吳必龍

(丹陽高級中學，江蘇 丹陽 212300)

“串聯(lián)”是物理教學的核心
——以“游標卡尺”教學為例

吳必龍

(丹陽高級中學，江蘇 丹陽 212300)

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

在物理課堂教學中,教師的作用不只是單向傳授知識和教授方法,更重要的是要給學生時間與空間進行串聯(lián),為學生提供機會進行不同形式的串聯(lián)．事實上,學習就是一個相互串聯(lián)的過程,可謂串聯(lián)無處不在．本文以“游標卡尺”教學為例,說明物理教學過程中的“串聯(lián)”．

1 新知與舊知之間的“串聯(lián)”

學生在初中階段學過長度的測量,對刻度尺比較熟悉,如果直接告訴學生要學習游標卡尺,顯得比較突然,也不利于學生對新知的學習.可以從動手實驗“用刻度尺去測球的直徑”入手,找出刻度尺測量中的“不足”,從而達到引出學習新知的目的．

教學片斷1:

師:如何用刻度尺來測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:若此鋼球用細線懸掛在空中,我們又該如何來測量它的直徑呢?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 知識與問題之間的“串聯(lián)”

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

教學片斷2:

先看圖2所示的情境.

圖2

師:兩人為什么會吵起來?

生:因為兩人都是估讀,立場不同,結(jié)果當然也不同了．

師:能不能找到一種解決方案呢?

生:用更精確的測量工具．

師:要有一種既精確又方便的測量工具,張阿姨和店員的爭吵也就沒有了．

(教師展示游標卡尺.)

師:這就是游標卡尺,它能很好地解決這個問題,它的測量原理和測量方法是什么呢?

3 方法與活動之間的“串聯(lián)”

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

教學片斷3:

(1) 補償法.

教師將一個小的筆記本電腦桌放在講臺上,按壓桌面,發(fā)現(xiàn)不穩(wěn),請同學上臺來解決．

學生用一小紙片在電腦桌下塞上,還有些晃動,又折了一下小紙片,塞進去,桌子不再晃動了．

教師表揚學生的做法,指出這就是一種“補償”思想的應用．

(2) 累積法.

兩種高度不等的積木各取一個,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,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) 等長法.

如圖4所示,將游標卡尺的0刻度線對齊,游標尺的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．

教師引導學生,如圖5所示,采用“等長法”研究,從圖中看出x+x2=x0+x1,得到測量的長度x=x0+Δx,其中Δx=x1-x2,體會公式中的物理意義,從中掌握正確的讀數(shù)方法．

圖5

4 知識與情境之間的“串聯(lián)”

當學生掌握了基本的知識后,就可以進入運用知識來分析問題和解決問題的階段了．運用已學的知識接觸一個新的情境,這就是知識與情境的串聯(lián)．游標卡尺的學習不僅僅是讀數(shù),其規(guī)范的操作也是高考考查的熱點.2014年江蘇物理高考中的實驗題就涉及到了緊固螺釘?shù)氖褂茫?/p>

教學片斷4:

模擬管道工程操作．教師用一個大的、深色的塑料桶模擬“管道”,里面放一個圓柱形的“工件”,如圖6所示,讓一個學生用游標卡尺測量其外徑．

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

圖6

各組學生派代表匯報結(jié)果,然后交流討論,并且找出了錯因,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,學生的討論是熱烈的,發(fā)言是積極的,活動是高效的,記憶是深刻的．

由于受到時間與空間的限制,教師不可能滿足所有學生的需求．為此,教師要適時引導學生將課內(nèi)的學習內(nèi)容與課外的相關學習資源串聯(lián)起來,為學生充分拓展課外學習渠道和開發(fā)課外學習資源．課后,給學生布置一個家庭作業(yè),自制游標卡尺,不僅加深對游標卡尺的認識,還可以培養(yǎng)學生的動手能力、提高學習物理的興趣．

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

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

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

2017-04-12)