游標(biāo)卡尺不需要估讀嗎？

朱建廉

（南京市金陵中學(xué)，江蘇 南京 210005）

關(guān)于游標(biāo)卡尺的讀尺問(wèn)題，較為普遍的存在著一個(gè)認(rèn)識(shí)層面上的誤區(qū)，即教學(xué)實(shí)踐中較為普遍的流行著“游標(biāo)卡尺不需要估讀”的相應(yīng)觀點(diǎn).

本文以質(zhì)疑式語(yǔ)句而設(shè)置的標(biāo)題，鮮明地表達(dá)了筆者針對(duì)“游標(biāo)卡尺是否需要估讀”問(wèn)題而在主觀上的一種認(rèn)同，即游標(biāo)卡尺需要估讀.

1 測(cè)量的操作規(guī)范——要求“估讀”

針對(duì)著所研究的“運(yùn)動(dòng)”，經(jīng)典物理學(xué)需要解決3個(gè)基本問(wèn)題，即測(cè)量“現(xiàn)在”；搞清“變化”；預(yù)測(cè)“將來(lái)”.也就是說(shuō)，經(jīng)典物理學(xué)借助于測(cè)量的相應(yīng)手段而了解運(yùn)動(dòng)的初狀態(tài)；然后借助于牛頓運(yùn)動(dòng)定律而搞清運(yùn)動(dòng)的變化情況；最后再借助于數(shù)學(xué)計(jì)算方法明確運(yùn)動(dòng)變化的累積情況而預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)的將來(lái).由此可見(jiàn)，測(cè)量應(yīng)該被認(rèn)為是物理學(xué)知識(shí)框架中不可忽缺的重要組成部分.

對(duì)于測(cè)量，其相應(yīng)的操作必須在規(guī)范化的要求下進(jìn)行，而在相應(yīng)的規(guī)范中有一個(gè)基本的要求，那就是測(cè)量的結(jié)果必須采用有效數(shù)字而給出定量的表達(dá).所謂的“有效數(shù)字”，實(shí)際是指“含有一位不可靠數(shù)字的數(shù)字”.而在測(cè)量結(jié)果的定量記錄中所包含的這一位“不可靠數(shù)字”，其產(chǎn)生的機(jī)理就是測(cè)量操作中的“估讀”.

如果說(shuō)使用游標(biāo)卡尺測(cè)量時(shí)不需要估讀，那么在其測(cè)量結(jié)果的記錄中的那一位“不可靠數(shù)字”將怎樣產(chǎn)生呢？其測(cè)量的結(jié)果又將怎樣按照相應(yīng)的規(guī)范化要求來(lái)記錄呢？

由此，我們便應(yīng)該能夠從測(cè)量的規(guī)范化要求中自然得出如下判斷.

結(jié)論1：從測(cè)量結(jié)果的規(guī)范化記錄的要求來(lái)看，在游標(biāo)卡尺的使用中，不僅是需要“估讀”，甚至是必須“估讀”.

2 測(cè)量的操作流程——包含“估讀”

讓我們以教學(xué)用的“十分度”游標(biāo)卡尺為例，理性的剖析其測(cè)量時(shí)的操作流程，尤其是理性剖析其讀尺時(shí)的操作流程，進(jìn)而在針對(duì)實(shí)際操作流程的剖析中進(jìn)一步體會(huì)隱含在讀尺操作過(guò)程中的“估讀”環(huán)節(jié).

對(duì)于“十分度”的游標(biāo)卡尺來(lái)說(shuō)，其主尺上的刻度為標(biāo)準(zhǔn)的mm刻度，而其游標(biāo)上的刻度則是將9mm長(zhǎng)度以11道刻度線（分別記為0、1、2、3、…10）作10等分.這樣，游標(biāo)上相鄰刻度線間的距離就比主尺上相鄰刻度線間的距離相差0.1mm.游標(biāo)卡尺的內(nèi)、外測(cè)腳并攏時(shí)，游標(biāo)上的刻度線0與主尺上的0mm刻度線正對(duì)，游標(biāo)上的刻度線10與主尺上的9mm刻度線正對(duì)，而游標(biāo)上的刻度線i（i＝1、2、3、…9）則 與 主 尺 上 相 應(yīng) 的 刻 度 線 依 次 錯(cuò) 開(kāi)0.1mm的i倍.若在此基礎(chǔ)上將游標(biāo)拉開(kāi)一個(gè)小于0.1mm的距離（譬如把游標(biāo)拉開(kāi)的距離為0.05mm），則游標(biāo)上所有的刻度線都不會(huì)與主尺上某道刻度線正對(duì).盡管在游標(biāo)卡尺的實(shí)際測(cè)量操作流程中幾乎并不存在游標(biāo)上某一道刻度線與主尺上的某一道刻度線正對(duì)的情況，可相應(yīng)的測(cè)量操作卻仍然要求我們找出一道“最正對(duì)”的刻度線，這顯然就是一種真正意義的“估讀”.

由此，我們便應(yīng)該能夠從測(cè)量的規(guī)范化操作中自然得出如下判斷.

結(jié)論2：從測(cè)量的規(guī)范化操作過(guò)程可以看出，在游標(biāo)卡尺的操作流程中，實(shí)際上已經(jīng)包含了相應(yīng)的“估讀”運(yùn)作.

3 結(jié)語(yǔ)

我們遺憾地發(fā)現(xiàn)，“游標(biāo)卡尺不需要估讀”的錯(cuò)誤觀點(diǎn)長(zhǎng)期而較為普遍地充斥于我們的教學(xué)現(xiàn)場(chǎng).盡管這樣的錯(cuò)誤觀點(diǎn)并不會(huì)實(shí)質(zhì)性影響使用游標(biāo)卡尺時(shí)讀尺結(jié)果的正確性，但相應(yīng)觀點(diǎn)的錯(cuò)誤表述畢竟有違測(cè)量的操作規(guī)范和有悖測(cè)量的操作流程，所折射出的是我們的教學(xué)研究之不足.我們有理由相信，持有“游標(biāo)卡尺不需要估讀”的錯(cuò)誤觀點(diǎn)的人，根本沒(méi)有能夠自覺(jué)地運(yùn)用測(cè)量的操作規(guī)范而檢驗(yàn)其所持的觀點(diǎn)，根本沒(méi)有想到“不估讀”將無(wú)法獲得含有一位不可靠數(shù)字的有效數(shù)字而無(wú)法按照規(guī)范化要求記錄測(cè)量結(jié)果；根本沒(méi)有能夠認(rèn)真審視測(cè)量的操作流程，絲毫沒(méi)有能夠意識(shí)到在相應(yīng)的操作流程中本已包含了實(shí)質(zhì)意義的“估讀”運(yùn)作.而這種不能自覺(jué)運(yùn)用操作規(guī)范和不能認(rèn)真審視操作流程的隨意性操作，顯然是與高中物理教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)操作要求格格不入的.