“物理量的測(cè)量”課型的探究性設(shè)計(jì)

顧維

摘 要：“物理量的測(cè)量”是初中物理實(shí)驗(yàn)課的一種課型，實(shí)踐性是本課型的基本特征。本文以蘇科版“測(cè)量質(zhì)量的工具”教學(xué)內(nèi)容為范例，介紹了這種課型的一個(gè)探究性設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：課型；質(zhì)量的測(cè)量；托盤(pán)天平；初中物理實(shí)驗(yàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2015）7-0024-2

1 課型產(chǎn)生背景

使用測(cè)量工具對(duì)物理量進(jìn)行測(cè)量，是初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)明確要求掌握的基本知識(shí)，是中考實(shí)驗(yàn)操作考核的重要內(nèi)容，更是生活中的一項(xiàng)基本技能。在蘇科版初中物理教材中包含溫度計(jì)的使用、長(zhǎng)度和時(shí)間的測(cè)量、使用托盤(pán)天平測(cè)量物體的質(zhì)量、測(cè)量物體的體積、彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量力、電壓表和電流表的使用等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。物理量的測(cè)量是初中物理實(shí)驗(yàn)課的一種課型，要求學(xué)生了解測(cè)量工具的原理，認(rèn)識(shí)測(cè)量工具的量程和精度，能正確規(guī)范地使用測(cè)量工具對(duì)物理量進(jìn)行直接或間接的測(cè)量，理解誤差產(chǎn)生的原因。

2 課型設(shè)計(jì)思路

實(shí)踐性是“物理量的測(cè)量”課型的基本特征，但不應(yīng)是簡(jiǎn)單地對(duì)照說(shuō)明書(shū)練習(xí)使用器材。應(yīng)將合作探究和自主發(fā)現(xiàn)貫穿于實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的始終，使學(xué)生在教師創(chuàng)設(shè)的情景中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，在“發(fā)現(xiàn)疑問(wèn)”和“糾正錯(cuò)誤”中理解測(cè)量工具的使用方法，在“思、做、議”的實(shí)踐中提升學(xué)習(xí)的自主性和創(chuàng)造性。

3 課型范例片段：“測(cè)量質(zhì)量的工具”（蘇科版）

1）教材分析：托盤(pán)天平是實(shí)驗(yàn)室測(cè)量質(zhì)量的工具。教材給出了一份托盤(pán)天平的使用說(shuō)明書(shū)，要求學(xué)生自己閱讀，然后進(jìn)行師生的交流與協(xié)作，并用插圖的形式指出幾種常見(jiàn)的托盤(pán)天平的操作錯(cuò)誤。但對(duì)為什么這樣調(diào)節(jié)，違反操作規(guī)范帶來(lái)的后果并沒(méi)有詳細(xì)說(shuō)明。這樣遠(yuǎn)離學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生缺少思考，致使學(xué)生認(rèn)識(shí)上和操作上潛在的錯(cuò)誤不易暴露。

2）學(xué)情分析：在學(xué)習(xí)了質(zhì)量的基本知識(shí)后，學(xué)生對(duì)質(zhì)量的含義和單位有了一定認(rèn)識(shí)，學(xué)生對(duì)托盤(pán)天平充滿(mǎn)好奇與求知欲。面對(duì)天平，多數(shù)學(xué)生會(huì)急于動(dòng)手操作，忽略了說(shuō)明書(shū)上的操作規(guī)范。針對(duì)這樣的心理特點(diǎn)，在教學(xué)設(shè)計(jì)中創(chuàng)設(shè)了三大活動(dòng)主題，使學(xué)生在合作探究中學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)、學(xué)會(huì)歸納。

3）實(shí)驗(yàn)器材：托盤(pán)天平（含砝碼），一塊果凍（約16 g），一塊橡皮泥（比果凍質(zhì)量大0.2 g）。

4）教學(xué)設(shè)計(jì)：

活動(dòng)一：果凍和橡皮泥誰(shuí)的質(zhì)量更大？

在課前，教師先將砝碼藏在學(xué)生課桌的抽屜內(nèi)。將天平的平衡螺母調(diào)到最內(nèi)側(cè)或最外側(cè)，破壞天平的平衡。

師：果凍和橡皮泥誰(shuí)的質(zhì)量更大？你們能給我稱(chēng)一稱(chēng)，告訴我結(jié)果嗎？

學(xué)生活動(dòng)：很多學(xué)生會(huì)忽略天平的平衡調(diào)節(jié)，直接將兩個(gè)物體放在天平上稱(chēng)量。因?yàn)闆](méi)有調(diào)節(jié)平衡螺母使天平平衡，且兩個(gè)物體的質(zhì)量?jī)H相差0.2 g，所以將物體放在不同的托盤(pán)上，會(huì)得到截然相反的結(jié)果。

生：結(jié)果怎么會(huì)這樣？（學(xué)生發(fā)現(xiàn)疑問(wèn)，進(jìn)一步交流討論）老師，我發(fā)現(xiàn)了，原來(lái)在稱(chēng)量之前天平就不平衡，這樣比較當(dāng)然“不公平”！

師：那怎么辦？在實(shí)驗(yàn)前你怎樣讓天平平衡呢？你找到的這個(gè)裝置起到什么作用？和生活中的什么物體是類(lèi)似的？

學(xué)生活動(dòng)并總結(jié)：（略）

讓盲目操作的同學(xué)“吃一塹”，引發(fā)學(xué)生對(duì)天平平衡調(diào)節(jié)的重視，認(rèn)識(shí)到?jīng)]有調(diào)平衡，以后的稱(chēng)量操作都是錯(cuò)誤的。借助蹺蹺板類(lèi)比天平，調(diào)節(jié)什么、怎么調(diào)節(jié)、怎樣算平衡。物理知識(shí)來(lái)源于實(shí)際生活，又服于社會(huì)活動(dòng)。在學(xué)生的能力范圍之內(nèi)，給予其自主權(quán)，發(fā)揮學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)平衡螺母的作用及其調(diào)節(jié)方法。

活動(dòng)二：橡皮泥比果凍質(zhì)量大多少？

師：用調(diào)好的天平稱(chēng)量，發(fā)現(xiàn)橡皮泥質(zhì)量大。那么，你能不用砝碼稱(chēng)出橡皮泥比果凍質(zhì)量大多少嗎？

師：這時(shí)，能通過(guò)調(diào)節(jié)平衡螺母使天平平衡嗎？

經(jīng)過(guò)活動(dòng)一，學(xué)生已經(jīng)深刻認(rèn)識(shí)到這時(shí)若移動(dòng)平衡螺母是破壞天平自身的平衡，這樣將教材中的硬性使用規(guī)定轉(zhuǎn)化為學(xué)生自主探究的經(jīng)驗(yàn)，理解深刻。而且，此時(shí)提出強(qiáng)調(diào)，避免孩子走不必要的彎路，把調(diào)好的天平破壞平衡。

學(xué)生活動(dòng)：

生：我發(fā)現(xiàn)，向右移動(dòng)游碼的作用相當(dāng)于在右盤(pán)增加砝碼。

生：我還能得出左盤(pán)物體的質(zhì)量等于右盤(pán)物體的質(zhì)量加游碼讀數(shù)這一規(guī)律！

通過(guò)交流討論和不斷嘗試，學(xué)生發(fā)現(xiàn)了利用游碼向右移動(dòng)，天平重獲平衡可知兩物體相差多少，同時(shí)認(rèn)識(shí)到向右移動(dòng)游碼相當(dāng)于向右盤(pán)加質(zhì)量。

課堂是生成的，教師很難預(yù)定一個(gè)不變的程序控制學(xué)生的活動(dòng)， 必須根據(jù)學(xué)生在會(huì)話中的表現(xiàn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的調(diào)節(jié)。比如，這個(gè)活動(dòng)中也發(fā)現(xiàn)學(xué)生把質(zhì)量大的橡皮泥放右盤(pán)，質(zhì)量小的果凍放左盤(pán)，結(jié)果始終不能使天平平衡，他們自然會(huì)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并對(duì)換物體的位置，這也會(huì)使他們更深地體會(huì)到向右移動(dòng)游碼相當(dāng)于向右盤(pán)加質(zhì)量，呼應(yīng)第一個(gè)活動(dòng)中調(diào)天平平衡時(shí)游碼為什么歸零。同時(shí)，得到天平平衡時(shí)m左=m右+游碼示數(shù)，為下面稱(chēng)量物體的質(zhì)量打下伏筆。

活動(dòng)三：橡皮泥的質(zhì)量到底是多大呢？

由于有第二個(gè)活動(dòng)中天平平衡時(shí)的等式，學(xué)生都能得到物體的質(zhì)量。

生：那就需要把剛才實(shí)驗(yàn)中的果凍換成質(zhì)量已知的標(biāo)準(zhǔn)物體。

師：請(qǐng)大家拿出抽屜里的砝碼盒，在閱讀砝碼使用注意事項(xiàng)后使用砝碼稱(chēng)出橡皮泥的質(zhì)量。

思維拓展：如果錯(cuò)把被稱(chēng)量的物體放在右盤(pán)，那么質(zhì)量如何計(jì)算呢？

歸納總結(jié)：自己設(shè)計(jì)并完成一份托盤(pán)天平的使用說(shuō)明書(shū)并與教材給出的說(shuō)明書(shū)對(duì)比，總結(jié)優(yōu)點(diǎn)與不足。

4 課型設(shè)計(jì)反思

“物理量的測(cè)量”這一課型適用于學(xué)習(xí)物理測(cè)量?jī)x器操作的實(shí)驗(yàn)課，其作用是通過(guò)活動(dòng)讓學(xué)生掌握使用方法，規(guī)范操作步驟。活動(dòng)的設(shè)計(jì)以發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和提出問(wèn)題開(kāi)始，以解決問(wèn)題為目標(biāo)，問(wèn)題設(shè)計(jì)必須符合學(xué)生的知識(shí)背景、思想現(xiàn)狀，既要遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，也要利于學(xué)生建立思維模型，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣與科學(xué)品質(zhì)。在倡導(dǎo)合作學(xué)習(xí)、自主發(fā)現(xiàn)的新課程理念背景下，真正體現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位。

（欄目編輯 劉 榮）