游标卡尺不需要估读吗？

朱建廉

（南京市金陵中学，江苏 南京 210005）

关于游标卡尺的读尺问题，较为普遍的存在着一个认识层面上的误区，即教学实践中较为普遍的流行着“游标卡尺不需要估读”的相应观点.

本文以质疑式语句而设置的标题，鲜明地表达了笔者针对“游标卡尺是否需要估读”问题而在主观上的一种认同，即游标卡尺需要估读.

1 测量的操作规范——要求“估读”

针对着所研究的“运动”，经典物理学需要解决3个基本问题，即测量“现在”；搞清“变化”；预测“将来”.也就是说，经典物理学借助于测量的相应手段而了解运动的初状态；然后借助于牛顿运动定律而搞清运动的变化情况；最后再借助于数学计算方法明确运动变化的累积情况而预测运动的将来.由此可见，测量应该被认为是物理学知识框架中不可忽缺的重要组成部分.

对于测量，其相应的操作必须在规范化的要求下进行，而在相应的规范中有一个基本的要求，那就是测量的结果必须采用有效数字而给出定量的表达.所谓的“有效数字”，实际是指“含有一位不可靠数字的数字”.而在测量结果的定量记录中所包含的这一位“不可靠数字”，其产生的机理就是测量操作中的“估读”.

如果说使用游标卡尺测量时不需要估读，那么在其测量结果的记录中的那一位“不可靠数字”将怎样产生呢？其测量的结果又将怎样按照相应的规范化要求来记录呢？

由此，我们便应该能够从测量的规范化要求中自然得出如下判断.

结论1：从测量结果的规范化记录的要求来看，在游标卡尺的使用中，不仅是需要“估读”，甚至是必须“估读”.

2 测量的操作流程——包含“估读”

让我们以教学用的“十分度”游标卡尺为例，理性的剖析其测量时的操作流程，尤其是理性剖析其读尺时的操作流程，进而在针对实际操作流程的剖析中进一步体会隐含在读尺操作过程中的“估读”环节.

对于“十分度”的游标卡尺来说，其主尺上的刻度为标准的mm刻度，而其游标上的刻度则是将9mm长度以11道刻度线（分别记为0、1、2、3、…10）作10等分.这样，游标上相邻刻度线间的距离就比主尺上相邻刻度线间的距离相差0.1mm.游标卡尺的内、外测脚并拢时，游标上的刻度线0与主尺上的0mm刻度线正对，游标上的刻度线10与主尺上的9mm刻度线正对，而游标上的刻度线i（i＝1、2、3、…9）则 与 主 尺 上 相 应 的 刻 度 线 依 次 错 开0.1mm的i倍.若在此基础上将游标拉开一个小于0.1mm的距离（譬如把游标拉开的距离为0.05mm），则游标上所有的刻度线都不会与主尺上某道刻度线正对.尽管在游标卡尺的实际测量操作流程中几乎并不存在游标上某一道刻度线与主尺上的某一道刻度线正对的情况，可相应的测量操作却仍然要求我们找出一道“最正对”的刻度线，这显然就是一种真正意义的“估读”.

由此，我们便应该能够从测量的规范化操作中自然得出如下判断.

结论2：从测量的规范化操作过程可以看出，在游标卡尺的操作流程中，实际上已经包含了相应的“估读”运作.

3 结语

我们遗憾地发现，“游标卡尺不需要估读”的错误观点长期而较为普遍地充斥于我们的教学现场.尽管这样的错误观点并不会实质性影响使用游标卡尺时读尺结果的正确性，但相应观点的错误表述毕竟有违测量的操作规范和有悖测量的操作流程，所折射出的是我们的教学研究之不足.我们有理由相信，持有“游标卡尺不需要估读”的错误观点的人，根本没有能够自觉地运用测量的操作规范而检验其所持的观点，根本没有想到“不估读”将无法获得含有一位不可靠数字的有效数字而无法按照规范化要求记录测量结果；根本没有能够认真审视测量的操作流程，丝毫没有能够意识到在相应的操作流程中本已包含了实质意义的“估读”运作.而这种不能自觉运用操作规范和不能认真审视操作流程的随意性操作，显然是与高中物理教学中的实验操作要求格格不入的.