挖掘物理概念內(nèi)涵，提高學(xué)生的應(yīng)用能力

范勝邦

摘 要：以初中物理機(jī)械效率的相關(guān)概念（有用功、額外功、總功）為例，闡述物理概念教學(xué)中重視對(duì)概念內(nèi)涵的挖掘。

關(guān)鍵詞：物理概念；本質(zhì)與內(nèi)涵；具體化

物理概念的掌握是學(xué)生學(xué)好物理的基礎(chǔ)，學(xué)生不能準(zhǔn)確清晰地把握物理概念就失去了學(xué)好物理學(xué)科的前提。在物理教學(xué)中通過追本溯源、創(chuàng)設(shè)情境、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、咬文嚼字、利用規(guī)律、結(jié)合案例等方法幫助學(xué)生把握物理概念的精髓，有助于學(xué)生構(gòu)建物理知識(shí)體系，進(jìn)而達(dá)到提高學(xué)生理解能力和應(yīng)用能力的目的。

下面就“簡(jiǎn)單機(jī)械和功”這一章中機(jī)械效率的相關(guān)概念為例，具體說說如何加強(qiáng)對(duì)概念的教學(xué)。

在物理貼吧中曾經(jīng)見到過這樣一個(gè)問題：在用如圖所示的裝置測(cè)量杠桿的機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量的結(jié)果大于1，不知道什么原因，求解。有很多學(xué)生都跟了帖，有的說機(jī)械效率可以大于1，有的說提起杠桿也要做功，有的說是測(cè)量錯(cuò)誤，等等，眾說紛紜。按照我們?cè)跍y(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)原理，機(jī)械效率=有用功/總功×100%=Gh/Fs×100%，實(shí)驗(yàn)中只要測(cè)出來物重G，人的拉力F，物體升高的高度h，人的拉力的作用點(diǎn)通過的距離s，就可以計(jì)算杠桿的機(jī)械效率，測(cè)量結(jié)果的確大于1，跟我們強(qiáng)調(diào)的機(jī)械效率總小于1不符合，令人費(fèi)解。為什么很多學(xué)生找不到問題出在哪里呢？究其根源，是我們?cè)凇坝杏霉涂偣Α钡母拍罱虒W(xué)中沒有深入挖掘概念的內(nèi)涵，學(xué)生沒有理解概念的實(shí)質(zhì)造成的。

教材在講解機(jī)械效率的相關(guān)概念時(shí)，是以動(dòng)滑輪為例展開的，“有用功”定義為：在用動(dòng)滑輪提升重物時(shí)，動(dòng)滑輪對(duì)物體所做的功是有用的，是必須做的，這部分功叫做有用功。那么，我們?nèi)绾瓮贫鴱V之呢？很多時(shí)候我們會(huì)犯斷章取義的錯(cuò)誤，簡(jiǎn)單地說使用機(jī)械做功時(shí)對(duì)人們有用的功或者不得不做的功或者必須要做的功，叫做有用功。試想，當(dāng)學(xué)生記住了這樣一個(gè)概念時(shí)，他如何在具體問題中去分析到底那部分功是有用功，又如何去計(jì)算有用功呢？那么到底如何對(duì)有用功的概念加以概括使之更具體、更清晰呢？我是這樣對(duì)教材中的概念進(jìn)行總結(jié)的：在使用機(jī)械做功時(shí)，機(jī)械對(duì)物體的拉力所做的功叫做有用功。那么，在具體問題中，如果學(xué)生通過分析，知道了機(jī)械對(duì)物體的拉力以及物體在這個(gè)拉力的作用下在力的方向上通過的距離，將不難求得有用功。

教材對(duì)“額外功”的定義，可以說是具體清晰的：提升重物時(shí)，不可避免地要對(duì)動(dòng)滑輪本身做功和克服摩擦力做功，這部分功叫做額外功。當(dāng)我們對(duì)這個(gè)概念進(jìn)行概括時(shí)，一部分教師喜歡總結(jié)為：使用機(jī)械做功時(shí)對(duì)人們沒用但不得不做的功，叫做額外功?？上攵?dāng)學(xué)生記住的是這樣一個(gè)概念時(shí)，不僅沒有從廣泛意義上理解額外功的概念，反而對(duì)額外功的判斷變得模糊不清，更談不上想辦法去計(jì)算額外功了。我在教學(xué)中，對(duì)額外功基本上保留了課本的概念，并加以具體化：使用機(jī)械做功時(shí)，克服機(jī)械重力和機(jī)械摩擦所做的功叫做額外功。具體到不同的機(jī)械上和不同的做功過程，都可以靈活處理。如，對(duì)滑輪組而言，主要是克服動(dòng)滑輪重力做功；對(duì)斜面而言，就是克服斜面對(duì)物體的摩擦力做功。

而“總功”的概念，教材中是這樣定義的：有用功和額外功的總和叫做總功。單從概念的理解和記憶來講，這個(gè)定義是無可厚非的，簡(jiǎn)單，容易記憶也容易理解，但如果用這個(gè)概念進(jìn)行計(jì)算，并不是任何問題都能解決的，因?yàn)樵诤芏鄦栴}中，額外功是很難直接計(jì)算的。因此，我認(rèn)為應(yīng)該將這個(gè)概念具體化，具體到跟學(xué)生已經(jīng)掌握了的功的概念結(jié)合起來，具體到是哪個(gè)力做的功是總功。我是這樣拓展的：使用機(jī)械做功時(shí)，動(dòng)力（即人施加在機(jī)械上的力）所做的功，叫做總功。有了這個(gè)概念，在分析具體問題時(shí)，找到作用在機(jī)械上的動(dòng)力及動(dòng)力作用點(diǎn)在動(dòng)力的方向上通過的距離，就不難計(jì)算總功。

根據(jù)上述概念，我們不難發(fā)現(xiàn)，在按照上圖測(cè)杠桿的機(jī)械效率時(shí)，動(dòng)力不僅僅是彈簧測(cè)力計(jì)的拉力，還有杠桿所受的重力，因此，實(shí)驗(yàn)時(shí)如果只測(cè)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力做的功為總功，則因總功的測(cè)量偏小而使測(cè)量結(jié)果大于1。可見，在我們的教學(xué)中，教材只是我們手中的一個(gè)參考，教師在備課中不能以教材為唯一依據(jù)而照本宣科，特別是對(duì)物理概念的教學(xué)，一定要幫助學(xué)生深挖概念的本質(zhì)和內(nèi)涵，做到理解到位才能應(yīng)用自如。

以上只是物理學(xué)概念海洋中的一隅，也是筆者在教學(xué)過程中的一點(diǎn)不成熟的體會(huì)，寫出來，以期拋磚引玉，希望對(duì)廣大教師在物理概念的教學(xué)有所啟發(fā)！

參考文獻(xiàn)：

徐純中.如何進(jìn)行中學(xué)物理概念教學(xué)[J].時(shí)代學(xué)習(xí)報(bào)，2010（02）.

（作者單位 甘肅省蘭州市西北師范大學(xué)第二附屬中學(xué)）