朱建廉

（南京市金陵中學，江蘇 南京 210005）

關于游標卡尺的讀尺問題，較為普遍的存在著一個認識層面上的誤區(qū)，即教學實踐中較為普遍的流行著“游標卡尺不需要估讀”的相應觀點.

本文以質(zhì)疑式語句而設置的標題，鮮明地表達了筆者針對“游標卡尺是否需要估讀”問題而在主觀上的一種認同，即游標卡尺需要估讀.

1 測量的操作規(guī)范——要求“估讀”

針對著所研究的“運動”，經(jīng)典物理學需要解決3個基本問題，即測量“現(xiàn)在”；搞清“變化”；預測“將來”.也就是說，經(jīng)典物理學借助于測量的相應手段而了解運動的初狀態(tài)；然后借助于牛頓運動定律而搞清運動的變化情況；最后再借助于數(shù)學計算方法明確運動變化的累積情況而預測運動的將來.由此可見，測量應該被認為是物理學知識框架中不可忽缺的重要組成部分.

對于測量，其相應的操作必須在規(guī)范化的要求下進行，而在相應的規(guī)范中有一個基本的要求，那就是測量的結果必須采用有效數(shù)字而給出定量的表達.所謂的“有效數(shù)字”，實際是指“含有一位不可靠數(shù)字的數(shù)字”.而在測量結果的定量記錄中所包含的這一位“不可靠數(shù)字”，其產(chǎn)生的機理就是測量操作中的“估讀”.

如果說使用游標卡尺測量時不需要估讀，那么在其測量結果的記錄中的那一位“不可靠數(shù)字”將怎樣產(chǎn)生呢？其測量的結果又將怎樣按照相應的規(guī)范化要求來記錄呢？

由此，我們便應該能夠從測量的規(guī)范化要求中自然得出如下判斷.

結論1：從測量結果的規(guī)范化記錄的要求來看，在游標卡尺的使用中，不僅是需要“估讀”，甚至是必須“估讀”.

2 測量的操作流程——包含“估讀”

讓我們以教學用的“十分度”游標卡尺為例，理性的剖析其測量時的操作流程，尤其是理性剖析其讀尺時的操作流程，進而在針對實際操作流程的剖析中進一步體會隱含在讀尺操作過程中的“估讀”環(huán)節(jié).

對于“十分度”的游標卡尺來說，其主尺上的刻度為標準的mm刻度，而其游標上的刻度則是將9mm長度以11道刻度線（分別記為0、1、2、3、…10）作10等分.這樣，游標上相鄰刻度線間的距離就比主尺上相鄰刻度線間的距離相差0.1mm.游標卡尺的內(nèi)、外測腳并攏時，游標上的刻度線0與主尺上的0mm刻度線正對，游標上的刻度線10與主尺上的9mm刻度線正對，而游標上的刻度線i（i＝1、2、3、…9）則 與 主 尺 上 相 應 的 刻 度 線 依 次 錯 開0.1mm的i倍.若在此基礎上將游標拉開一個小于0.1mm的距離（譬如把游標拉開的距離為0.05mm），則游標上所有的刻度線都不會與主尺上某道刻度線正對.盡管在游標卡尺的實際測量操作流程中幾乎并不存在游標上某一道刻度線與主尺上的某一道刻度線正對的情況，可相應的測量操作卻仍然要求我們找出一道“最正對”的刻度線，這顯然就是一種真正意義的“估讀”.

由此，我們便應該能夠從測量的規(guī)范化操作中自然得出如下判斷.

結論2：從測量的規(guī)范化操作過程可以看出，在游標卡尺的操作流程中，實際上已經(jīng)包含了相應的“估讀”運作.

3 結語

我們遺憾地發(fā)現(xiàn)，“游標卡尺不需要估讀”的錯誤觀點長期而較為普遍地充斥于我們的教學現(xiàn)場.盡管這樣的錯誤觀點并不會實質(zhì)性影響使用游標卡尺時讀尺結果的正確性，但相應觀點的錯誤表述畢竟有違測量的操作規(guī)范和有悖測量的操作流程，所折射出的是我們的教學研究之不足.我們有理由相信，持有“游標卡尺不需要估讀”的錯誤觀點的人，根本沒有能夠自覺地運用測量的操作規(guī)范而檢驗其所持的觀點，根本沒有想到“不估讀”將無法獲得含有一位不可靠數(shù)字的有效數(shù)字而無法按照規(guī)范化要求記錄測量結果；根本沒有能夠認真審視測量的操作流程，絲毫沒有能夠意識到在相應的操作流程中本已包含了實質(zhì)意義的“估讀”運作.而這種不能自覺運用操作規(guī)范和不能認真審視操作流程的隨意性操作，顯然是與高中物理教學中的實驗操作要求格格不入的.