体育教学与物理学科协同整合初探

李旭

摘要：本文在组块理念下探讨体育学科与物理学科协同教学，认为体育教学与物理学科协同整合能使学生深入了解动作技术原理，不但知其然，而且知其所以然，使动作技术更加清楚明朗，有助于教学任务的完成，有效提高了教学质量。

关键词：体育教学；物理学科；组块协同

中图分类号：G633.96文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2015）15-086-1

一、前言

组块教学理念下体育课堂协同教学是以国家课程标准为依据，从学生的实际出发，将体育教学与学生的学习生活经验融合起来，深入挖掘体育课堂教学实践，以组块教学为行动策略，以协同教学为模式开展体育学科的教学改革，是破解体育教学“高耗低效”顽症的必由之路，也是提升体育教师专业化程度的快速通道。

在体育技术教学中，包含着许多物理学知识，为了使学生更清楚地了解动作原理，更牢固地掌握动作技术，这就要求体育教师在教学中要了解不同项目中的物理学知识，并在教学实践中，根据不同项目运用物理学知识进行分析讲解，真正做到体育教学与物理学科的协同教学模式。

二、物理学知识在体育教学中的运用

1.短跑技术中的物理学知识。

在短跑技术教学中，我们一直强调和要求学生跑的时候要用力后蹬，因为跑的动力来自于腿后蹬给地面的反作用力，使人体产生向前的位移运动。但学生不是很理解，大多数学生后蹬不充分，只是用脚用力去“踏”地面，使人体产生“跳”起的感觉，从而影响了跑速。于是运用物理学知识对学生进行讲解：根据公式F=ma，即力量=质量×加速度得知：后蹬力（F）越大，水平方向的加速度a越大，加速也就越快。因此，短跑必须增大后蹬力量。从力学上分析，由公式I=Ft得出，（根据力的作用是相互的）在单位时间t内蹬地力愈大，地面给予人体的反作用力也愈大，此力在水平方向的分力也愈大。再根据公式ΔP=mv得知，此时人体在水平方向的ΔP继续增大，人体在沿水平方向的速度继续提高，直到最大速度。跑步蹬地是加速斜向离开支点，它会增大支撑反作用力，并与水平面成一定角度。这时支撑反作用力（N）按力的分解可分为两个分力，其中水平分力（F1）推动人体前进，而垂直分力（F2）对抗重力（见图1）。

通过讲解、分析、示范，使学生明白了要想跑得快，必须要加大后蹬力，而且力又不能分散，后蹬时踝、膝、髋三关节都必须充分蹬伸。

2.弯道跑技术中的物理学知识。

在弯道跑教学时，我们时常提醒学生身体应向内倾斜，并要求学生跑速越快，身体向内倾斜的幅度要越大。但在教学实践中，很多学生不明白其中的道理，于是向学生提问：“汽车在快速转弯时，人会怎样？”学生回答：“人会向反方向倾倒。”顺势告诉学生：“汽车转弯时（即做圆周运动），有一个跟速度方向垂直，并指向圆心的力作用于进行圆周运动的物体上，这个力叫向心力。而使人向外倒出去的力量在物理学中称为‘离心力，是人体做圆周运动时产生的一种现象。”又问：“在乘汽车拐弯时，我们该怎么办？”学生答：“身体向转弯方向倾斜。”于是进一步讲解：“车在拐弯时产生的‘离心力被人体倾斜产生的‘向心力抵消，这就是力学中离心力与向心力相互作用的原理（车在拐弯时需要提供一个向心力使它做圆周运动）。根据F=mv2/r=mω2r中可以看出，向心力与转动物体质量、角速度平方以及转动半径都成正比。人在弯道跑时就存在向心力，人向圆心一侧倾斜，这时人体重力G与地面的支持力N不在一条竖直的直线上（见图2），弯道速度越大，需要向心力就越大，学生知道这个道理后，在学习中就会认真体会，从而促进弯道跑教学质量的提高。

3.跳高技术中的物理学知识。

“制动踏跳”是跳高技术的关键动作，为了让学生掌握该技术，在教学中用汽车急刹车而向上跳起的物理现象作比喻，又联系物理学上力的“分解与合成”知识，将画有助跑、踏跳两个力的合成简图展示出来（见图3），帮助学生理解“制动踏跳”是为了把助跑向前的力量变为向上的力量，这样从现象到本质地揭示了动作的内在规律，使学生较完整地掌握“制动踏跳”的技术要领。

4.投掷技术中的物理学知识。

在教学中学生常提出一个问题：“我的手臂力量很好，为什么铅球总也投不远？”利用斜抛运动公式：S=V20sin2a/g进行讲解，从公式中我们可知决定投掷远度的主要因素是出手初速度，告诉学生要投得远，必须尽可能地加大出手初速度，并在练习中进行专门训练，提高出手的初速度。在讲解什么角度是最适宜的出手角度时，告诉学生：S=V20sin2a/g这个公式是在真空中通过物理实验得出的，并且物体的抛点和落点不在同一水平面上。而投掷项目的出手点与落地点不是在同一水平面上，出手点高落点低，造成出手点和落点的连线与水平线之间有一夹角，即地斜角（见图4），由于受地斜角的影响，且掷标枪、掷铁饼、推铅球时还受空气作用力的影响，因此，不能把投掷项目的最佳出手角度定为45°，通过实践检验，38°～42°是推铅球的最佳出手角度，30°～35°是掷标枪和铁饼的是最佳出手角度。

学生知道这些理论后，在学习中更加注意出手速度与出手角度了，从而促进了投掷水平的提高。

三、结论与建议

体育教学的各项技术动作中确实包含了许许多多的物理学知识，中学生正好刚刚涉及物理知识，好奇心特别强，求知欲也特别强，利用学生的这一特点结合物理学知识进行组块协同教学，学生感兴趣，教师在传授技术技能时，可以更好地拓展其他学科知识的渗透，同时将学生已经获取的物理学知识、学生学习生活经验有效运用到体育课堂教学中，让学生自己去实践、去研究，既清晰了动作技术原理，又巩固了物理学知识，同时培养了学生的自主能力，达到了事半功倍的教学效果。