如何輕巧讀準游標卡尺的讀數

黃曉燕

[摘 要]在高中階段，游標卡尺的讀數，要求學生必須掌握，但是不論考多少次，練多少遍，還是有相當一部分學生讀錯。究其原因，主要是由于不理解游標卡尺的結構、原理和讀數方法。文章從游標卡尺的結構、原理的分析入手，通過“挪動”假想和數格子的方法，輕松突破毫米小數部分的讀數方法，有效幫助學生準確讀數。具體是假想“挪動”游標尺上對齊刻度線前的刻度線和數游標尺上對齊刻度線前的格子數，通俗易懂地總結出“毫米小數=游標尺上對齊刻度線前的格數（n）×精度（k）”的讀數方法，從而輕巧讀準游標卡尺的讀數。

[關鍵詞]游標卡尺；讀數方法；結構；原理；精度

[中圖分類號]G633.7[文獻標識碼]A[文章編號] 16746058（2017）35004602

游標卡尺是工業上常用的一種長度測量工具，在高中階段，游標卡尺的讀數，要求學生必須掌握，但學生容易讀錯。究其原因，是由于不理解游標卡尺的結構、原理和讀數方法。那么，怎樣才能輕巧讀準？所謂的“輕巧”是指學生能夠從相對直觀的角度來理解，輕松讀數。下面結合教學經驗，總結一下如何教會學生輕巧讀準游標卡尺的讀數。

一、引導學生邊動手邊觀察，理解游標卡尺的結構和測量原理

引導學生邊動手邊觀察，讓其知道游標卡尺可以測量內徑、外徑和深度。如圖1，測量內徑時，內徑等于左右內測量爪的兩個直邊之間的距離a；測量深度時，深度等于深度尺所伸出的長度b；測量外徑時，外徑等于左右外測量爪兩個直邊之間的距離c。那么又從哪里讀出a、b、c的值？引導學生進一步思考。

引導學生觀察結構，使其理解測量原理。如圖2，當左右爪合攏時，主尺和游標尺的零刻度線對齊，深度尺與主尺的末端齊平。由于內外測量爪的右爪、深度尺和游標尺是連成一體的，所以測量時向右移動游標尺（如圖1），游標尺上的零刻度線、內外測量爪的右爪、深度尺也隨之向右移動相等的距離，使內測量爪的兩直邊間距a、深度尺伸出的長度b、外測量爪的兩直邊間距c都相等（即a=b=c），而且a、b、c都等于兩尺上的兩條零刻度線之間的距離d。因此，不論測量內徑、外徑，還是深度，測量值都等于主尺和游標尺的兩條零刻度線之間的距離，利用兩尺的刻度讀出這個距離就是最終的測量值。理解了這個原理，就可以避免常見的一些錯誤。如圖1中，學生往往錯誤地讀為31.8mm，正確讀數是34.8mm，造成錯誤的原因是不理解游標卡尺的結構和測量原理，誤以外測量爪右爪的機械左端（不是零刻度線處）與主尺對應的位置來讀整毫米數。

二、讓學生理解精度的設計原理，會求各種游標卡尺的精度

測量值等于兩尺的兩條零刻度線之間的距離，要準確讀出，就得理解游標卡尺的精度設計原理。游標卡尺是利用主尺的分度值與游標尺的分度值的差值來制成的一種長度測量工具。兩者分度值的差值就是游標卡尺的精度，差值越小，精度越高。常見的有10分度尺、20分度尺和50分度尺，它們的主尺分度值都為1mm。10分度尺的游標尺上有10個等分刻度，總長為9mm（左右爪對齊時引導學生觀察并讀出總長），每個刻度為0.9mm，與主尺的分度值相差0.1mm，所以精度為0.1mm；20分度尺的游標尺上有20個等分刻度，總長為19mm，每個刻度為0.95mm，與主尺的分度值相差0.05mm，所以精度為0.05mm；50分度尺的游標尺上有50個等分刻度，總長為49mm，每個刻度為0.98mm，與主尺的分度值相差0.02mm，所以精度為0.02mm。常見的這三種卡尺的精度，學生都背得滾瓜爛熟，但由于對精度的設計原理不理解，對一些新型的卡尺又不知道如何求其精度。因此，建議教師在教學過程中多設計一些新型的卡尺，讓學生加深理解精度的設計原理，方便學生舉一反三。例如，工業上有這樣一種新型的十分度尺和二十分度尺，其主尺與上述常見的三種規格一樣，分度值為1mm，而十分度尺的游標尺上有10個等分刻度，總長度19mm，二十分度尺的游標尺上有20個等分刻度，總長度39mm。以十分度尺為例，鼓勵學生理解掌握：10個等分刻度總長度19mm，每小格為1.9mm，比2mm差了0.1mm，所以其精度為0.1mm，其游標尺的刻度較為稀疏。

三、讓學生實踐操作，熟練掌握讀數方法

測量值由毫米的整數部分和小數部分組成，分別從主尺和游標尺上讀出。整毫米數的讀數方法：整毫米數就是離游標尺零刻度線左側最近（或剛好對齊）的主尺刻度線所對應的整毫米數。如圖3，游標尺零刻度線左側最近的主尺刻度線所對應的刻度值為100mm，所以毫米的整數部分是100mm。毫米小數部分就是游標尺零刻度線與其左側最近的主尺刻度線之間的距離（若游標尺零刻度線與主尺刻度線對齊，毫米小數部分為零），如圖3，游標尺上“0刻度線”與主尺上“100mm刻度線”之間的距離就是毫米小數部分。怎樣輕巧讀準這個毫米小數部分？可以這樣理解：相對主尺分度值，游標尺上對齊刻度線前的每一格相當挪出0.05mm，4個格總共挪出0.05mm×4=0.20mm，所以毫米小數部分為0.20mm，測量值為100.20mm。也就是假想游標尺上對齊刻度線前的刻度線可以挪動，使對齊刻度線前的每一格均勻減小，每格減小值等于兩尺分度值之差，即精度值，再數格子數量（n）即可算出總共挪出的距離，可用公式表示：毫米小數=游標尺上對齊刻度線前的格數（n）×精度（k）。又如圖1，游標尺零刻度線左側最近的主尺刻度線所對應的刻度值為34mm，所以毫米的整數部分是34mm；游標卡尺上對齊刻度線前有8個格，每一格相當挪出0.1mm，8個格總共挪出0.1mm×8=0.8mm，所以毫米小數部分為0.8mm；測量值為34mm+0.8mm=34.8mm。

可見，通過“挪動”假想和數格子的方法，讓學生輕松掌握毫米小數部分的讀數。也就是假想“挪動”游標尺上對齊刻度線前的刻度線和數游標尺上對齊刻度線前的格子數，通俗易懂地總結出“毫米小數=游標尺上對齊刻度線前的格數（n）×精度（k）”。

“挪動”假想和數格子的讀數方法主要有以下三方面的優勢。

1.用“挪動”假想和數格子的方法來理解游標卡尺的原理，通俗易懂，學生一學即會，不死背公式，不易遺忘。如果教師在教學過程中不注重游標卡尺的結構和原理的教學，甚至只給學生一個公式，那么學生就會對讀數方法記不準、記不牢，對相關的變式應用更是無從下手。

2.數格子數，不數刻度線，避免出錯。毫米小數部分的讀數是本節的教學難點，課本和許多教輔書介紹毫米小數部分的讀數方法是：找出游標尺上第幾條刻度線與主尺刻度線對齊，如第n條對齊，則小數部分就是“n×精度”。這種讀法容易使學生產生從零刻度線開始數的錯誤。如圖1，學生往往誤數為游標尺上第九條刻度線對齊，所以誤讀為34.9mm，如圖3，往往誤讀為100.25mm。如果數游標尺上對齊刻度線前的格數就可以避免這種錯誤的發生。

3.以游標尺的零刻度線為準，確定整毫米數，避免誤看游標尺的機械左端。如圖1，誤讀為31.8mm。endprint