數學知識架構下的高中體育教學創新探析

毛建妮

摘 要：在體育教學中適當滲透數學知識的講解，是為了使學生更易理解體育運動的原理，體驗體育運動的美感，增強體育強身、體育愛國的思考，而且能讓學生把體育知識入之于耳，更能化之于心，落實于行動之中。在各學科大力倡導學科核心素養的今天，體育教師首先提升自己的綜合學科素質，將使體育學科迎來課程整合的新趨勢。

關鍵詞：高中體育；數學知識；學科整合；思維

作為一名體育老師，經常聽到這樣的話：“你的數學是體育老師教的吧”、“搞體育的四肢發達、頭腦簡單” 。對此，筆者認為：一方面體育教師的平均文化素養可能確實不及其它教師；另一方面，體育并非是沒有智力成分的簡單活動，高超的體育項目不可能與簡單的體力活動思維含量相同。體育中包含著很多數學、物理、生理、心理學知識，而且這些知識不僅是教師用來指導學生訓練的教學基本功，也是學生掌握正確體育基礎知識、培養與提高體育技能所必需的素養。在此，筆者以數學為例，探究體育教學中如何有機滲透數學學科的元素，促進體育教學的創新，帶動體育教育質量的提高。

一、利用數學估算，印證教學觀點

數學是人們生活、工作、學習的基本工具，在體育教學中，不少技能需要有數學知識的解釋與支撐。比如投擲鉛球時投擲方向與水平面之間的夾角以多少為宜、跳高時的起跳位置的安排，跑步時曲線前進好不好、短路時為何要拉大步子……等等這些教師可以直接告訴學生，但很多學生并可能馬上記住，即使記住了也往往不以為然，他們可能更相信自己的特殊的“創新”做法，此時通過數學原理給學生講解一遍，學生就能心服口服地接納教師的觀點。有一次，在教學接力跑的理論課時，為了引出傳、接棒這一關鍵環節，我出未了一道思考題：牙買加選手博爾特在世錦賽上創下了9”58的世界紀錄，被稱為短跑飛人。而男子4×100米接力的世界紀錄也是由牙買加四名虎將創造的37”10，通過計算可以發現，四名選手的平均成績不到9”2，比博爾特的短路成績還好，請問牙買加隊的短跑飛人是否名不符實？當時學生一下子想不通原因，我就讓大家想想短跑時的速度是如何變化的、是否勻速直線運動、接力跑是不是相當于四次短跑？

終于有學生站起來回答說：“接棒的運動員可以提前起跑，他是偷跑的，那樣他們的平均成績就會超過100米短跑選手。”我總結說：”接力跑的成績其實是由棒的運動來決定的，接棒選手如果提前起跑，拿到棒時已經不是從零開起了，也就是相當于做了三次短跑的“偷跑“，只不過這個“偷跑”是規則所允許的提前跑。提前起動處的標志叫標志線，傳接棒要求在20米接力區內完成。”接下來，我又問：那接棒的學生是應該慢慢跑，拿到棒后再加大速度呢，還是一開始就提速？如果某隊中有甲特別擅長起跑，乙不擅長傳棒，丙接棒失誤很多，那要怎么安排這個組的棒次？學也很快得出了合理的方案。

二、利用函數圖像，化解思想困惑

不但體育項目的規律可以用數學來解釋，而且在體育訓練過程中的一些心理現象與心理問題，也需要用數學來理解，促進學生養成良好的心理素質與心理保健意識。

比如對于考試焦點，高中生聽到過很多老師的講解，但他們大多認為在語數類學科考試中焦慮與體育類考試中是一樣的，這就是認識錯誤。為此，筆者出示了葉克斯-道得遜定律的圖解讓學生分析：圖中橫坐標為一個人對任務的動機強度（同一任務的動機越強，焦慮程度就會越高），縱坐標表示的是學習效率（學習效率越高，成績就易于發揮），任務的困難程度是指智力活動的難度。通過觀察學生發現：當一個人接觸的是解難題之類的困難任務時，在動機水平較底時，學習效率會最高；而對于體力勞動類的簡單任務而言，其動機水平較高時才容易有高效狀態。那么在體育運動中，焦慮程度較高時是否會對運動成績產生很大的影響呢？我讓學生找到任務容易的那條曲線，并解讀在不同動機下的學習效率，學生就恍然大悟了。

三、利用幾何圖形，欣賞體育之美

體育美是一個廣義的概念，其中最重要的一塊是體育的形式美，當然形式美就離不開幾何構圖。在大型賽事前，可以向學生進行體育漫畫征稿，學生既可能手繪，也可以電腦制圖，然后在體育特色班級的墻報上掛上自制的體育幾何構圖，或在運動場館的門口張貼帶有這些圖案的海報。學生不但能從中得到韻律與美的陶冶，還因此而增強了體育與美術、數學等學科的聯系。

四、利用數學思想，推行益智體育

“數學是思維的體操”，“體操”也應該是擁有數學的智慧。 數學思想是數學規律探尋過程中形成的基本思維原則，它對一個人的邏輯思維能力與智慧的提升密不可分。當前的高中體育教材，在內容上比幾年前有了大幅度的擴充，而且不少地方都開始開展一些因地制宜的特色體育項目，這就為學生具備運動智慧、培養思維能力提供了可能。比如說空竹是一項技巧性很強的活動，他需要操作者對器材的熟練掌握，還需要一定的觀察、注意及靈活反應的能力。再如中國象棋并非只是一種簡單娛樂工具，而是一種集觀察力、想象力與注意力與思維能力等多種智慧成分于一體的中華傳統體育項目，經常參加中國象棋訓練的選手其觀察力與反應會比較迅捷，而且考慮問題比較全面。中國象棋下棋過程中有一個原則，那就是按照對自己最不利的可能去考慮問題，不能想當然地認為對方一定會按自己的思路來應對，這時就要運動數學中分類討論的思想，只有窮盡所有可能都安全而且能克敵制勝的情況下，棋手的這一步才是有效的。下棋過程中，某幾個來回可以整合為一個環節，因為這個過程是經高手反復實踐而證明了的，這相當于數學中的定理，選手運用數學整體思想去考慮，這樣就能化解理解上的難度，增加思維速度。其實有些體育項目，象武術，為了掌握其動作要領，我們把他分割成分塊來訓練，然后將每一塊作為一個整體，學生就易于記憶，道理也是一樣的。

五、利用數學原理，理解賽事規律

當前，在高中體育教學中，增加體育欣賞與競技體育知識的了解，有助于培養學生的積極進取心與愛國熱情。體育比賽不但是技能與體力的較量，也是智慧與思維的較量，成績的好壞還受場地、天氣及個人心理狀況的影響，所以我們不但要讓學生看懂比賽的過程，還要領悟其中的一些奧秘。

比如乒乓球是中國隊的強項，而國際乒聯現在已經將原來的21分制換成了11分制。蔡振華開開玩笑說：“如果改為一分制的話，人人都可以拿冠軍了。”后來有人又建議把原來的7局4勝改為5局3勝制甚至3局2勝制，在倫敦奧運會上，國際乒聯又將比賽規則定為每個國家男女各只能有兩名選手參考單打比賽。這些問題都可以用概率知識來進行理解，但是計算比較繁雜，我們不妨從簡單的假設開始：設我國選手甲對外國選手乙單場球獲勝概率為2/3；如果采取三局二勝制，我國運動員以2比0取勝的可能性是：2/3×2/3=4/9，以2：1取勝的可能性為：2/3×2/3×1/3×2=8/27，兩種情況加起來，我國選手獲勝的概率為：20/27，大于2/3，由此可以推理，比賽場次越多，我國選手獲勝的可能性就越大，所以有些國家為了限制我們獲勝，就會想方設法減少場次。通過教師的引導，學生的計算，大家就明白了乒乓球規則的制訂會對不同國家的榮譽造成一定的影響，這樣學生就能把問題看得更清楚，從中也培養了學生關心賽事、活用知識的品質。

在體育教學中適當滲透數學知識的講解，其目的是為了使學生更易理解體育運動的原理，體驗體育運動的美感，增強體育強身、體育愛國的思考。教學實踐中，我們不僅能讓學生把體育知識入之于耳，更能化之于心，落實于行動之中。當然，教師能認真嚴謹地與學生探討體育相關的數學問題，學生對教師的分析往往是大為折服，這也有助于教學威信的提高。其實一個體育教師的素質遠不是體育素質那么簡單，如果能與學生同步，學學生所學，思學生所思，那樣就能真正實現以生為本的人性化教學，變簡單體育為思維體育。在各學科大力倡導核心素養的今天，體育教師首先提升自己的綜合學科素質，將使體育學科迎來課程整合的新趨勢。

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