挖掘物理概念内涵，提高学生的应用能力

范胜邦

摘 要：以初中物理机械效率的相关概念（有用功、额外功、总功）为例，阐述物理概念教学中重视对概念内涵的挖掘。

关键词：物理概念；本质与内涵；具体化

物理概念的掌握是学生学好物理的基础，学生不能准确清晰地把握物理概念就失去了学好物理学科的前提。在物理教学中通过追本溯源、创设情境、进行实验、咬文嚼字、利用规律、结合案例等方法帮助学生把握物理概念的精髓，有助于学生构建物理知识体系，进而达到提高学生理解能力和应用能力的目的。

下面就“简单机械和功”这一章中机械效率的相关概念为例，具体说说如何加强对概念的教学。

在物理贴吧中曾经见到过这样一个问题：在用如图所示的装置测量杠杆的机械效率的实验中，测量的结果大于1，不知道什么原因，求解。有很多学生都跟了帖，有的说机械效率可以大于1，有的说提起杠杆也要做功，有的说是测量错误，等等，众说纷纭。按照我们在测量滑轮组机械效率的实验中学习的实验原理，机械效率=有用功/总功×100%=Gh/Fs×100%，实验中只要测出来物重G，人的拉力F，物体升高的高度h，人的拉力的作用点通过的距离s，就可以计算杠杆的机械效率，测量结果的确大于1，跟我们强调的机械效率总小于1不符合，令人费解。为什么很多学生找不到问题出在哪里呢？究其根源，是我们在“有用功和总功”的概念教学中没有深入挖掘概念的内涵，学生没有理解概念的实质造成的。

教材在讲解机械效率的相关概念时，是以动滑轮为例展开的，“有用功”定义为：在用动滑轮提升重物时，动滑轮对物体所做的功是有用的，是必须做的，这部分功叫做有用功。那么，我们如何推而广之呢？很多时候我们会犯断章取义的错误，简单地说使用机械做功时对人们有用的功或者不得不做的功或者必须要做的功，叫做有用功。试想，当学生记住了这样一个概念时，他如何在具体问题中去分析到底那部分功是有用功，又如何去计算有用功呢？那么到底如何对有用功的概念加以概括使之更具体、更清晰呢？我是这样对教材中的概念进行总结的：在使用机械做功时，机械对物体的拉力所做的功叫做有用功。那么，在具体问题中，如果学生通过分析，知道了机械对物体的拉力以及物体在这个拉力的作用下在力的方向上通过的距离，将不难求得有用功。

教材对“额外功”的定义，可以说是具体清晰的：提升重物时，不可避免地要对动滑轮本身做功和克服摩擦力做功，这部分功叫做额外功。当我们对这个概念进行概括时，一部分教师喜欢总结为：使用机械做功时对人们没用但不得不做的功，叫做额外功。可想而知，当学生记住的是这样一个概念时，不仅没有从广泛意义上理解额外功的概念，反而对额外功的判断变得模糊不清，更谈不上想办法去计算额外功了。我在教学中，对额外功基本上保留了课本的概念，并加以具体化：使用机械做功时，克服机械重力和机械摩擦所做的功叫做额外功。具体到不同的机械上和不同的做功过程，都可以灵活处理。如，对滑轮组而言，主要是克服动滑轮重力做功；对斜面而言，就是克服斜面对物体的摩擦力做功。

而“总功”的概念，教材中是这样定义的：有用功和额外功的总和叫做总功。单从概念的理解和记忆来讲，这个定义是无可厚非的，简单，容易记忆也容易理解，但如果用这个概念进行计算，并不是任何问题都能解决的，因为在很多问题中，额外功是很难直接计算的。因此，我认为应该将这个概念具体化，具体到跟学生已经掌握了的功的概念结合起来，具体到是哪个力做的功是总功。我是这样拓展的：使用机械做功时，动力（即人施加在机械上的力）所做的功，叫做总功。有了这个概念，在分析具体问题时，找到作用在机械上的动力及动力作用点在动力的方向上通过的距离，就不难计算总功。

根据上述概念，我们不难发现，在按照上图测杠杆的机械效率时，动力不仅仅是弹簧测力计的拉力，还有杠杆所受的重力，因此，实验时如果只测弹簧测力计的拉力做的功为总功，则因总功的测量偏小而使测量结果大于1。可见，在我们的教学中，教材只是我们手中的一个参考，教师在备课中不能以教材为唯一依据而照本宣科，特别是对物理概念的教学，一定要帮助学生深挖概念的本质和内涵，做到理解到位才能应用自如。

以上只是物理学概念海洋中的一隅，也是笔者在教学过程中的一点不成熟的体会，写出来，以期抛砖引玉，希望对广大教师在物理概念的教学有所启发！

参考文献：

徐纯中.如何进行中学物理概念教学[J].时代学习报，2010（02）.

（作者单位 甘肃省兰州市西北师范大学第二附属中学）