物理知識在體育教學(xué)及業(yè)余運(yùn)動訓(xùn)練中的應(yīng)用
摘 要：體育與各學(xué)科之間存在著緊密的聯(lián)系。通過查閱文獻(xiàn)、整理分析，論證并闡述了物理知識在體育教學(xué)和業(yè)余運(yùn)動訓(xùn)練中的積極作用，旨在為體育教學(xué)及業(yè)余運(yùn)動訓(xùn)練提供幫助。關(guān)鍵字：物理 體育教學(xué) 運(yùn)動訓(xùn)練 應(yīng)用
體育是學(xué)校教育的重要組成部分，隨著社會與科學(xué)的不斷發(fā)展，體育作為一門綜合性學(xué)科與其他社會學(xué)科的聯(lián)系日益緊密。2003年人教版《物理》教材指出：物理學(xué)是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動基本規(guī)律的學(xué)科。在中學(xué)體育教學(xué)及業(yè)余運(yùn)動訓(xùn)練中引用物理知識進(jìn)行參與教學(xué)和訓(xùn)練會起到積極的輔助作用。
一、培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，發(fā)展學(xué)生的素質(zhì)，促進(jìn)體育與健康課目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)
中學(xué)生處在成長發(fā)育的關(guān)鍵時期，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，提高中學(xué)生明辨是非的能力，對于中學(xué)生的成長及價值觀、人生觀的形成具有非常重要的意義。將物理知識貫穿到體育教學(xué)和業(yè)余訓(xùn)練中，通過對一些表面現(xiàn)象的分析，可以幫助學(xué)生分析問題、認(rèn)清問題，并逐步提高學(xué)生解決問題的能力。
例如：兩個學(xué)生比賽后拋鉛球，一個力氣大，另一個力氣小，但力氣大的卻輸給了力氣小的。這時，我們就需要從物理學(xué)的角度來進(jìn)行分析，讓學(xué)生明白力氣大只是鉛球拋得遠(yuǎn)的一個重要因素，而不是絕對因素，因?yàn)檫�要受到后拋鉛球技術(shù)、自身身高等因素的影響。要幫助學(xué)生正確分析問題、解決問題，培養(yǎng)學(xué)生全面分析問題的能力，讓學(xué)生學(xué)會辯證地看待問題，排除思想壓力，從而對學(xué)生的健康成長及人生觀、價值觀的形成起到積極的推動作用，促進(jìn)體康課教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
二、提高學(xué)生的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的鍛煉興趣
簡單講述和教授體育運(yùn)動技術(shù)，教師講得比較枯燥，學(xué)生學(xué)得也比較枯燥，學(xué)習(xí)積極性不高。中學(xué)生處在增長知識、開闊眼界的年齡階段，善于探索、勇于探索是他們的長處。體育教師在教學(xué)與訓(xùn)練中應(yīng)當(dāng)挖掘并發(fā)揮他們的優(yōu)點(diǎn)，積極提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，將物理知識貫穿于體育運(yùn)動技術(shù)學(xué)習(xí)和練習(xí)的全過程，培養(yǎng)學(xué)生的興趣，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)技術(shù)原理、練習(xí)技術(shù)的同時，很好地應(yīng)用物理知識對運(yùn)動技術(shù)進(jìn)行分析，從而收到理論指導(dǎo)實(shí)踐、實(shí)踐驗(yàn)證理論的效果。
例如：在教授原地推鉛球“出手角度”這一重要內(nèi)容時，教師可以結(jié)合“斜上拋”的力學(xué)原理對其進(jìn)行分析講解，幫助學(xué)生更直觀、更理性地學(xué)習(xí)和掌握。如圖：
鉛球的運(yùn)動軌跡是拋物線，通過運(yùn)用物理知識進(jìn)行分析，學(xué)生能夠明白鉛球的水平位移計算公式為：
S = v2sinθcosθ/g
S取決于出手速度v和出手角度θ，當(dāng)v一定時，θ就決定了S的大小。根據(jù)三角函數(shù)和極值原理，當(dāng)sinθ=cosθ時，S有最大值,此時，θ取45°角。所以在理論上講，當(dāng)出手角度是45度，鉛球推得最遠(yuǎn)。但是由于外界因素的影響，在實(shí)際中39°是最適宜的角度。
三、結(jié)合解剖、生理、化學(xué)等學(xué)科對學(xué)生進(jìn)行健康教育
在剛開始進(jìn)行鍛煉時，絕大多數(shù)人會感到全身或局部酸痛，這時體育教師首先要給學(xué)生講明白這是一種正常現(xiàn)象，沒有必要緊張更不要輕言放棄，要鼓勵學(xué)生堅(jiān)持鍛煉、持之以恒，培養(yǎng)學(xué)生敢于面對困難、敢于挑戰(zhàn)、堅(jiān)韌不拔的意志品質(zhì)。其次，教師要給學(xué)生講解出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因。這時，教師就可以借助物理、生理、解剖、化學(xué)等學(xué)科的知識來給學(xué)生講解分析，使學(xué)生從原理上弄明白到底是怎么一回事。
例如：教師要講解進(jìn)行正握啞鈴屈臂練習(xí)時大臂肌肉產(chǎn)生酸痛的原因，可以嘗試按下面的步驟進(jìn)行講解。
1、給學(xué)生一個生理解剖模型，使學(xué)生先弄明白正握啞鈴屈臂的運(yùn)動原理。
2、請學(xué)生思考并用物理知識解釋正握啞鈴屈臂的工作原理：
正握啞鈴屈臂練習(xí)時，小臂以肘關(guān)節(jié)為軸組成杠桿，L1為阻力臂，L2為動力臂，練習(xí)時遵循杠桿原理，肱二頭肌肌肉收縮，給小臂動力，克服啞鈴的重量產(chǎn)生的阻力做功。根據(jù)功能轉(zhuǎn)化原理，大臂肌肉收縮做功必定消耗能量，能量從哪里來的呢？
3、運(yùn)用生化原理講解能量的來源：肌肉運(yùn)動所需要的能量來源于兩個部分：有氧代謝產(chǎn)生的能量與無氧代謝產(chǎn)生的能量。無氧代謝供能消耗的主要是人體內(nèi)儲存的三磷酸腺苷（ATP），人體內(nèi)儲存的ATP數(shù)量是有限的，在短時間內(nèi)很難發(fā)生變化，當(dāng)肌肉運(yùn)動將人體內(nèi)儲存的ATP消耗完后，便完全靠有氧代謝供能。有氧代謝功能消耗的主要是人體內(nèi)的脂肪，化學(xué)反應(yīng)式為：
脂肪+氧氣→能量+乳酸
4、脂肪分解產(chǎn)生的乳酸在肌肉纖維間堆積，人體便會感到肌肉酸痛。如果繼續(xù)堅(jiān)持鍛煉，乳酸會繼續(xù)分解氧化：
乳酸+氧氣→水+二氧化碳+熱量
當(dāng)肌肉纖維間的乳酸濃度降到一定值時，人體就會不再感覺到酸痛了。
四、運(yùn)用物理知識分析講解，促進(jìn)學(xué)生明確并逐步建立正確的動作定型
通過運(yùn)用物理知識分析講解技術(shù)動作，促進(jìn)學(xué)生對于技術(shù)動作的理性認(rèn)識，并反作用于感性認(rèn)識，增強(qiáng)其神經(jīng)支配肌體的能力，有效提高學(xué)習(xí)的效率和練習(xí)的效果，使學(xué)生明確技術(shù)方法，通過積極的練習(xí)，逐步建立并鞏固正確的動作定型。
例如：在講解“后蹬跑”由“充分蹬直”到“充分蹬伸”的發(fā)展變化時，教師就可以運(yùn)用物理知識進(jìn)行講解。
1、使學(xué)生明確“充分蹬伸”與“充分蹬直”的區(qū)別與聯(lián)系。所謂聯(lián)系就是指二者都要求“蹬”。所謂區(qū)別是“伸”與“直”的區(qū)別，“蹬伸”就是不一定要求一定要蹬直，而是要求在自己的能力范圍和技術(shù)允許范圍內(nèi)盡力去蹬，伸的程度因人而宜，允許“屈蹬”。蹬直則要求一定要蹬直，大小腿夾角要接近180°，忽視了人的區(qū)別以及場地、技術(shù)的影響。
2、拋開人的因素影響，運(yùn)用力學(xué)原理分析后蹬跑。
（1）充分蹬直的力學(xué)原理分析。人體在往前跑的過程中，主要依靠后蹬時地面給人體的反作用力及人體自身擺臂與擺動腿向前擺動所產(chǎn)生的作用力來實(shí)現(xiàn)位移速度。
后蹬時地面給人體的反作用力F在水平方向上的分力對人體的前移產(chǎn)生作用:F1= Fsinα；F在豎直方向上的分力使人體在跑的過程中產(chǎn)生一定的騰空：F2= Fcosα。
（2）充分蹬伸時的力學(xué)原理分析。后蹬使地面給人體的反作用力f在水平方向上的分力對人體的前移產(chǎn)生作用:f1= fsinβ；f在豎直方向上的分力使人體在跑的過程中產(chǎn)生一定的騰空：f2= fcosβ。跑動過程中，當(dāng)人蹬地的力量F=f時，如果β小于α，則屈蹬時在水平方向上的分力f1= fsinβ大于直蹬時在水平方向上的分力F1= Fsinα，也就是說屈蹬時在水平方向上給人體的作用更大。在豎直方向上，f2= fcosβ小于F2= Fcosα，但是由于塑膠跑道給人體向上的彈力較大，所以可以彌補(bǔ)屈蹬時重心較低的缺陷。
五、總結(jié)
綜上所述，在體康課的教學(xué)和運(yùn)動員的業(yè)余訓(xùn)練中很好地運(yùn)用物理知識在培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，發(fā)展學(xué)生的素質(zhì)，促進(jìn)體育與健康課目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，提高學(xué)生的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的鍛煉興趣，結(jié)合解剖、生理、化學(xué)等學(xué)科對學(xué)生進(jìn)行健康教育，分析講解運(yùn)動技術(shù)，促進(jìn)學(xué)生明確并逐步建立正確的動作定型等諸方面起到了積極的輔助作用。
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