教科書(shū)上關(guān)于測(cè)量的說(shuō)法是這樣的：
第一堂物理課是關(guān)于長(zhǎng)度和時(shí)間的測(cè)量。 這個(gè)內(nèi)容對(duì)于初二的孩子來(lái)說(shuō)非常簡(jiǎn)單。 他們?cè)谛W(xué)就接觸過(guò)尺子和鐘表。 因此，本課的重點(diǎn)是介紹長(zhǎng)度和時(shí)間的單位，以及使用測(cè)量工具時(shí)的注意事項(xiàng)。
測(cè)量的數(shù)學(xué)本質(zhì)
你可能認(rèn)為向初二的孩子教授測(cè)量的本質(zhì)會(huì)很困難初中物理第一課，但事實(shí)并非如此。 以長(zhǎng)度測(cè)量為例，回顧人類(lèi)測(cè)量的歷史，最初沒(méi)有基本單位時(shí)，中國(guó)人使用“步”作為單位，英國(guó)人使用“英尺”作為單位。 所謂百步刺陽(yáng)，就是可以將箭射出百步之外，仍然保持很高的命中率。
相隔百步是什么意思？ 這個(gè)距離有一百步。 因?yàn)槊恳徊降拈L(zhǎng)度相同，所以我們可以定義這一步的長(zhǎng)度為1。100步的長(zhǎng)度有100÷1=100（單位）1。因此，測(cè)量工具上刻度上的數(shù)字實(shí)際上是最基本的單位。 最小尺度實(shí)際上是參考的基準(zhǔn)。
測(cè)量是研究物理的基礎(chǔ)，而數(shù)學(xué)是為了處理測(cè)量數(shù)據(jù)而必須引入的工具，或者說(shuō)是描述測(cè)量過(guò)程的更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼Z(yǔ)言。
尺子的物理意義
初中生接觸到的尺子大約有三種：塑料尺、木尺、鋼尺。 我們?cè)谑褂眠@些尺子的時(shí)候，其實(shí)有一個(gè)問(wèn)題需要注意初中物理第一課，那就是這些尺子本身是可以變形的。 我們的測(cè)量過(guò)程假設(shè)這些尺子沒(méi)有變形。 尺子變形會(huì)影響測(cè)量精度。
如果我們假設(shè)這把尺子不會(huì)變形，是一把理想的尺子，那么就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題：為什么我們認(rèn)為這把尺子可以測(cè)量空間的大小？ 所以當(dāng)我們用尺子測(cè)量距離的時(shí)候，實(shí)際上暗示著另一個(gè)假設(shè)，那就是空間是平坦的。 如果空間是彎曲的，我們就需要一把與空間曲率一致的尺子來(lái)實(shí)現(xiàn)精確的測(cè)量。
至于空間是直的還是彎曲的，這里只能給孩子們介紹一下。 雖然這與我們的經(jīng)驗(yàn)是一致的，但這是需要證明的一點(diǎn)。 這個(gè)問(wèn)題應(yīng)該留給大學(xué)去解決。 可以討論。 之所以一定要提到這個(gè)問(wèn)題，是因?yàn)槲覀兿Ｍ蚝⒆觽儌鬟f科學(xué)的思維方法。 當(dāng)我們有能力的時(shí)候，我們需要驗(yàn)證所有的基本假設(shè)。
時(shí)間的測(cè)量
如今，時(shí)鐘已不再是稀有物品，各種移動(dòng)設(shè)備上都可以顯示數(shù)字時(shí)間。 因此，教材主要介紹了石英鐘、電子表、機(jī)械秒表、電子秒表等幾種常見(jiàn)的鐘表，同時(shí)也提到了銫原子鐘。 但課本上并沒(méi)有介紹時(shí)間測(cè)量的原理。
其實(shí)我覺(jué)得這個(gè)可以簡(jiǎn)單介紹一下，就是用周期運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性來(lái)衡量。 這對(duì)于孩子來(lái)說(shuō)也很容易理解。 例如，擺鐘利用擺錘來(lái)回?cái)[動(dòng)的等時(shí)性； 電子表利用石英晶體振蕩的等時(shí)性； 古代日晷利用地球自轉(zhuǎn)的等時(shí)性。
正如用尺子測(cè)量距離假設(shè)空間是平坦的一樣，所有這些時(shí)鐘都假設(shè)所有等時(shí)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間片是相等的。 但這些運(yùn)動(dòng)真的是相等的時(shí)間片嗎？ 目前科學(xué)還無(wú)法提供實(shí)驗(yàn)證明。 利用周期運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性原理來(lái)測(cè)量時(shí)間，就相當(dāng)于默認(rèn)了時(shí)間沿一個(gè)方向均勻流動(dòng)的事實(shí)。
時(shí)間測(cè)量的數(shù)學(xué)原理與用尺子測(cè)量空間距離相同。 機(jī)械鐘上的刻度是最小時(shí)間片的整數(shù)倍。 因此，時(shí)鐘實(shí)際上是一個(gè)統(tǒng)一的加法機(jī)。 每次持續(xù)加1，最小計(jì)時(shí)單位為1。
結(jié)論
作為義務(wù)教育的第一堂物理課，也是第一堂科學(xué)課，現(xiàn)行課程在引入科學(xué)思維方面存在很大缺陷。 通過(guò)本文的介紹，我們可以看出，數(shù)學(xué)是用來(lái)描述物理的最精確的語(yǔ)言。 所有測(cè)量實(shí)際上都是被測(cè)量對(duì)象與測(cè)量基準(zhǔn)的比較（除法）。 在最基本的測(cè)量中，隱藏著需要物理驗(yàn)證的大問(wèn)題。 這些吸引孩子們繼續(xù)深入學(xué)習(xí)物理。
這就是我希望在我孩子的第一堂八年級(jí)物理課上添加的內(nèi)容。 不知道各位朋友有什么想說(shuō)的，希望大家補(bǔ)充。
