用物理實(shí)驗(yàn)促進(jìn)學(xué)生體育成績(jī)的提高

李德松

1學(xué)科教學(xué)和學(xué)科考試現(xiàn)狀

目前，我國(guó)大多數(shù)有條件的學(xué)校，按照相關(guān)規(guī)定基本開(kāi)齊開(kāi)足各學(xué)科課程，各學(xué)科老師各司其職，從事教育部門(mén)規(guī)定的相關(guān)教學(xué)，互不干涉，學(xué)科教學(xué)從不相互滲透;作為學(xué)生，為了應(yīng)對(duì)中考、高考，也只能是聽(tīng)話地學(xué)習(xí).就中考而言，學(xué)生除了要參加語(yǔ)、數(shù)、外、理、化、生、政、史和地等各學(xué)科文化課考試外，還要參加理化生實(shí)驗(yàn)操作加試、體育加試等考試.然而一直以來(lái)，很少有老師會(huì)想到這些學(xué)科之間的聯(lián)系，更少有物理老師會(huì)用物理知識(shí)去幫助學(xué)生解決體育問(wèn)題.

近幾年，蚌埠中考體育加試項(xiàng)目為實(shí)心球、跳繩、立定跳遠(yuǎn)、長(zhǎng)跑、短跑等，滿分50分.這一分值已與生物、地理分值相當(dāng)，與政治、歷史接近，并有進(jìn)一步增加的可能.因此，學(xué)生的體育成績(jī)，已受到體育老師和學(xué)生家長(zhǎng)的廣泛關(guān)注.

2用物理實(shí)驗(yàn)提高學(xué)生的體育成績(jī)

在多數(shù)人眼中，提高學(xué)生的體育成績(jī)只能靠體育老師認(rèn)真地教，靠學(xué)生刻苦地練習(xí).作為一名物理老師，筆者認(rèn)為可以用物理知識(shí)來(lái)幫助學(xué)生理解和掌握體育競(jìng)技的科學(xué)技巧，用簡(jiǎn)單易懂的物理實(shí)驗(yàn)為學(xué)生解決體育比賽中“怎么做”、“為什么這么做”等疑問(wèn)，指導(dǎo)學(xué)生用物理知識(shí)規(guī)范體育比賽動(dòng)作，科學(xué)合理地進(jìn)行體育訓(xùn)練，提高中考體育加試成績(jī).現(xiàn)以“探究影響拋物遠(yuǎn)近的因素”這一物理實(shí)驗(yàn)為例，指導(dǎo)學(xué)生投擲實(shí)心球，把我們的一些做法介紹如下.

在教學(xué)《運(yùn)動(dòng)和力》后，筆者專門(mén)抽出一節(jié)物理課，恰巧這節(jié)物理課的下一節(jié)是體育課，課前聯(lián)系了體育老師，要求與他開(kāi)展學(xué)科間合作，得到任課教師的大力支持，以下是筆者的課堂教學(xué)過(guò)程.

2.1問(wèn)題的提出

在投擲實(shí)心球的操場(chǎng)上常會(huì)看到這樣的場(chǎng)景——平時(shí)沒(méi)什么力氣的苗條學(xué)生居然能夠得很高的分?jǐn)?shù)，而身材粗壯的“大力士”成績(jī)卻往往不盡如人意，這是什么原因呢？影響投擲實(shí)心球遠(yuǎn)近的因素是什么？

課堂上，每當(dāng)筆者提出以上問(wèn)題時(shí)，幾乎能引起所有學(xué)生的興趣，多數(shù)學(xué)生會(huì)立即進(jìn)入思考，反應(yīng)較快的學(xué)生能立刻發(fā)表自己的觀點(diǎn).教師應(yīng)適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合理的猜想與假設(shè).

2.2猜想與假設(shè)

猜想一：可能與實(shí)心球的質(zhì)量（輕重）有關(guān);

猜想二：可能與投擲實(shí)心球出手角度有關(guān);

猜想三：可能與投球時(shí)球的投出點(diǎn)高度有關(guān);

猜想四：可能與球的出手速度有關(guān);

……

學(xué)生想法很多，筆者引導(dǎo)學(xué)生將一些明顯不合理的猜想剔除，把相似的猜想合并為一類猜想.接下來(lái)最重要的工作就是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì).

2.3設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中，結(jié)合學(xué)生已有的物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，引導(dǎo)他們獨(dú)立得出結(jié)論，以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方式和掌握科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法.由于眾多因素都有可能影響到實(shí)心球被投擲的遠(yuǎn)近，所以實(shí)驗(yàn)中必須采用控制變量法.學(xué)生設(shè)計(jì)的方法可能會(huì)在科學(xué)性、可操作性方面存在一些問(wèn)題，所以在學(xué)生提出諸多方法后， 組織學(xué)生對(duì)方法進(jìn)行分析評(píng)估是十分必要的.表1是學(xué)生們提出的各種實(shí)驗(yàn)方法和組織學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方法的評(píng)估結(jié)果.

筆者對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)和對(duì)設(shè)計(jì)的評(píng)估給予充分的肯定，并選擇大家公認(rèn)的方法2，用事先準(zhǔn)備好的材料進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，并定性分析得出影響拋物遠(yuǎn)近的因素.綜合考慮課堂時(shí)間和材料等因素，鼓勵(lì)學(xué)生課后嘗試完成其它相關(guān)實(shí)驗(yàn).而在課堂上，筆者還用從實(shí)驗(yàn)室拿來(lái)的可控制速度的彈射器，與學(xué)生共同完成以下實(shí)驗(yàn)，并記錄相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，讓學(xué)有余力的學(xué)生進(jìn)行定量分析，從而使實(shí)驗(yàn)更加精確.

2.4得出結(jié)論

分析實(shí)驗(yàn)圖1、圖2可得：在拋出高度、角度、速度一定時(shí)，拋出小球的遠(yuǎn)近與質(zhì)量無(wú)關(guān);這一結(jié)論大大出乎學(xué)生意料，有學(xué)生提出：為什么我投擲質(zhì)量小的實(shí)心球能拋得更遠(yuǎn)呢？筆者的處理方式是讓學(xué)生全面分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從中找到答案.

分析實(shí)驗(yàn)圖1、圖3可得：在拋出高度、角度、質(zhì)量一定時(shí)，拋出小球的遠(yuǎn)近與速度有關(guān)，速度越大，被拋越遠(yuǎn);此時(shí)學(xué)生便能理解，質(zhì)量大的實(shí)心球之所以被拋出較近，是因?yàn)樗俣鹊脑?

分析實(shí)驗(yàn)3、4可得：在拋出速度、角度、質(zhì)量一定時(shí)，拋出小球的遠(yuǎn)近與高度有關(guān)，高度越大，被拋越遠(yuǎn).

綜合分析，物體的速度和拋出點(diǎn)的高度對(duì)拋物的遠(yuǎn)近有影響.

改變拋出角度θ，保持高度h和彈出速度v，測(cè)量彈出距離s（圖5）.實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)θ由0°逐漸增大時(shí)，s也逐漸增大;但當(dāng)θ增大到接近45°時(shí)s達(dá)到最大值.

3有實(shí)驗(yàn)結(jié)論指導(dǎo)學(xué)生提高體育成績(jī)

本節(jié)課的教學(xué)，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出影響拋物遠(yuǎn)近的因素.為了鞏固學(xué)生新學(xué)到的知識(shí)，筆者馬上引導(dǎo)學(xué)生用實(shí)驗(yàn)的成果解決實(shí)際問(wèn)題，及時(shí)把知識(shí)轉(zhuǎn)化為技能，帶領(lǐng)學(xué)生討論在體育課上，如何把實(shí)心球投得更遠(yuǎn)，關(guān)鍵在于投擲的速度、角度和高度.

學(xué)生掌握這一原理后，體育老師只需要講解如何提高拋出速度和增加出手高度問(wèn)題，學(xué)生就能輕松掌握投擲技巧.在實(shí)際投擲實(shí)心球過(guò)程中，最有成效的投擲方式，就是充分調(diào)動(dòng)腰、腹、手臂和腿部等的力量，作用于盡可能長(zhǎng)的工作距離上，以最大限度地創(chuàng)造實(shí)心球的出手速度，同時(shí)盡量讓身體舒展，把握出手點(diǎn)的高度，以增加投擲的距離.

以上只是筆者在日常教學(xué)中，探索用物理實(shí)驗(yàn)提高學(xué)生體育成績(jī)的一個(gè)例子.通過(guò)與體育老師的合作，還利用物理實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生懂得了很多運(yùn)動(dòng)中的物理學(xué)原理，并幫助學(xué)生學(xué)會(huì)用物理學(xué)知識(shí)，提高體育成績(jī)，如跳高的三種姿勢(shì)的物理實(shí)驗(yàn)研究等.根據(jù)體育老師的反饋，筆者任教物理課的班級(jí)學(xué)生與同年級(jí)其它班級(jí)學(xué)生相比，其體育技巧、要領(lǐng)的掌握明顯容易，體育成績(jī)明顯偏高.

另一方面，學(xué)生在此過(guò)程中，體會(huì)了物理學(xué)在解決實(shí)際問(wèn)題中的作用，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理、使用物理的熱情，從而使筆者的物理學(xué)科成績(jī)也得到有效提高.