师:今天我们一起来体验在观察中思考,掌握科学的思维方法。可能同学们觉得科学思维方法很高大上,只有物理学家才有,自己只是初中生,难以理解。其实并非如此,很多物理知识、规律,都源于对日常生活的观察与思考。比如风吹过吊灯摆动,这常见现象,伽利略却深入观察研究,发现了摆的等时性原理,各类机械摆钟就是依据此原理制作的。
可见日常生活中普通事物、细微现象都蕴含科学道理,只是我们没像物理学家那样多留意、多思考。只要用心观察、积极思考,我们也能掌握科学思维方法。接下来从身边事物开始,这里有把卷尺,家里有卷尺的同学可以拿出来一起做实验。找到卷尺的同学,找个空盒子,用卷尺测量它的长度。
师:这个卷尺钩有点松动。为什么这把尺的尺钩是松动的呢?通常第一反应可能是,是不是用得太久,尺钩损坏了?接下来怎么办?只好换一把全新的卷尺。
师:嗯,这把新尺的尺钩也是有点松动。再看刚才的实验,大家有没有什么新想法呢?
生:老师,我认为尺钩松动是故意设计的,因为这两把卷尺都这样。
师:那会不会是第一把旧尺用得太旧导致尺钩松动,而第二把虽是新尺,但制作没做好,产品不合格呢?
师:这两位同学都有各自道理。听了他们的意见,大家又有什么新想法?相信同学们想到了,光靠这两把卷尺,无法判断尺钩松动是个别损坏,还是设计如此,得多找几把卷尺试试。刚才试过红卷尺和簧卷尺,下面这把是蓝卷尺。
师:看,尺钩是松动的。这把绿卷尺呢?
师:又一把松动的。再找找,还有白卷尺,尺钩还是松动的。除了刚才几把,我还买了很多卷尺测试。可以发现,无论卷尺牌子、新旧、长宽有何区别,尺钩都是松动的。可以确定尺钩松动是卷尺的正常设计。回顾刚才两位同学的猜想,左边这位同学判断正确。刚才过程就是我们在观察中思考的过程,虽简单细小,但像伽利略、牛顿等物理学家,也像我们刚才这样观察、假设、实验和分析。接下来继续思考,为什么尺钩要做成松动的呢?别急着回答,也别直接找答案,还是回到观察,仔细检查卷尺。大家观察到什么?
生:可以发现尺钩上的孔比钢尺上的钉子大,没有卡紧。
师:咦,刻度好像也有点奇怪,最开始的 1 厘米好像比其他 1 厘米短。先数数看,从钢尺的边缘开始,1、2、3、4、5、6、7、8、9,最开始有 9 毫米,再数旁边的 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10。确实,卷尺最开始一段比正常刻度短了 1 毫米,这跟平常刻度尺完全不同,这样测出来岂不少了 1 毫米?太奇怪了,大家能想到为什么吗?
生:为什么卷尺要做成这样呢?我也想不明白。
师:不要紧,继续观察。把卷尺稍微拉开一点空隙,这时盒子边缘贴紧了尺钩的铁片。看到这个情景,大家想到什么?请试着用文字或图画形式表达出来,跟家里人分享一下。
