來測(cè)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(jìn)呢?

生:將三角板綁在直尺上．

師:“綁”字用得很好,你“發(fā)明”的這種尺,我們就叫“卡尺”吧．

2 知識(shí)與問題之間的“串聯(lián)”

如果說把刻度尺改進(jìn)成“卡尺”是為了測(cè)量的方便,那么在卡尺上增加了“游標(biāo)尺”就是為了提高測(cè)量的精度．如何用游標(biāo)卡尺進(jìn)行長(zhǎng)度的測(cè)量呢?正是這節(jié)課要研究的問題．通過設(shè)置生活情境,把學(xué)生將要學(xué)的知識(shí)變成有待探究的問題,這樣就把知識(shí)與問題串聯(lián)起來了,讓學(xué)生在探究問題中感知、發(fā)現(xiàn)和獲取新的知識(shí)．

教學(xué)片斷2:

先看圖2所示的情境.

圖2

師:兩人為什么會(huì)吵起來?

生:因?yàn)閮扇硕际枪雷x,立場(chǎng)不同,結(jié)果當(dāng)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(cè)量工具．

師:要有一種既精確又方便的測(cè)量工具,張阿姨和店員的爭(zhēng)吵也就沒有了．

(教師展示游標(biāo)卡尺.)

師:這就是游標(biāo)卡尺,它能很好地解決這個(gè)問題,它的測(cè)量原理和測(cè)量方法是什么呢?

3 方法與活動(dòng)之間的“串聯(lián)”

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

教學(xué)片斷3:

(1) 補(bǔ)償法.

教師將一個(gè)小的筆記本電腦桌放在講臺(tái)上,按壓桌面,發(fā)現(xiàn)不穩(wěn),請(qǐng)同學(xué)上臺(tái)來解決．

學(xué)生用一小紙片在電腦桌下塞上,還有些晃動(dòng),又折了一下小紙片,塞進(jìn)去,桌子不再晃動(dòng)了．

教師表?yè)P(yáng)學(xué)生的做法,指出這就是一種“補(bǔ)償”思想的應(yīng)用．

(2) 累積法.

兩種高度不等的積木各取一個(gè),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(gè),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(zhǎng)法.

如圖4所示,將游標(biāo)卡尺的0刻度線對(duì)齊,游標(biāo)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(dǎo)學(xué)生,如圖5所示,采用“等長(zhǎng)法”研究,從圖中看出x+x2=x0+x1,得到測(cè)量的長(zhǎng)度x=x0+Δx,其中Δx=x1-x2,體會(huì)公式中的物理意義,從中掌握正確的讀數(shù)方法．

圖5

4 知識(shí)與情境之間的“串聯(lián)”

當(dāng)學(xué)生掌握了基本的知識(shí)后,就可以進(jìn)入運(yùn)用知識(shí)來分析問題和解決問題的階段了．運(yùn)用已學(xué)的知識(shí)接觸一個(gè)新的情境,這就是知識(shí)與情境的串聯(lián)．游標(biāo)卡尺的學(xué)習(xí)不僅僅是讀數(shù),其規(guī)范的操作也是高考考查的熱點(diǎn).2014年江蘇物理高考中的實(shí)驗(yàn)題就涉及到了緊固螺釘?shù)氖褂茫?/p>

教學(xué)片斷4:

模擬管道工程操作．教師用一個(gè)大的、深色的塑料桶模擬“管道”,里面放一個(gè)圓柱形的“工件”,如圖6所示,讓一個(gè)學(xué)生用游標(biāo)卡尺測(cè)量其外徑．

學(xué)生伸手將游標(biāo)卡尺卡住工件外徑,想讀數(shù),卻看不清．教師讓其取出,和其他學(xué)生一起讀數(shù)．該學(xué)生取出游標(biāo)卡尺,一不小心,引起尺上的讀數(shù)發(fā)生了變化．此時(shí),下面有學(xué)生提醒要用“緊固螺釘”．于是,該學(xué)生重新測(cè)量,旋緊緊固螺釘,然后將卡尺放上展臺(tái)上,如圖7所示,學(xué)生們開始讀數(shù)了．

圖6

各組學(xué)生派代表匯報(bào)結(jié)果,然后交流討論,并且找出了錯(cuò)因,各組交流結(jié)果匯總,如表1所示．

表1

在交流討論環(huán)節(jié)中,學(xué)生的討論是熱烈的,發(fā)言是積極的,活動(dòng)是高效的,記憶是深刻的．

由于受到時(shí)間與空間的限制,教師不可能滿足所有學(xué)生的需求．為此,教師要適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生將課內(nèi)的學(xué)習(xí)內(nèi)容與課外的相關(guān)學(xué)習(xí)資源串聯(lián)起來,為學(xué)生充分拓展課外學(xué)習(xí)渠道和開發(fā)課外學(xué)習(xí)資源．課后,給學(xué)生布置一個(gè)家庭作業(yè),自制游標(biāo)卡尺,不僅加深對(duì)游標(biāo)卡尺的認(rèn)識(shí),還可以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、提高學(xué)習(xí)物理的興趣．

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

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

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

2017-04-12)