体育与物理跨学科融合教学初探

摘要：本文从冬奥会利用物理前沿技术为引言，阐述了物理知识在体育运动中的应用，提出应用物理知识，进行体育与物理学科间的渗透，优化体育课堂，有效提升学生的运动技能。

关键词：体育；物理知识；渗透；融合

2022年2月4日，美轮美奂的、精彩纷呈的北京冬奥会开幕式，以光电技术给我们带来美妙的享受。而冬奥会比赛中，比速滑运动员还快的“猎豹”（全称“超高速4K轨道摄像机系统”）、被称为犯规杀手的飞猫（索道摄像系统技术）等摄影技术和转播场景，不仅给我们带来了更逼真的细节，更丰富的色彩，使我们有身临其境的感受，他们还是违规行为的“火眼金睛”，具有高清捕捉能力，是维护公平、公正的体育精神的证人，另外，无厨师和配菜员的智慧餐厅、消毒机器人、奥运村的智能床都给人留下深刻印象，此外野外造雪技术、雪蜡车等中国制造，体现我国物理前沿的顶级技术成果，使我想起体育与物理之间相互发展的源远流长。

体育与物理密不可分，体育比赛中的举重等项目是力量的展示、跑步是运动速度的展示、跳远跳高为了更长更高的距离，射箭、投标枪、抛铅球展示的是能量，而这些都是物理学科中力学的范畴。如比赛用的自行车轮胎表面特别粗糙，花纹很深，这是为了增大摩擦力。同学们喜欢的拔河比赛，由学生学到的摩擦力、力的相互作用、杠杆原理等物理知识，很容易得出获胜秘诀：挑质量大的同学，穿上深花纹的鞋子，拔河时身体向后倾斜。又如跳远运动员，为了获得大的能量，要进行助跑，跳高形式经过跨越式、俯卧式，到了如今流行的背跃式。背跃式可以让运动员的重心最高点低于栏杆而可以使身体巧妙地越栏杆，跳高运动员的助跑的目的是除了增加动能，提高其水平速度，这样通过栏杆的时间可大大缩短，提高成功率；一些著名足球运动员技术娴熟，踢法精准，踢出诡异的香蕉球和落叶球，这是因为在踢足球时，作用点不同，球受力飞出后，球的转向与空气相互作用，使球两侧的空气对球的压强不一样，产生了压力差，从而改变了球的轨迹和落点，使对方球员防不胜防。又如足球中的蝴蝶球、电梯球等各种形式的弧线球也与流体力学相关，甚至有专门机构研究足球与流体力学关系，改变足球的设计，增加足球的轨迹变数，增加足球运动的观赏性，为足球运动增加了魅力。乒乓球是中国的国球，别看它小，可是这小小的乒乓球蕴藏的物理知识并不少，如乒乓球在上升下落时动能和势能的转化，击球时改变求的飞行轨迹，可以说明力的作用效果。值得一提的是乒乓球与足球一样，而且乒乓球质量小，更易受流体力学影响。中国乒乓运动员在训练和比赛中充分应用流体力学等物理知识，通过改变击球方式改变球路和球速，是运动员取得胜利的必要条件。高尔夫球在高速运动过程中，因受气流作用，球速和球的运动方向改变得更明显，最新研究发现改变高尔夫球表面结构，可以改变球的前方的气流，使得球速更快。游泳比赛中的鲨鱼装也是流体力学原理的一个应用，它可以大大减小游泳运动员的阻力从而提高运动员的速度，流体力学为鲨鱼装的设计提供了理念依据，使游泳技术跨出了新的一步。体育运动中物理知识的应用举不胜举，运用物理知识。可以大大提升运动技能和训练水平，提高运动员成绩，提高体育活动的效率。体育老师可以在平时体育教学中渗透物理知识，也可以与物理老师多多交流，在物理教学中多以体育活动为例，来让学生理解物理知识在体育运动中的应用，在物理课堂上展示体育的魅力。

随着新的课程改革，体育课程以及体育教学活动的研究已不限制于体育本身，各门学科相互渗透已是大势所趋，我们体育老师要多考虑其他学科对体育教学的促进作用，关注体育教学在整个课程体系中的地位和作用，改变体育教学的传统教学方式，进行跨学科教学，现代竞技体育不仅是力量的比拼，也是知识的比拼，新材料新技术助力体育运动，使体育运动等有了很大的飞跃。体育技术的发展与物理学科高度相关。一些体育活动，正是物理、生物等学科的研究对象和教学素材，如体育运动中的抛体运动相关的探究，是近几年物理学科的中考热点。体育教学应该挖掘其他学科与体育教学的相关资源，在体育教学中，教师可寻找物理学知识与教学内容的切入点，设计教学情境，安排合适的教学内容，激发学生对体育锻炼产生兴趣，如在狭窄的“小路”进行平衡行走、“蜈蚣腿”、“单足站立击掌”，这些活动让学生感到力的作用效果，又可以感受相互作用力，体验力的平衡，让学生积极参与体育学习和锻炼，并且从体育和物理学科的视角都从中获益，在学生不断提升自己的身体素质的同时，学会物理知识的应用，进而激发学生锻炼的热情和求知欲，以饱满的热情和积极的心态投入到体育学习和锻炼中，并形成把物理知识应用于体育运动的能力。

体育教学与物理等其他学科融合，是新课标的一个要求。让物理进入体育课堂，如初中物理《速度》、《直线运动》两节，把课堂搬到操场，体育老师与物理老师相互配合和协调，开始时可以用慢跑作热身运动，按老师要求的路线（直线或弯道）作直线运动或曲线运动，接着可以作各种形式的直线跑，曲线跑，还可以演示超越、接力跑等，最后可以进行测量平均速度的实验（这是个重要的物理实验），让同学们进行100m直线跑，分别测出跑步者通过中点和终点所用的时间，利用测量数据可以分别算出前半程、后半程以及全程平均速度。通过体育课堂，让学生体验速度的大小，速度的方向，理解匀速直线运动的概念，学会速度大小的比较和会平均速度的测量，加深对平均速度的理解，通过接力跑感受相对静止，感受运动和静止的相对性。在进行体育锻炼的同时让学生直接感悟物理概念，学习知识，既直观又形象，通过体育活动体会并学习《速度》和《直线运动》的相关知识，让学生在体育课堂中很直观地应用物理知识来解决物理问题，同时学生的实验数据可以作为运动数据，调整学生的运动量和运动强度，根据各个同学的实测数据，有的放矢，因材施教，或进行个别指导，引导纠正。还有如测量铅球的质量和密度、惯性实验、测量引体向上和登楼的功率等。以抛铅球为例，老师组织学生利用课外活动或综合实践活动开展斜抛实验，引导学生调整练习姿势，提高出手速度，选择合适角度，学以致用，提高体育运动成绩，让学生在体育活动中把物理知识应用得得心，养成科学锻炼的好习惯。

体育虽然看起来游离于自然科学之外。但它并不是孤立的体系，每一个体育项目、每一个运动动作，都蕴含着丰富的物理学知识，要注重体育与物理等其他学科知识的渗透与融合，我们可以用物理知识解读体育运动和技能，积极地把物理知识渗透教学环节，提高教学内容的科学性，也可以利用体育技能提高学生灵活应用物理知识的能力，用物理知识来提升体育活动的无限魅力，这也正是跨学科教学的魅力所在。

参考文献：

[1]王则珊.学校体育理论与研究[M].北京：北京体育大学出版社，1995.

[2]田程化、费真桥、廖文豪.力学原理在体育教学与训练中的应用[].中学物理教学参考，2018（02）：120