在高中物理課堂教學中滲透運動與健康教育的探討

邱春燕

摘? ?要：以2019年魯科版必修一第四章的“共點力的平衡”一課為例，討論如何在高中物理課堂教學過程中，落實好學科核心素養目標的同時自然有效地滲透運動與健康教育，幫助學生強化“生命在于運動”的意識， 養成良好的運動習慣，以更健康的身心投入到今后的學習、生活、工作當中去。

關鍵詞： 高中物理；共點力的平衡；教學設計；運動與健康

《教育部等五部門關于全面加強和改進新時代學校衛生與健康教育工作的意見》中指出“將健康教育與德育、智育、體育、美育、勞動教育相結合，融入教育教學”^{[ 1 ]}，這對物理課堂教學提出了新的要求。而2020年初開始到2022年底，間斷出現的疫情讓全國大中小學生不得不多次居家上課、居家學習，體育鍛煉減少，對學生的身心健康構成了諸多不良影響，這也迫切需要我們“構建面向人人、人人有責的健康教育體系。”^{[ 1 ]}探索健康教育和學科教學融合的可行方案。那么如何在日常教學的過程中結合學科特點，滲透運動與健康的教育，幫助學生在意識上和行動上都能真正地重視體育鍛煉，以更健康的身心投入到今后的學習、生活、工作當中去？筆者作為一線教師，嘗試以“共點力的平衡”一課為例，探討如何在高中物理課堂教學過程中滲透運動與健康教育。

1? 教材分析和設計思路

本節課選用的是2019年魯科版普通高中教科書物理必修一第四章第三節的 “共點力的平衡”，本節內容是本章的收尾部分，是對前兩節學習的“力的合成”和“力的分解”的綜合應用。應用平衡條件分析解決實際問題是本節課的難點。學生在校園中的很多日常運動都涉及到了平衡狀態，因此在生成問題、解決問題等多個環節都選擇創設與校園運動相關的場景，既可以幫助學生更好地突破難點，又可以自然有效地滲透運動與健康教育。

以學生關心的頸椎問題和熟悉的校園運動場景為切入點和落腳點，引導學生在討論和思考中建構共點力平衡的模型。并引導學生根據“等效替代”的物理學思想推導三力及三力以上平衡條件，設計實驗驗證推導結果。在知識遷移環節，學生應用所學知識，通過數據計算和實驗驗證，從定性和定量兩個維度體驗和驗證三力平衡時受力大小與夾角的關系，掌握應用平衡條件解決實際問題的一般步驟。教學過程中同時滲透了運動和健康教育，這樣的教學方式有利于落實學生的物理學科核心素養發展目標。

健康教育和學科教學融合方面，有部分教師對在物理學科教學中滲透心理健康教育^{[ 2 ]}以及生命健康教育^{[ 3 ]}進行了理論性的、開創性的闡述，這些研究也對本課例選擇運動健康方向進行教學實踐提供了很大的啟發。

2? 教學過程

2.1? 創設情境，生成問題

教師通過課件展示如圖1、圖2所示的短視頻，并拋出問題：①當人保持一個姿勢刷手機時，在力學上稱為什么狀態？②為什么同樣是保持靜止，直立時和低頭時頸椎受到的壓力會差那么多？

學生思考并回答問題①，物體保持靜止或勻速直線運動時所處的狀態稱作平衡狀態。對于問題②充滿了好奇心和求知欲。

【設計思路】 現在的青少年普遍有刷手機的經歷及頸椎不適的體驗，以這樣一個小視頻開始的課堂教學，可以讓學生感受到物理知識和生活的緊密聯系，不僅能極大地引起學生的共鳴，激發學習的興趣，更能有效地切入主題——共點力的平衡。

2.2? 構建模型，引出探究

教師通過課件展示 圖3、圖4、圖5班級同學在不同場景中的運動照片，并拋出問題：

圖片所示的三個人是否都處于平衡狀態？為什么？

同樣處于平衡狀態，圖4和圖5的受力有什么不同？請畫出受力示意圖并進行分析。

圖4受一對平衡力的作用而處于平衡狀態，合力為零，那么圖5受三個作用而處于平衡狀態合力是否依然為零？

學生分組討論并回答，根據等效替代的物理思想，兩個分力可以用一個合力等效替代，從而把三力平衡轉化為二力平衡，得到三力平衡的條件仍然是合力為零。

【設計思路】 選用身邊同學的運動照片進行分析，有利于讓學生更直觀地感受到運動之美無處不在，而與之對應的幾個問題則可以引導學生由淺及深地思考如何判斷一個物體是否處于平衡狀態。物體保持平衡狀態的受力條件是什么？鞏固平衡狀態概念的同時，為接下去的理論分析和實驗驗證做好鋪墊。

2.3? 理論分析，實驗驗證

教師結合課件展示：根據力的合成的知識可知，如果兩個力的作用效果和一個力的作用效果相同，則這一個力可以稱為這兩個力的合力，合力和分力可以等效替代。所以如圖5中沿手臂方向所受的兩個拉力可以用一個力來等效替代，這樣三力平衡就轉化成了二力平衡，合力應該為0。如圖6、圖7、圖8。

學生設計實驗方案，分組實驗進行驗證。如圖9、圖10，測量并記錄三個力的大小和方向，利用平行四邊形定則求出其中兩個力的合力，畫出力的圖示，形象直觀地反映出其中兩個力的合力與第三個力大小相等方向相反，即三個力的合力為零。

教師拋出問題：如果受四個力甚至更多力而保持平衡呢？引導學生理解共點力平衡條件是合力為0。

【設計思路】通過前面幾節課的學習學生已經非常好地掌握了等效替代的思想，在該環節中先從等效思想出發理論推導三力平衡的條件，再用實驗驗證，符合學生的認知規律，便于學生理解和掌握這一結論，并培養學生設計探究方案和獲取證據的能力，最后再通過問題引導得出，無論受多少個力處于平衡狀態都可以用等效替代的思想轉化成二力平衡的模型，即在共點力作用下物體的平衡條件是合力為0。

2.4? 構建模型、遷移應用

教師視頻展示：同學做引體向上時，兩臂夾角越大越困難，并提出問題：手臂承受的拉力和夾角有何關系？如何找出拉力和夾角的關系？

學生分組討論得出：兩個拉力的合力與重力大小相等方向相反。再根據平行四邊形定則畫出兩個拉力的合力，如圖11所示，通過三角函數關系可以得出拉力和夾角的關系為G=2Fcosθ，即重力G一定時，夾角θ越大，cosθ越小，F越大。

教師總結后引導學生用鉤碼和彈簧測力計設計實驗驗證結論。

學生設計實驗驗證：以兩個彈簧測力計和鉤碼若干個模擬引體向上過程如圖12，通過體驗強化合力一定時，夾角越大，分力越大。

教師引導學生思考課堂引入的問題：為什么同樣是保持靜止，低頭時頸椎受到的壓力會比直立時大那么多？

學生嘗試受力分析但還是有一定困難。

教師展示頸椎模型，說明頸部肌肉等效成橡皮筋，可以產生沿肌肉收縮方向的彈力，頸椎等效成一根可自由轉動的輕桿，對頭部產生沿輕桿向上的支持力。

學生以頭部為研究對象受力分析，如圖13，有肌肉的拉力和頸椎的支持力的合力與重力大小相等，方向相反，即這兩個力的合力不變，頭越低，拉力和支持力的夾角越大，頸椎對頭部的支持力就越大，根據牛頓第三定律有，頭部對頸椎的壓力越大。

教師引導學生討論如何保護頸椎，學生總結要減少低頭的時間，同時也要多鍛煉，加強頸部肌肉的力量。

教師做總結：生命在于運動，希望同學們能帶著這節課的感受和體驗，樹立更加正確的運動觀，養成良好的運動習慣，以更健康的身心投入到今后的學習、生活、工作當中去。

【設計思路】 通過這個環節，學生獲得了利用所學知識解釋實際問題的真實體驗，形成了把知識和情境相關聯的意識和能力，提高了建構模型解決問題的能力，發展了科學思維，同時也進一步滲透了健康教育，讓學生意識到運動對身心健康的重要性。

3 總結與反思

本節課所選用的模型都是來自于學生非常熟悉的生活實例，所用器材也非常簡單易操作。一堂課下來學生展現出了極大的學習熱情，課堂氣氛生動活潑又不失對學習的嚴謹認真和渴求。結論的得出和遷移應用更讓他們獲得了學習的成就感以及物理來源于生活，又服務于生活的深刻體驗。

本節課還可以再完善的地方是：{1}引入環節可以讓學生借助手機的水平儀測量自己頸椎的角度并記錄該角度下頸椎的受力感受，增加學生的參與感和體驗感。{2}在遷移應用環節，可以讓學生根據自己的頸椎壓力情況和改善建議，制定一個合理的手機使用計劃和鍛煉計劃，并堅持執行一段時間，然后反饋效果和感受。

在后續探索健康教育和物理教育融合的過程中，筆者認為可以在以下幾方面進行嘗試：

（1）在物理教學中滲透健康教育，不僅應該關注學生的身體健康，也應該關注學生的心理健康。

例如，在進行評價時，應該貫徹新課標中“注重過程評價”^{[ 4 ]}的理念，在關注個體差異的基礎上，以幫助學生成長為目標，幫助學生建立自信心，獲得成就感。此外，在物理課堂教學中，可以充分發揮物理學科特點，創設條件讓學生進行合作式的科學探究活動，借此培養學生的合作意識和社會交往能力，促進學生和同伴、教師乃至社會環境建立良好的關系。

（2）在物理教學中滲透健康教育，不僅應該重視課堂教學，也應該組織相關的課后活動。

高中物理課程的編寫注重和社會生活的聯系，除了本節課內容外，高中物理課本中有大量有關體育運動的場景，如籃球投籃、臺球碰撞等，因此在物理教學中，教師可以設計一些實踐活動，讓學生進行親身實踐，感受運動中的物理現象，分析其中涉及到的物理原理，讓物理課堂變得更加生動和豐富。

（3）在物理課堂教學中滲透健康教育，不僅應該重視知識傳授，也應該關注價值觀的引導。

習近平總書記強調，要樹立：“健康第一”的教育理念，幫助學生在體育鍛煉中享受樂趣、增強體質、健全人格、錘煉意志。在物理教學中，學生可以通過對物理學史的學習，感受并學習先驅科學家們不懼失敗、不斷嘗試、百折不撓的精神和意志，以及為了人類科學發展而勇于探索、敢于創新、積極進取的心態。

參考文獻：

［1］ 中華人民共和國教育部. 教育部等五部門關于全面加強和改進新時代學校衛生與健康教育工作的意見[Z]，2021.

［2］ 王會玲.如何在物理教學中滲透心理健康教育[J].中學物理教學參考，2015，44（10）：51-52.

［3］ 吳茜. 生命教育取向下的中學物理教學策略研究[D].長春：東北師范大學，2012：18.

［4］ 中華人民共和國教育部. 普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）[S]. 北京：人民教育出版社，2020：3.