孫峰

學(xué)科核心素養(yǎng)為學(xué)科教學(xué)改革指明了方向。在初中物理教學(xué)中，很多教師只注重知識(shí)教學(xué)，不重視物理思維和學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)?！伴L度和時(shí)間的測量”是蘇科版初中物理第五章“物體的運(yùn)動(dòng)”的第一節(jié)，內(nèi)容相對(duì)簡單，且學(xué)生在小學(xué)階段已有刻度尺和計(jì)時(shí)器的使用經(jīng)驗(yàn)，對(duì)長度單位和時(shí)間單位有一定的了解，教師在本節(jié)教學(xué)中容易忽視對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，將知識(shí)一帶而過。筆者基于學(xué)生經(jīng)驗(yàn)，通過八個(gè)活動(dòng)的驅(qū)動(dòng)對(duì)本節(jié)內(nèi)容的第一課時(shí)“長度的測量”教學(xué)做出改進(jìn)，以促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的形成。

一、生活引入，促進(jìn)學(xué)科融合

體育中考項(xiàng)目是學(xué)生比較熟悉的內(nèi)容，播放蘇州市中考現(xiàn)場新聞報(bào)道引入新課學(xué)習(xí)，讓學(xué)生感受到身體素質(zhì)提升的必要性和體育學(xué)科的重要性。視頻中展示了男子1000米、女子800米及立定跳遠(yuǎn)考核現(xiàn)場，教師提問：同學(xué)們是否知道這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的滿分標(biāo)準(zhǔn)？大屏幕出示跳遠(yuǎn)和跑步的滿分?jǐn)?shù)據(jù)（不帶單位），學(xué)生很容易就能講出這兩個(gè)數(shù)據(jù)分別代表跳遠(yuǎn)的長度和跑步的時(shí)間。引入體育中考，很容易讓學(xué)生共情，代入感強(qiáng)，有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

二、設(shè)計(jì)套路，認(rèn)識(shí)目測難度

本節(jié)課設(shè)計(jì)的第一個(gè)活動(dòng)是“比眼力”，讓學(xué)生比較地圖上京滬鐵路“上?！熘荨倍魏汀靶熘荨本倍蔚闹本€距離。學(xué)生都有目測經(jīng)驗(yàn)，因此先通過簡單的長度目測讓學(xué)生找到成就感，隨后增加目測難度，出示紅色寬磁條和黃色窄磁條，組成一個(gè)T字形吸附在黑板上，請(qǐng)學(xué)生比較長短。學(xué)生通過抖音等媒體已經(jīng)見識(shí)過視覺誤差問題，大部分學(xué)生即使覺得是豎著的紅磁條長也會(huì)說是一樣長，防止被套路。教師設(shè)計(jì)之初就考慮到了這一點(diǎn)，因此故意將黃色磁條做得稍短于紅色磁條。教師：要判斷究竟誰長誰短該怎么辦？學(xué)生：放在一起比一比。當(dāng)看到是黃色磁條略短時(shí)學(xué)生已能認(rèn)識(shí)到目測的不足，教師同時(shí)指出很多時(shí)候物體是不能直接放在一起比較的，如課桌的長、寬、高。通過活動(dòng)總結(jié)自然過渡到課本活動(dòng)，學(xué)生可以保持思路的連貫性，帶著理性思考進(jìn)入活動(dòng)二“比較課桌的長、寬、高”。

三、巧用實(shí)踐，定義測量和單位

不能直接比較長短，學(xué)生結(jié)合本節(jié)課“測量”的主題，首先會(huì)想到用尺量，所以先明確不能用尺，讓學(xué)生挑戰(zhàn)困難。學(xué)生很容易聯(lián)想到用身邊的其他物體去丈量長、寬、高，總結(jié)出要找到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。請(qǐng)兩位學(xué)生用拃比較一下課桌的長、寬、高，多媒體展示兩位學(xué)生的長寬高數(shù)據(jù)。教師講述：同學(xué)們，剛才的行為就叫測量，像未知的“長、寬、高”叫待測量，你們所選取的拃、書本等叫標(biāo)準(zhǔn)量，測量就是用待測量和標(biāo)準(zhǔn)量作比較的行為。那同學(xué)們能不能根據(jù)展示的數(shù)據(jù)比較一下誰的課桌更長？學(xué)生表示無法比較，進(jìn)而總結(jié)出要選取公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)，得出單位概念。結(jié)合情境幫助學(xué)生理解測量的定義和單位存在的現(xiàn)實(shí)必要性。在此基礎(chǔ)上介紹古代使用的單位，很多以人體長度作為標(biāo)準(zhǔn)，讓學(xué)生知道古人制訂單位的思路和自己不謀而合，了解科學(xué)研究是沿著古人的足跡在不斷發(fā)展，在此基礎(chǔ)上介紹國際單位制中長度單位的由來。通過故事化情境展示單位發(fā)展史，讓學(xué)生體會(huì)到古人解決問題的智慧，教師順著學(xué)生的思路逐步引出國際制中的長度單位，過渡自然，效果較好。

四、立足教材，圖形結(jié)合完成單位換算

長度單位及換算小學(xué)階段已經(jīng)涉及，本節(jié)內(nèi)容有三個(gè)新單位：千米、微米和納米。讓學(xué)生觀察自己的分度值為1 mm的尺，分成1000份是1 μm，再分成1000份是1 nm。通過實(shí)物對(duì)照，學(xué)生認(rèn)識(shí)到微米和納米是很微小的長度單位。在講解單位的時(shí)候，教師通過板書完成進(jìn)制圖，同時(shí)請(qǐng)學(xué)生在學(xué)案上完成梯形圖，結(jié)合圖形幫助學(xué)生更好地理解不同單位之間的進(jìn)制關(guān)系。在此基礎(chǔ)上指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)閱讀課本103頁其他單位到米的換算表和104頁圖5-4， 完成三個(gè)單位換算填空，用貼近生活的事物幫助學(xué)生鞏固單位換算，同時(shí)幫助學(xué)生了解三個(gè)單位的空間尺度。

五、巧用估測，增強(qiáng)長度感知

學(xué)生對(duì)長度單位的學(xué)習(xí)僅停留在數(shù)學(xué)層面，而新課標(biāo)要求學(xué)生“會(huì)選用適當(dāng)?shù)墓ぞ邷y量長度和時(shí)間，會(huì)根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)估測長度”。學(xué)生不但要知道長度單位，還要對(duì)不同的長度單位有生活感知。教師出示木制米尺，讓學(xué)生知道1 m有多長，同時(shí)用米尺比畫自己肩膀到另一側(cè)手指之間，讓學(xué)生知道這個(gè)長度大約是1 m， 請(qǐng)學(xué)生說出拳頭的寬度約為1 dm，手指的寬度約為1 cm，硬幣的厚度約為1 mm，讓學(xué)生用自己的身體去感知不同長度單位的尺寸大小。

接下來，讓學(xué)生交流自己的身體還有哪些長度可以利用，進(jìn)而順利引入本節(jié)課的活動(dòng)三“用人體尺子估測教室寬度”。大部分學(xué)生會(huì)想到用步子去量，可以順?biāo)浦?，?qǐng)兩名學(xué)生上臺(tái)演示，一名學(xué)生用米尺量步長，記錄在黑板上，另一名學(xué)生用腳步丈量，班級(jí)其他同學(xué)一起為他數(shù)步子，最后根據(jù)步數(shù)算出教室的大致寬度。這一環(huán)節(jié)氣氛熱烈，學(xué)生參與度高，能將估測學(xué)以致用。請(qǐng)學(xué)生評(píng)估測量是否準(zhǔn)確，學(xué)生提出步子大小可能不同，步長測量也不準(zhǔn)，進(jìn)而引入更精確的測量工具 “刻度尺”的學(xué)習(xí)。

六、任務(wù)驅(qū)動(dòng)，領(lǐng)悟測量方法

首先介紹不同種類的刻度尺，特別展示木質(zhì)米尺的刻度是印在尺子表面，且尺子有一定的厚度，而常用塑料尺是透明的，刻度是印在尺的底面，為后面學(xué)習(xí)刻度尺使用時(shí)的擺放方法做鋪墊。大部分教師在“刻度尺的使用”教學(xué)環(huán)節(jié)直接讓學(xué)生閱讀課本自學(xué)刻度尺的使用方法。學(xué)生本身就有刻度尺的使用經(jīng)驗(yàn)，閱讀方法之后更難發(fā)現(xiàn)自己在刻度尺使用過程中出現(xiàn)的問題。因此，筆者設(shè)計(jì)了兩次測量活動(dòng)來幫助學(xué)生歸納總結(jié)刻度尺的使用方法。首先是學(xué)生活動(dòng)四“制作規(guī)定的工件”，讓每個(gè)4人小組從1～4號(hào)規(guī)格不同的尺中各選一把，1～3號(hào)尺量程為20 cm，4號(hào)尺量程為10 cm，其中1號(hào)尺和2號(hào)尺是用竹片制作的，分度值為0.5 cm和1 cm，3號(hào)尺和4號(hào)尺為塑料尺。用尺和剪刀制作12.8 cm的工件，由于刻度尺量程和分度值不同，同小組制作的工件長度也會(huì)存在差異。在學(xué)生發(fā)現(xiàn)同小組制作的工件長度不一樣長后，教師提問：同學(xué)們，觀察一下同組的四把尺，你們覺得組內(nèi)幾號(hào)尺制作的工件最準(zhǔn)確？學(xué)生都會(huì)選3號(hào)尺，1號(hào)尺分度值0.5 cm，不透明且比較厚，2號(hào)尺分度值1 cm，也不透明，比較厚，3號(hào)尺分度值1 mm，4號(hào)尺分度值雖然也是1 mm，但是12.8 cm超出了量程。教師總結(jié)：選擇分度值和量程更合適的刻度尺可以讓我們的測量更準(zhǔn)確。為進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)問題，請(qǐng)一位學(xué)生上前演示用米尺測量磁條的長度。在學(xué)生演示的過程中總結(jié)出：要用有刻度的一邊去緊貼被測物體，零刻度線要與被測物體的一端對(duì)齊，尺要放正，視線要與刻度尺垂直。極少有學(xué)生能注意到木尺有一定的厚度，使用塑料尺一樣的方法測量刻度并不能緊貼被測物體，上臺(tái)演示的學(xué)生也是當(dāng)中的一例，如何讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己擺放的問題也是教學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn)。教師將木尺和塑料尺平放，讓學(xué)生觀察兩把尺的側(cè)面。提出問題：這兩把尺你覺得哪把更好用？學(xué)生立馬就說出塑料尺，因?yàn)樗芰铣咄该?，可以看清楚刻度，而且刻度印在下面，可以緊貼在被測物體上。教師緊接著提問：水平擺放木尺的刻度并沒有緊貼在被測物體上，該怎樣擺放？學(xué)生很快會(huì)想到讓木尺有刻度的一側(cè)垂直立在被測物體上。通過這樣的安排，學(xué)生先實(shí)踐，后糾錯(cuò)，再反思，自己總結(jié)出刻度尺的正確擺放方法，印象深刻。

估讀的必要性是學(xué)生難以理解的內(nèi)容，因此設(shè)計(jì)了第二次測量活動(dòng)，即活動(dòng)五“測量工件的長度”。讓學(xué)生從四把尺中選取最合適的一把，測量工件長度，長度約為12.8 cm。學(xué)生都會(huì)選擇三號(hào)尺，測量之后請(qǐng)學(xué)生交流測量結(jié)果，不同小組的工件長度略有不同，有的是12.80 cm，有的是介于12.80 cm～12.90 cm之間，學(xué)生在交流讀數(shù)的時(shí)候有的讀12.8 cm，有的讀12.80 cm，有的讀12.85 cm等，將這些數(shù)據(jù)列在黑板上，找一位有估讀的學(xué)生交流讀數(shù)過程。教師提問：你覺得你的讀數(shù)準(zhǔn)確嗎？學(xué)生：不準(zhǔn)確，前面12.8 cm是可以直接看到的，后面多了一點(diǎn)出來，我估計(jì)是0.05 cm，所以得到結(jié)果12.85 cm。教師提問：刻度尺分度值是0.1 cm，前面的12.8 cm叫準(zhǔn)確值，后面的0.05叫估讀值，同學(xué)們覺得是估讀之后準(zhǔn)確還是不估讀準(zhǔn)確？學(xué)生：估讀后更接近真實(shí)值，更準(zhǔn)確。教師繼續(xù)提問：有同學(xué)讀到12.8 cm和12.80 cm，大家覺得最后一位這個(gè)零可不可以去掉？學(xué)生：不可以，人眼看上去正好，實(shí)際可能是有偏差的，還是得估讀，體現(xiàn)了讀數(shù)的準(zhǔn)確性。教師繼續(xù)提問：那為什么讀到12.80 cm，不讀成12.80123 cm呢？學(xué)生：本來最后一位就是估讀的，再往下估讀就沒有任何意義了。教師總結(jié)：所以我們只需要估讀到分度值的下一位。

通過這樣的處理，學(xué)生在實(shí)踐過程中發(fā)現(xiàn)估讀的必要性，自己總結(jié)，體現(xiàn)了對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。隨后請(qǐng)學(xué)生比較同小組測量的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)讀數(shù)還是有所不同。教師提出問題：使用同一把刻度尺測量同一個(gè)工件，為什么大家讀出來的結(jié)果還是有差異？學(xué)生：因?yàn)橛泄雷x，每個(gè)人的感覺是不同的。教師講述：不光不同的人讀數(shù)有差異，測量工具自身及其使用方法都會(huì)造成測量值與真實(shí)值之間有或大或小的差異，我們把這種差異叫作誤差。誤差是客觀存在的，不能避免，但是我們可以盡量減小。那請(qǐng)同學(xué)們思考一下，有沒有什么好的辦法把你們同小組的四個(gè)數(shù)據(jù)綜合一下得到一個(gè)更準(zhǔn)確的測量結(jié)果。學(xué)生回答：求平均值。教師提問：如果還覺得不夠準(zhǔn)確怎么辦？學(xué)生：再多測幾次。教師提問：那我們可以把全班的數(shù)據(jù)放在一起求平均值嗎？學(xué)生：不可以，每個(gè)小組測量的工件長度不同，只有測量同一個(gè)工件的數(shù)據(jù)才能求平均值。通過一系列有梯度的提問逐步深入，學(xué)生認(rèn)識(shí)到誤差的存在，并自己找出減小誤差的方法，一氣呵成。

七、延伸教材，拓展提升

減小誤差的方法除了多次測量求平均值外，還可以用更精密的測量工具。課本給出了游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的圖片，并未做介紹。因此，筆者設(shè)計(jì)了一次學(xué)生體驗(yàn)活動(dòng)，即活動(dòng)六“用電子游標(biāo)卡尺測一測工件的長度”，簡單了解更精密的測量工具，做好初高銜接。出示兩種測量工具，介紹兩種測量工具的測量功能和精度，學(xué)生聽后必然十分感興趣。教師講述：這兩種測量工具的使用方法我們到高中會(huì)進(jìn)一步學(xué)習(xí)，今天老師帶來了一種使用方法更簡單的電子屏顯游標(biāo)卡尺，請(qǐng)每個(gè)小組的組長用游標(biāo)卡尺重新測量工件長度。把學(xué)生各小組測得的數(shù)據(jù)寫在黑板上，并與之前的數(shù)據(jù)做對(duì)比，讓大家評(píng)一評(píng)哪一組估讀最準(zhǔn)確。設(shè)計(jì)這個(gè)環(huán)節(jié)還是考慮到學(xué)生學(xué)習(xí)體驗(yàn)不能淺嘗輒止，在時(shí)間允許的范圍內(nèi)給學(xué)生最大程度的體驗(yàn)空間，同時(shí)可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)估讀必要性的認(rèn)同。

在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了活動(dòng)七“用激光測距儀測量教室的寬度”。在“光的直線傳播”一節(jié)，教材已經(jīng)對(duì)激光測距做了介紹，教師出示便攜激光測距儀，現(xiàn)場測量教室的寬度。班級(jí)學(xué)生有極大的好奇心，想知道這種方法究竟準(zhǔn)不準(zhǔn)。教師現(xiàn)場測三次，激光測距儀比較穩(wěn)定，正常數(shù)據(jù)應(yīng)該相同，讓學(xué)生讀出數(shù)值寫在黑板上。筆者使用的激光測距儀可以讀到毫米位，如讀數(shù)為8.425 m，最后一位并不精確，為估讀位，讓學(xué)生分析測距儀精確到什么單位，從而鞏固估讀知識(shí)點(diǎn)，讓學(xué)生通過數(shù)據(jù)也能判斷測量工具的精度。

八、回歸生活，尋求特殊測量方法

最后一個(gè)學(xué)生活動(dòng)是活動(dòng)八“測算地圖上京滬鐵路的長度”。材料包里為學(xué)生提供了形變小的棉線和橡皮筋，學(xué)生很容易想到要用線去重合路線再拉直測量，再請(qǐng)學(xué)生交流選用棉線還是橡皮筋，討論得出要用彈性小的棉線化曲為直。

由于這節(jié)課設(shè)計(jì)的學(xué)生活動(dòng)較多，出于時(shí)間考慮，課本活動(dòng)“測量一張紙的厚度”放在了學(xué)生課后實(shí)踐任務(wù)里：分別是：（1）測量一張紙的厚度;（2）測量身邊人的身高;（3）估測教學(xué)樓樓層高度。課上讓學(xué)生討論特殊測量的方法：測多算少，三角尺夾逼測量，臺(tái)階高度乘以臺(tái)階數(shù)，既達(dá)成了教學(xué)目標(biāo)，又給了學(xué)生課后實(shí)踐的機(jī)會(huì)。

八個(gè)課堂活動(dòng)串聯(lián)的教學(xué)設(shè)計(jì)前后呼應(yīng)，學(xué)生全程在實(shí)踐—反思—再實(shí)踐的循環(huán)中不斷實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)能力提升，讓簡單的內(nèi)容生動(dòng)有趣，環(huán)環(huán)相扣。筆者通過與同行交流發(fā)現(xiàn)，如果將課上活動(dòng)成果與希沃投屏相結(jié)合，可視化手段會(huì)讓課堂活動(dòng)的呈現(xiàn)程度和學(xué)生交流效果更好。

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（作者單位：江蘇省昆山禮仁外國語學(xué)校）

編輯：趙飛飛