【摘 要】本課學(xué)習(xí)旨在培養(yǎng)學(xué)生關(guān)于長度和時間的測量技能，懂得物理的測量規(guī)則，體會物理測量的意義，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的養(yǎng)成。教學(xué)設(shè)計需把握初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)的理念和要求，深刻領(lǐng)會蘇科版物理教材編寫的意圖和特點(diǎn)，精心創(chuàng)設(shè)系列的測量活動，凸顯學(xué)生的探究行為，并以評價促進(jìn)學(xué)習(xí)。

【關(guān)鍵詞】實(shí)驗(yàn)探究；長度的單位及測量；教學(xué)設(shè)計

【中圖分類號】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1005-6009（2017）03-0024-03

【作者簡介】許幫正，江蘇省無錫市教育科學(xué)研究院（江蘇無錫，214001）教研員，正高級教師，江蘇省特級教師，全國優(yōu)秀教師，“江蘇人民教育家培養(yǎng)工程”培養(yǎng)對象，江蘇省“333高層次人才培養(yǎng)工程”培養(yǎng)對象，長三角初中物理學(xué)科專家，蘇州大學(xué)物理專業(yè)教育碩士研究生導(dǎo)師。

“長度和時間的測量”是研究運(yùn)動的基礎(chǔ)，且“測量”應(yīng)是學(xué)生終身必備的技能，是科學(xué)素養(yǎng)?！读x務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》對此內(nèi)容的要求是：會根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)估測長度和時間、會選用適當(dāng)?shù)墓ぞ邷y量長度和時間。其中，“用刻度尺測量長度、用表測量時間”是課標(biāo)規(guī)定的學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)。教材把課程標(biāo)準(zhǔn)的要求轉(zhuǎn)化為具體的教學(xué)任務(wù)和教學(xué)策略，其結(jié)構(gòu)是十分清晰的（圖1）。

筆者在設(shè)計本課教學(xué)時，把握課程標(biāo)準(zhǔn)，領(lǐng)悟編者意圖，構(gòu)建以“探究行為”為核心學(xué)習(xí)行為的初中物理課堂，注意通過測量活動使學(xué)生掌握技能并形成科學(xué)思維，認(rèn)識到長度的測量不等于刻度尺的使用，測量是按照一定的規(guī)則對事物進(jìn)行量化的過程。具體的教學(xué)實(shí)施過程如下。

一、課題引入

出示圖2學(xué)校田徑運(yùn)動會跳遠(yuǎn)、跑步的場景，請學(xué)生回答如何比較“跳得遠(yuǎn)、跑得快”，知道學(xué)校田徑運(yùn)動會離不開長度和時間的測量。意識到測量就在身邊。

（設(shè)計意圖：用好學(xué)生身邊的課程資源，從生活走進(jìn)物理。）

二、“長度的單位及測量”教學(xué)流程

【活動1】比較課桌的長、寬、高。

（1）目測課桌長、寬、高，并比較它們的長度。

教師小結(jié)：測量的實(shí)質(zhì)就是比較，有時候目測就可以。

（2）不用尺，你如何比較自己的課桌和同學(xué)的課桌，哪個長？說說你的做法。

學(xué)生有采用“拃”作為標(biāo)準(zhǔn)，有采用“書本長度”作為標(biāo)準(zhǔn)，教師評價學(xué)生的估測方案，肯定他們測量時都有尋找“標(biāo)準(zhǔn)”的意識。

教師找相距較遠(yuǎn)且標(biāo)準(zhǔn)不同的兩位學(xué)生闡述誰的桌子更長，學(xué)生很難回答，再問原因所在，意識到測量時“標(biāo)準(zhǔn)”不統(tǒng)一。

教師小結(jié)：測量的過程就是比較的過程，是將待測的量與標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較的過程。科學(xué)的比較方式是先確定一個公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)量，物理學(xué)中把公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)量叫作單位。關(guān)于長度的測量，人們也一直在尋找著標(biāo)準(zhǔn)。

教師介紹古時人們采用的長度標(biāo)準(zhǔn)，說明現(xiàn)在的長度標(biāo)準(zhǔn)及國際單位“米”和符號“m”；出示米尺并結(jié)合手勢說明“米”的大致長度；通過實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行單位換算。

【活動2】這個物體有多長？

先后出示三幅模擬測量圖（圖3），請學(xué)生讀數(shù)并組織評價。

抽取學(xué)生匯報讀數(shù)情況如下：

甲圖：0.6m；0.7m

乙圖：0.57m；0.58m

丙圖：0.572m；0.573m

教師提問：

（1）為什么甲、乙、丙讀數(shù)結(jié)果會不同？（2）三組結(jié)果中，哪一組數(shù)據(jù)相差最?。?/p>

教師小結(jié)：刻度尺的分度值不同，測量結(jié)果會不同；分度值越小，測量結(jié)果越精確。測量的目的是為了使結(jié)果逼近真實(shí)值，讀數(shù)時應(yīng)根據(jù)分度值做出估讀。

【活動3】練習(xí)使用刻度尺。

這個活動可以分解成以下4個方面：

（1）明確使用規(guī)范。

①刻度尺的選擇和讀數(shù)規(guī)范：請學(xué)生先觀察供測量用的刻度尺。思考如下問題：是否可以用來測量書本寬度？分度值是多少？記錄時選用什么單位合適？需要估讀到哪一位？

②刻度尺測量時的操作規(guī)范：請學(xué)生閱讀書本中的“信息快遞”，向同學(xué)演示測量物理課本寬度的操作。組織評估活動，明晰操作規(guī)范，尤其是使用有厚度的刻度尺，注意使刻度線緊靠被測物體。

（2）測量物理課本的寬度。

請學(xué)生選用毫米刻度尺，按照操作規(guī)范，測量并記錄3次測量結(jié)果。教師選擇一組“課本寬度”數(shù)據(jù)填入表1。

教師提問：①同一把尺子，三次測量結(jié)果為什么會不一樣？②怎樣減小測量誤差？

教師小結(jié)：每次估計值不一樣；為減少誤差，需要求平均值。由于書本的寬度是測量的結(jié)果，所以平均值位數(shù)由刻度尺最小分度值決定。取計算的平均值“18.47cm”作為最終測量結(jié)果。

（3）測量物理課本內(nèi)頁紙張厚度。

學(xué)生操作：先討論方案，測量內(nèi)頁紙張總厚度，計算每張紙的厚度，最后求平均值。

教師提問：①刻度尺直接測量是否可行？②為盡可能減小誤差，選擇測量多少張合適？③選擇什么長度單位？如何處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？課堂實(shí)際處理結(jié)果如表2（參考數(shù)據(jù)）。

教師小結(jié)：采用合適的方案，可以減小測量誤差。例如測量紙張厚度時我們可以采用“測多算少”的方法。

（4）進(jìn)一步了解測量長度的工具。

介紹圖4中的長度的測量工具。

精度最高：螺旋測微器。

精度高并能實(shí)現(xiàn)特殊測量：游標(biāo)卡尺。

方便測量彎曲物體：卷尺。

常用：直尺、三角板。

教師提問：①裝窗戶玻璃一般要用分度值為多少的呢？②測量操場長度用哪一種，分度值為多少合適呢？

教師小結(jié)：刻度尺的選用要根據(jù)實(shí)際需要而定，例如裁縫一般用分度值為1cm的刻度尺。

教師出示螺旋測微器（圖5）并請學(xué)生思考：螺旋測微器的最小分度值可以達(dá)到0.001mm，請想一想，如何才能標(biāo)出這么小的分度值？

教師簡單介紹螺旋測微器的原理并指出人類對測量工具的改進(jìn)是一種智慧。

（設(shè)計意圖：本環(huán)節(jié)是本課的核心，通過2組測量活動，在第2組測量活動中設(shè)置了4組具體的測量任務(wù)，使學(xué)生在探究中知道“用刻度尺測量長度”的規(guī)范和技能，會用刻度尺進(jìn)行常規(guī)測量和設(shè)計測量，了解測量誤差形成的原因并思考減小誤差的方法，培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)需要選擇合適刻度尺的意識。皮亞杰的“發(fā)生認(rèn)識論”認(rèn)為，活動是認(rèn)識的源泉，也是思維發(fā)展的基礎(chǔ)，在認(rèn)識不斷演變建構(gòu)過程中，主體活動是第一性的，是發(fā)展的根本原因?！盎顒印钡闹黧w是學(xué)生，“外在的活動”是觀察、操作、動口，“內(nèi)在的活動”是思維。所以在活動實(shí)施中以“問題”為導(dǎo)向，以問題鏈為導(dǎo)引，凸顯學(xué)生的探究行為，促進(jìn)了外在活動與內(nèi)在活動的融合，同時注重以評價促進(jìn)學(xué)習(xí)。）

三、“時間的單位及測量”教學(xué)流程

請學(xué)生說出事先所知道的時間單位、符號及相互間的換算關(guān)系，點(diǎn)明“在國際單位制中，時間的單位是秒，符號：s”。

【活動1】觀察“機(jī)械秒表”。

（1）請學(xué)生拿起桌上的機(jī)械秒表，按動按鈕，使之啟動、暫停和歸零。

（2）看一看大表盤指針轉(zhuǎn)動一周所經(jīng)歷的時間是多少？分度值是多少？

【活動2】試一試，測一測。

（1）按動秒表讀數(shù)；

（2）測出靜坐時脈搏跳動20次的時間。

測量活動主要由學(xué)生自行進(jìn)行，教師只在學(xué)生碰到困難時個別指導(dǎo)。

（設(shè)計意圖：本環(huán)節(jié)通過2組具體的測量活動，讓學(xué)生基于生活經(jīng)驗(yàn)，了解時間單位；在實(shí)踐中了解機(jī)械秒表的使用方法和讀數(shù)規(guī)則。）

【作業(yè)設(shè)計】

（1）在自己身上找到“尺”和“表”，用來測量操場一圈的長度和行走一圈的時間。

（2）利用中國地圖，設(shè)計一個簡單方案，測量上海到北京的高鐵長度，看看測量的誤差。

（設(shè)計意圖：對本課所學(xué)技能的遷移，體現(xiàn)從物理走向社會。）