初中“測(cè)量工具”問(wèn)題的解法進(jìn)階

王加希

摘? 要：測(cè)量問(wèn)題是初中物理的基礎(chǔ)，其中有一類測(cè)量工具不標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題，常常令學(xué)生費(fèi)解。難點(diǎn)在于，理清標(biāo)準(zhǔn)值與測(cè)量值、真實(shí)值的關(guān)系。作者以學(xué)生為中心，不斷思考這類問(wèn)題的教法，并以文章的形式敘述了該過(guò)程，以分享這段珍貴的教學(xué)經(jīng)歷。

關(guān)鍵詞：初中物理;測(cè)量

測(cè)量是科學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，它幫助科學(xué)成為定量的學(xué)科，讓觀察更有說(shuō)服力。但初中教學(xué)中，學(xué)生對(duì)于用不準(zhǔn)的工具去測(cè)量物體，測(cè)量結(jié)果較真實(shí)值如何的問(wèn)題學(xué)生始終無(wú)法準(zhǔn)確把握。

一、教學(xué)的進(jìn)階過(guò)程

（一）階段一：“眾里尋他千百度”

對(duì)于測(cè)量的問(wèn)題，是初一學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)繞不開的坎，它是速度計(jì)算、體積計(jì)算、密度計(jì)算的基礎(chǔ)。標(biāo)準(zhǔn)的讀數(shù)學(xué)生基本沒(méi)有問(wèn)題，但涉及到測(cè)量工具不標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題，學(xué)生做題時(shí)就很難有較高的正確率。下文以一道長(zhǎng)度測(cè)量題（題1）和質(zhì)量測(cè)量題（題2）為例。

題1：木尺受潮后膨脹，用它測(cè)量物體的長(zhǎng)度，測(cè)出的結(jié)果將比真實(shí)值偏? ? ? ? ? ?.

解析：受潮而膨脹后的木制的刻度尺會(huì)變長(zhǎng)，分度值會(huì)變大。用此刻度尺來(lái)測(cè)量物體的長(zhǎng)度，會(huì)將物體的長(zhǎng)度測(cè)小，舉個(gè)例子：物體的長(zhǎng)度為2cm，而受熱膨脹的刻度尺2cm要比物體長(zhǎng)，用這個(gè)刻度尺來(lái)測(cè)量，示數(shù)就小于2cm.

解析過(guò)程可用思維鏈表示為：

題2：用天平測(cè)量時(shí)，如果砝碼磨損了一些，則測(cè)量結(jié)果比真實(shí)質(zhì)量（ ）

A.偏大? ? ? ? ? ? ? ? ?B.偏小

C.相等? ? ? ? ? ? ? ? ?D.無(wú)法確定

解析：正常情況下砝碼上標(biāo)的質(zhì)量是砝碼的實(shí)際質(zhì)量，例如某砝碼上標(biāo)有50g的字樣，這個(gè)砝碼的質(zhì)量就是50g。如果這個(gè)砝碼磨損了，其實(shí)際質(zhì)量就會(huì)小于50g，用此磨損的砝碼去稱物體的質(zhì)量，當(dāng)天平平衡時(shí)，物體的質(zhì)量等于砝碼的質(zhì)量小于50g，而你仍按標(biāo)準(zhǔn)值讀數(shù)，讀出來(lái)是50g，所以測(cè)量結(jié)果就比實(shí)際值偏大。

評(píng)價(jià)：學(xué)生雖然能夠理解，但在之后的習(xí)題中仍舊很難得出答案。綜合原因在于，學(xué)生的心智尚未完全發(fā)育。根據(jù)皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展理論，初一階段的學(xué)生正處于具體運(yùn)算階段和形式運(yùn)算階段的交界時(shí)期，對(duì)于較為抽象的內(nèi)容缺乏邏輯推理的能力。

而該思維鏈長(zhǎng)達(dá)5步，且形式運(yùn)算涉及要求較高，要進(jìn)行兩次比較，第一次是測(cè)量時(shí)現(xiàn)有的測(cè)量工具和被測(cè)物體的比較，第二次是現(xiàn)有測(cè)量工具和標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量工具的比較。以學(xué)生現(xiàn)有的認(rèn)知，很難將思維過(guò)程理得清晰。其過(guò)程就像在茫茫黑暗中搜尋，真可謂是：“眾里尋他千百度”。

（二）階段二：知周而無(wú)過(guò)

之后，筆者想到用圖形的方式來(lái)表示第、④步。以此，不但能簡(jiǎn)化思維過(guò)程，減少思維鏈長(zhǎng)度;還能將思維過(guò)程外顯，以更清晰地表征思維過(guò)程。

題1解析可用思維鏈表示為：

評(píng)價(jià)：學(xué)生不但能夠理解，而且思維量減少了，減少的量在兩個(gè)方面：1.思維鏈的數(shù)值減少到4步，其次是思維的難度通過(guò)圖形表征的方式減小。這樣做題，學(xué)生的正確率顯著提高。

總得來(lái)說(shuō)，用此方法能夠?qū)W會(huì)并應(yīng)用原理，并能將思路理清晰，正確率也有顯著的提升。正是“知周乎萬(wàn)物，而道濟(jì)天下。”但是，在現(xiàn)實(shí)的解題過(guò)程中，該思路需要畫圖，比較費(fèi)時(shí)。

（三）階段三：道徹以歸一

此種方法能夠讓學(xué)生減少思維量，但畫圖確實(shí)太費(fèi)事。

根據(jù)書本的定義：測(cè)量是把一個(gè)待測(cè)的量與公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較的過(guò)程。在總結(jié)了大量的習(xí)題后，可以得知，不論是測(cè)量長(zhǎng)度或者是測(cè)量質(zhì)量，只要標(biāo)準(zhǔn)量變小，那么待測(cè)量總是偏大;標(biāo)準(zhǔn)量變大，待測(cè)量總是偏小。

于是，思維鏈可以簡(jiǎn)化為3步：

評(píng)價(jià)：學(xué)生在做了許多題目后，能夠?qū)⒆兞繕?biāo)定為標(biāo)準(zhǔn)量的變化，以此能夠歸納出一類問(wèn)題的解法。此方法將測(cè)量的定義演繹成為簡(jiǎn)單的解題思路，淺顯而易懂，簡(jiǎn)約而不簡(jiǎn)單。

二、教學(xué)反思

上述的教學(xué)過(guò)程是筆者作為初中教師的反思過(guò)程，不斷地反思讓我明白教師生涯中教學(xué)相長(zhǎng)的樂(lè)趣，教學(xué)過(guò)程中，不斷通過(guò)減少思維鏈，幫助理清學(xué)生的答題思路，從解答一個(gè)問(wèn)題到解答一類問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

[1]瓊·皮亞杰， 傅統(tǒng)先. 發(fā)生認(rèn)識(shí)論[J]. 教育研究， 1979（2）：86-91.