初中長度測量的高端備課

張抗抗 邢紅軍

摘 要：本文針對初中長度測量教材編寫中存在的問題，通過長度單位的規(guī)定性、長度測量的比較性及實踐性3個環(huán)節(jié)，深入揭示了長度測量的本質(zhì)內(nèi)涵，使教學完成了從物理知識到物理方法，從物理方法到物理思想的逐步升華，并提出相應(yīng)的啟示。

關(guān)鍵詞：初中物理；物理教學；長度測量；物理思想；實踐性

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2016）7-0024-3

長度是初中學生物理學習首次接觸的物理量，同時是物理學中最基礎(chǔ)的物理量，其測量亦是物理實驗的起點，是學生物理學習的奠基課。因此，對長度教學的深入研究具有重要意義。

1 各版本初中物理教材分析

對人教版、北師大版、滬科版、上教版4個版本教材的研究發(fā)現(xiàn)，長度編寫主要沿尋兩個思路[1-4]。第一種以人教版和北師大版為代表，先通過實例或數(shù)字引入長度測量，然后指出長度測量需要規(guī)定單位，旋即給出長度的國際單位制，符號及進制關(guān)系，最后安排測量實驗。第二種以滬科版和上教版為例，主要從測量角度展開，先通過日常生活需要或歷史引入測量的必要性，然后指出測量需要標準，接著給出國際單位制、單位、進制關(guān)系?；谖墨I綜述及深入研究，筆者認為，上述教材編寫思路存在一定問題。

首先，教材編排弱化了長度單位的人為規(guī)定性。1983年國際計量大會規(guī)定了長度的單位，并定義了1米的含義。這一點不僅是正確測量長度的關(guān)鍵，同時對于理解長度概念具有重要意義，應(yīng)該作為長度教學的一個環(huán)節(jié)突出出來。遺憾的是，各個版本的教材編寫均未認識到其對長度內(nèi)涵展開及教學流暢行進的重要意義，而是安排到教材后面不起眼的地方，這就使長度概念內(nèi)涵的詮釋難以實現(xiàn)。

其次，教材編寫未能凸顯科學方法與物理思想。長度測量實質(zhì)上就是將待測物體與給定的標準進行比較，也即是一個比較的過程。整個測量的過程，既是測量這一科學方法的運用過程，又透射出比較思想，這一思想應(yīng)當貫穿長度測量的整個過程。然而，教材未能重視比較方法的重要意義，將其編排在不突出的地方。另一方面，教材編寫也未能洞察出測量過程蘊含的比較思想。這就使得長度測量教學既缺乏科學方法，又缺乏物理思想，從而淪為知識的傳授和技能的介紹。

最后，教材編寫將測量實驗簡單化為實驗操作步驟介紹，對長度測量的實踐性意義理解生硬簡化。4個版本的教材均將重心放于長度測量的操作步驟上，主要是以刻度尺測長度為主，并在實驗步驟介紹完直接跳到測量誤差的介紹。這樣的編寫，在內(nèi)容上并不符合長度從以實物做標準估測到專門儀器出現(xiàn)使測量逐步精確的演變過程。在教學邏輯上，毫無鋪墊與過渡的編排使教學展開過于生硬，不利于教學邏輯的順暢表達。

2 初中長度測量的高端備課

基于對長度本質(zhì)的洞察及已有文獻的深入研究，我們沿尋教學的邏輯，逐步滲透物理思想，凸顯物理本質(zhì)，對長度教學展開新的探索。

2.1 明確長度單位的“規(guī)定性”

長度測量教學的展開，首先應(yīng)當明確長度單位的人為規(guī)定性，這實際上是對如何測量長度的解讀。因此，明確長度單位的規(guī)定性，就具備教學邏輯起點和思維起點的雙重功能。我們知道，長度單位——“米”作為七個國際單位之一，是人為規(guī)定而來的，是長度內(nèi)涵不可或缺的部分，教材編寫中弱化長度單位的人為規(guī)定性，必然難以顯現(xiàn)長度的本質(zhì)，使長度內(nèi)涵模糊，不利于學生正確構(gòu)建對客觀世界尺度的物理認識。實際上，追溯長度的演變歷史，可以知曉長度測量的演變過程蘊含豐富的歷史，教師可以通過引入長度單位的演變歷史，使學生明確長度的規(guī)定性。在明確長度規(guī)定性的基礎(chǔ)上，測量標準1米，就自然而然地成為規(guī)定性的延伸一步，這樣教師就可進一步為學生講述測量標準1米的含義，即把光在真空中秒內(nèi)所走路程的長度定義為1米。

在整個教學過程中，通過牢牢把握長度測量教學的中心，讓學生明確長度的人為規(guī)定性，也使學生理解了測量標準的含義，從而初步闡明了如何測量長度，使得長度教學撥云開霧，找到正確方向。

2.2 強調(diào)長度測量的“比較性”

明確長度的規(guī)定性指明了長度教學的方向，但是長度如何測量還未呈現(xiàn)，這是本環(huán)節(jié)要解決的問題。

當前長度測量教學的做法是，教師告訴學生將直尺的零刻度對準待測物體的一端，觀察待測物體另一端對應(yīng)直尺的位置，讀取數(shù)字即是待測物體的長度。學生則往往是機械的模仿：對齊，讀數(shù)。然而，學生并不明白為什么要這樣操作。究其原因，就在于傳統(tǒng)長度教學未能強調(diào)長度測量的比較性。測量作為一種基本且重要的科學方法， 實際上是待測物體與標準物比較的過程，但測量并非簡單的兩物尺寸對照這一動作，而是蘊含著 “比較”的思想。因此，教師不能僅著眼于技能操作，而應(yīng)強調(diào)長度測量的比較性，并進而促進學生頭腦中比較思想的生成。具體來說，教師可以用測量標準1米作為比較起點，使學生最終明確物體的長度就是單位長度的若干倍或者若干分之一。至此，才算真正揭開長度測量的“面紗”，同時亦使教學完成了從知識到方法，從方法到思想的升華。

2.3 重視長度測量的實踐性

所謂紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。重視長度測量的實踐性，一方面由于長度測量是初中學生物理學習的入門理論課與實驗課，應(yīng)當在揭示教學本質(zhì)的同時輔之以實踐，這樣才有利于學生深入理解教學內(nèi)容。另一方面，重視測量的實踐性亦符合物理學科的特點，同時有利于學生建立實驗探索的意識。

設(shè)置這一環(huán)節(jié)，首先是為長度測量提供 “練兵場”。換句話說，為學生應(yīng)用測量知識，訓練實驗技能提供了場所。其次，為學生認識測量誤差提供了直觀的教學場所，使學生在操作過程中 “觸摸”誤差的存在。教師可在測量操作的開始，為學生講述羅馬帝國的查理曼一世規(guī)定以他的腳長為“一羅馬尺”的有趣故事，以及我國傳統(tǒng)“近取諸身，遠取諸物”的測量方法，即以身體的某一部位長度和身邊某物長度作為測量工具的測量淵源[5-6]。再講述當代精密測量儀器的使用，從而使學生建立不斷減小誤差的意識。進而教師安排估測，直尺測量等測量實驗，使學生在提升實驗操作技能的同時深刻理解誤差，并最終建立誤差只能減小不能消除的觀念。

3 啟示與反思

3.1 抓住物理教學的重心

教學的展開并非漫無目的，而是在合適的張力下始終圍繞一個重心，使教學既不散漫，又不機械呆板。傳統(tǒng)長度測量教學存在著眼知識細節(jié)，丟失教學重心的弊端，反觀本節(jié)課的教學設(shè)計，則牢牢抓住長度的本質(zhì)，通過長度單位的“規(guī)定性”、長度測量的“比較性”及長度測量的“實踐性”3個環(huán)環(huán)相扣的環(huán)節(jié)，從而逐步揭開長度的“面貌”。

3.2 體現(xiàn)物理教學的層次

在物理教學中，僅著眼物理知識的呈現(xiàn)是膚淺的，教學應(yīng)當體現(xiàn)出物理教學的層次。長度測量的整個教學過程從知識出發(fā)并不止于知識，而是通過邏輯緊扣的3個環(huán)節(jié)逐層展開，體現(xiàn)著從物理知識到物理方法，從物理方法到物理思想的教學層次，這樣充滿層次感的教學，既展現(xiàn)了物理教學的豐富內(nèi)涵，也使得教學的效果得以深入。

3.3 促進物理知識的應(yīng)用

真正的物理教學，并非是學生學習物理概念和原理那么簡單，而是能在此基礎(chǔ)上將所學知識自主的應(yīng)用。因此，促進物理知識與實踐相結(jié)合是實現(xiàn)真正意義上物理教學的重要一步。初中長度測量的高端備課在物理知識傳（下轉(zhuǎn)第27頁）（上接第25頁）授的同時，重視長度測量的實踐性，為學生提供了應(yīng)用知識的平臺。同時，通過物理學史的介紹，使學生既理解了測量誤差的內(nèi)涵，又培養(yǎng)了學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，從而完成了真正意義上的物理教學。

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（欄目編輯 劉 榮）