淺析物理學教學如何與體育訓練相結合

摘?要：隨著中國教育體系的進一步完善，也對高中階段體育生在文化課學習方面提出了更高的要求，體育學科必須與其他學科更好地結合起來，這對學生在體育訓練中掌握動作要領是十分有利的，這在物理學科中體現得尤其明顯。文章首先概述了目前中國高中體育生的物理學習現狀，以高中物理教學為例，實現物理教學與體育訓練相結合，互相起到促進作用，這不僅有利于體育特長加強自己的體育素養，也有利于他們物理學科素質的提升，進而在高考中占據優勢地位。

關鍵詞：物理;教學;體育訓練;結合

一、 引言

在高中體育教學中，體育特長生往往以體能訓練為核心展開學習，文化課的學習處于輔助地位，文章認為各科教學知識和體育訓練必須有機地結合在一起，這樣才有利于學生綜合素質的提升。學校在開展教學工作的過程中，把體育訓練與物理學習結合起來，更促進體育特長生提高自己的文化課素質，并讓體育特長生在把物理知識運用于體育訓練之中，并把自己的物理興趣激發出來，提高自己的綜合素質，進而在高考中取得優異的成績。

二、 高中體育生物理學習基本現狀分析

通常來說，高中體育生群體體質比較發達，思維比較活躍，尤其是在運動方面具備優秀的特質。但是在物理學習中是薄弱環節，在物理課堂上經常出現思維不集中、學習成績滯后的情況，在物理課學習中無法取得預期的效果，教師如果對他們要求過于嚴格，那么他們不僅會對物理學習失去興趣，嚴重的還會出現抵觸情緒，與此相反，體育訓練與抽象的物理規律相比，顯得更加直觀和易于模仿，因此受到了學生們的普遍歡迎。由于物理基礎較差，又導致了他們在物理學習中缺乏自信心，造成物理學習總體效率處于較低的水平，長此以往，造成學生對物理學習更加忽視，甚至采取了放棄的態度，造成在物理學科知識方面處于較低的水平。

三、 物理教學中結合體育訓練內容的原則

（一）教學方法多樣化和個性化

體育特長生是高中學生中的一個獨特的群體，從個體上來說他們表現出較大的差異性，不同學生在物理基礎方面存在較大的差異，因此在針對體育特長生開展物理教學的過程中，教學手段多樣性是必然的選擇。因為學生之間存在差異，因此他們的學習起點必然也是不同的，而且也取得了不同的效果，因此，教師要有針對性把物理學科與體育訓練相結合，再具體教學中“因人施教”，進而把物理運用于體育訓練中的個性化與多樣化體現出來。

（二）堅持課程評價導向性和綜合化

部分體育特長生的性格是比較豪爽的，在物理教學與體育訓練的結合中可以充分利用他們的性格特點，鼓勵他們在物理學習中充分運用運動場上頑強拼搏的精神，引導他們制定自己的學習目標，循序漸進地將物理學原理運用于體育訓練之中。在兩者結合共同進步的過程中，可建立制定相應的獎勵制度，尤其是對于那些物理學習較差，但體育訓練表現良好的學生來說，適當的獎勵是非常必要的。與此同時，如果課堂時間充裕，教師可以專門針對物理基礎差的學生，傾聽他們的想法，讓他們認識到學習物理規律對于體育訓練能夠起到有力的促進作用，進而充分運用物理學原理在體育訓練之中。

四、 物理學教學與體育訓練的結合的意見和建議

（一）杠桿原理在體育訓練中的運用

高中生都知道，動力臂、阻力臂、阻力點、動力點及支點是形成杠桿的必要條件，所以，物理學意義上的杠桿在人體內也可以體現出來，這就是所謂的骨杠桿。人體杠桿存在平衡杠桿、省力杠桿和速度杠桿三種類型，而且速度杠桿是人體中最主要的杠桿。由于速度杠桿的阻力臂遠遠大于動力臂，因此使用起來比較費力，但是其能夠保證人體手與腳的運動幅度和速度處于最高的水平。例如，下推鉛球這樣的體育項目中，為了實現運動幅度及速度達到最高的水平，則在最后出手動作上，要把上臂盡可能地舒展開來，這樣阻力臂就可以實現最大化，肩關節可以被看作是杠桿的支點，著力點是肩部肌肉附著點，阻力點是人體上肢及運動器材重量的合力點，這樣一個速度杠桿就形成了。同樣的原理，在棒球和羽毛球項目中，盡可能地抓住地底端都是為了實現阻力臂的有效增加，進而把杠桿的作用充分發揮出來，保證獲得最大的速度。

（二）物理運動學在體育訓練中的運用

在物理運動學中，角速度和轉動半徑會對線速度產生決定性的影響，由上可知，阻力臂越長則轉動半徑越大，運動員就可以獲得更大的線速度。在杠桿原理的指導下，整個人體都可以被看作一個杠桿，人體以關節為軸轉動來做出各種動作。大家都知道，跳遠與投擲都是在追求遠度，也就是投擲和跳躍的距離越遠越好，在可以借助物理學中的斜拋公式，認真分析可以得出，角度、初速和重力加速度都會對飛行遠距離產生影響，其中又以初速度起到最關鍵的作用，這是因為跳和投的距離和初速度的平方之間存在正相關關系，即便是初速度有了很小的提升，則平方計算以后就可以得到更遠的距離，有鑒于此，在體育訓練中，特別是在跳遠等追求遠度的項目中，教師都會把提高初速度作為關鍵的訓練目標。除此之外，在投擲類體育項目中，投擲角度也是一個影響距離的關鍵因素，如果把握好了好的出手角，這在體育運動中被稱之為跳角，在借助三角函數公式，可以計算出，當投擲角度達到45度的時候，是投擲的好角度，這樣斜拋的物體就會飛躍最遠的距離，但是具體的體育訓練中，因為考慮到空氣阻力以及地斜角的影響，所以

一般會選擇38-42度的出手角。需要特別引起關注的是，不同運動項目的地斜角存在著一定的差別，這是他們選擇不同出手角的根本原因，比如說鏈球可以選擇42度的出手角，跳遠可以選擇20度左右的起跳角，隨著運動競經濟的不斷發展，在運用物理規律加強體育訓練的過程中，必須充分掌握運動學的遠離，進而在體育訓練中取得較好的成績。

（三）物理動力學在體育訓練中的運用

按照牛頓第二定律可知，合外力與加速度之間呈正相關關系。也就是說，運動中的物體質量越輕，就會獲得越大的加速度，在體育訓練中，運動器材的質量一般不會發生變化，如果運動者想獲得更大的力量，其加速度必須得到進一步的增加，這在跳遠、跳高方面體現得尤其明顯，前期助跑的速度是其踏跳力量的主要來源，尤其是在投擲運動的體育教學中，如果想獲得更遠的遠度，前期運動獲得加速度是其成功的關鍵。牛頓第三運動定律認為，如果作用和反作用力在兩個物體之間持平，這二力處于較遠的方向，并在兩個物體上產生作用。在投擲活動中，助跑可以獲得更大的初速度，并在運動器材擲出瞬間爆發出來，就可以投擲出更遠的距離。在跳高項目中，在器材擲出的同時可以其用力蹬地，這樣就會獲得更多的反作用力，由此保證會投擲出更遠的距離，具腳蹬地后，運動器材獲得了從地面的反作用力，進而獲得了更快的加速度，并可以取得優異的成績，但是如果在器械出手的時候，其腳不在地面之上，則蹬地后獲得的力量無法傳給運動器材，最終沒有把反作用力利用起來造成失敗。

（四）力平衡、合成與分解在體育訓練中的應用

可以結合杠鈴項目來分析物理學中力的運用，仔細觀察可知，體育教師和學生在使用杠鈴的時候，要求學生雙手盡量離開杠鈴中心，杠鈴在舉起的時候，如果杠鈴的重力方向與學生的兩邊手臂舉力的合力方向一致，說明雙臂獲得了同樣大小的作用力，這樣杠鈴的平衡才會有了可靠的保障，若不然，就會無法舉起杠鈴造成失敗。

（五）機械能守恒定律在體育訓練中的運用

在高中物理與體育訓練結合的過程中，能量守恒定律是最常見的物理學原理，在此體育訓練過程中，體育教師或教練要求學生盡量追求最高初速度，按照機械能守恒定律，運動員需要依靠自身的力量以獲得最大的重力勢能，以撐竿跳為例進行分析，在撐竿跳運動中，前期助跑是為了獲得重力勢能，因此在助跑必須獲得最大的加速度，只有這樣才能獲得最大的重力勢能。從起跳到掉落墊子上，這一段時間撐桿和運動者的機械能總量是不變的。在運動員離開地面后，出現了兩個變化，第一，運動員方向出現了改變，即從水平運動轉變為上下運動，第二，機械能形式出現了變化，在運動者撐桿上升過程中，其速度出現了降低的趨勢，可以看到撐桿會出現彎曲的現象，這是因為運動員助跑中獲得的能量轉移到撐桿上并轉變為彈性勢能。在這種情況下，其自身的重力勢能也就形成了，而且重力勢能和之前的動能是相等的。

（六）牛頓定律在體育運動中的應用

再把牛頓運動定律與體育長跑訓練結合起來進行分析，在體育長跑訓練中，體育教師往往會要求學生盡可能注重勻速運動，牛頓第二運動定律指出，物體的加速度與受到的合外力是正相關的關系，與物體質量之間是反比例的關系，物體合外力的方向與加速度的方向是一致的。因此，如果要獲得跑步的加速度，就需要運動員自身提供加速度需要的外合力，這樣極易消耗學生的體力，對于長時間堅持奔跑是十分不利的。此外，分析牛頓第三運動定律可知，物體運動對地面施加力的反作用就會產生摩擦力，這是推動物體向前運動的動力，所以，在體育長跑訓練中，運動員向前奔跑是由摩擦力來推動的。牛頓第一運動定律認為，物體運動會產生慣性，可以在長跑訓練中充分利用這種慣性，有利于學生勻速前進，而且可以節省大量的體力，通過理解與借助牛頓定律，

就可以在體育訓練中獲得事半功倍的效果。

五、 總結

由上可知，物理教學是可以與體育訓練緊密地結合在一起的，教師要對體育特長生在各種體育項目中的特殊性有一個充分的認識，并且要通過體育訓練激發他們對物理知識的興趣。以此為基礎，讓學生在體育訓練中充分與物理學知識和定律相結合。改變體育特長生物理學習比較滯后的現狀，從而保證能夠為高校輸送綜合型的高素質體育人才。

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作者簡介：張云梅，福建省泉州市，福建省泉州體育運動學校。