王　莉

教學(xué)儀器是完成實驗教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生實驗技能的物質(zhì)基礎(chǔ),它在物理教學(xué)中起著非常重要的作用。在教學(xué)過程中,我們不僅要充分利用現(xiàn)有的儀器,做好現(xiàn)有的實驗,更要開動腦子,開闊眼界,自制并引導(dǎo)學(xué)生積極參加制作實驗儀器。讓學(xué)生用自制的儀器自行實驗,使學(xué)生在這個過程中增強物理學(xué)習(xí)的興趣,樹立信心,在經(jīng)歷成功喜悅的同時,提高學(xué)習(xí)成績。

經(jīng)過多年的教學(xué)實踐,我在現(xiàn)行教材初中物理第一冊第一章《長度測量》一節(jié)的教學(xué)中,運用“參與式”教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生自制儀器進行實驗,取得了十分明顯的成效。

《長度測量》一節(jié)的教材內(nèi)容看似十分簡短,但其實際內(nèi)容,不但廣泛而且難點較多,學(xué)生掌握程度好壞還關(guān)系到以后實驗教學(xué)質(zhì)量的高低。如果我們用現(xiàn)有的儀器講課文,將會給學(xué)生遺留很多難以解決的問題。同時這一節(jié)又是正文第一節(jié),如不能成功地突破,將會對學(xué)生學(xué)習(xí)物理造成很多不良影響。為此我利用“參與式”的教學(xué)方式進行了本節(jié)教學(xué),具體的教學(xué)過程如下:

一、認(rèn)識刻度尺

分發(fā)給每一位同學(xué)一把現(xiàn)有的刻度尺,讓他們細(xì)致觀察刻度尺的量程并解釋其定義(一次所能測量的最大值),同時解釋分度值定義(即相鄰兩刻線間的值,觀察尺面上標(biāo)示的數(shù)字、單位以及“0”刻線的位置,“0”刻線是否磨損等。)

二、刻度尺的分類

刻度尺分類的形式很多,按材料分成木的、鐵的、鋁的等。也可按形狀分成直的、三角形的等。物理上通常按分度值進行分類,分為厘米刻度尺、毫米刻度尺,分度值是界定刻度尺的重要標(biāo)準(zhǔn)。

三、學(xué)生自制厘米刻度尺、分米刻度尺

根據(jù)分類講解學(xué)生已明白什么是厘米刻度尺、分米刻度尺,然后,明確作為刻度尺本身都有什么標(biāo)記,強調(diào)刻線時注意相鄰兩刻線的值、標(biāo)示的數(shù)字及單位。

四、測量值的組成

學(xué)生分組討論并總結(jié)測量值的組成后,學(xué)生用自制的厘米刻度尺測量物理課本的寬,測量過程表明,物理課本的寬由兩部分組成,一部分明明白白標(biāo)示是12cm,這是準(zhǔn)確的,稱為準(zhǔn)確值。另一部分并沒有標(biāo)示多少,但又是物理課本寬的一部分,不能省略,必須加上,這里需要估計。估計時,要求估計一位,因為這一位已不準(zhǔn)確,再估計就更不準(zhǔn)確,估計它的長約是0.6cm,這一部分稱為估計值。綜上可知,測量值是由準(zhǔn)確值加一位估計值組成,其中估計值處在測量值的末位。

由測量值的組成得出,估計值使測量值永遠不會等于真實值,測量值與真實值之間總存在差異,這個差異就是誤差,學(xué)生會從實際的測量中體會到誤差的本質(zhì)以及其不可避免性。

五、精確程度

讓學(xué)生用自制的分米刻度尺、厘米刻度尺以及原有的毫米刻度尺測量同一物理課本的寬分別是1.2分米,12.6厘米,126.5毫米。

設(shè)置問題:

1. 體會測量過程,分析測量數(shù)據(jù),哪一測量值更精確些?(126.5毫米)

2.126.5毫米是用什么刻度尺測的?(毫米刻度尺)

3.比較以上三種刻度尺的分度值(由大到小依次是分米刻度尺、厘米刻度尺、毫米刻度尺)。

由此可見,分度值越小的刻度尺測量越精確,精確程度是由分度值確定的,分度值是多少,測量的精確程度就是多少。

測量越精確越好嗎?不是,在實際的生活中,精確程度要根據(jù)實際情況確定。比如要測北京到上海的距離,現(xiàn)有千米刻度尺、米刻度尺、分米刻度尺、厘米刻度尺、毫米刻度尺,選取哪一刻度尺進行測量是合理的呢?分析測量北京到上海的距離,根據(jù)實際情況,測量時多測或少測幾毫米或幾厘米、幾分米、幾米可不可以,當(dāng)然是可以的,它不會影響大局。這就意味著測量時需要精確程度不是毫米、厘米、分米、米,應(yīng)使用千米刻度尺,這就充分說明了不是測量值越精確越好,所需要的精確程度是根據(jù)實際情況而定的。

六、估計程度

讓學(xué)生分別用毫米刻度尺、厘米刻度尺、分米刻度尺測量物理課本的長,結(jié)果見下表:

分析上表可以看出,從位置上講,估計值在準(zhǔn)確值的下一位;從測量單位上講,估計值在分度值的下一位。所以說估計時應(yīng)估計到分度值的下一位或準(zhǔn)確值的下一位。

七、測量值正確與否的判斷,測量工具種類的判斷

分發(fā)給每一位同學(xué)事先準(zhǔn)備的同樣的一長方體木塊,然后讓他們用分米刻度尺、厘米刻度尺以及毫米刻度尺測量長方體的長、寬、高,并填入下表。

觀察分析以上數(shù)據(jù)的特點,設(shè)置問題:

1.用分米刻度尺測得的值以分米做單位時,有幾位小數(shù)?(一位)

2.用厘米刻度尺測得的值以厘米做單位時,有幾位小數(shù)?(一位)

3.用毫米刻度尺測得的值以毫米做單位時,有幾位小數(shù)?(一位)

由此可見,測量值如果以所用刻度尺的分度值為單位,測量值應(yīng)有一位小數(shù),其后單位應(yīng)是所用刻度尺的分度值,據(jù)此我們就不難判斷測量值是否正確的問題。辦法就是我們看測量值以所用刻度尺的分度值為單位時是否是一位小數(shù),如果是一位小數(shù),則測量值正確,否則錯誤。同時我們也可以判斷已知測量值在測量時所用的測量工具的種類。方法應(yīng)是看測量值是一位小數(shù)時所帶的單位,它所帶的單位恰好就是所用刻度尺的分度值,分度值就是判斷刻度尺種類的依據(jù)。例如判斷測量值12.3cm是什么刻度尺測的,因為測量值12.3cm是一位小數(shù),它所帶的單位厘米,所以12.3是用分度值為厘米的刻度尺測量的。

“萬事開頭難”,學(xué)習(xí)一門新的課程也是一樣。十四年的教學(xué)實踐證明,上述教學(xué)過程成功地突破了現(xiàn)行物理課第一節(jié)的教學(xué)難點,引導(dǎo)學(xué)生積極參與教學(xué)過程,在實踐中開拓了學(xué)生的思維,培養(yǎng)了學(xué)生儀器制作、實驗操作以及分析、總結(jié)等各種基本技能和能力,培養(yǎng)激發(fā)了他們學(xué)習(xí)物理的濃厚興趣,使他們對學(xué)習(xí)物理充滿了堅定的信心,為今后學(xué)好物理打下了堅實的基礎(chǔ),也為提高物理教學(xué)質(zhì)量鋪平了道路。