在高中物理課堂教學(xué)中滲透運(yùn)動(dòng)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(diǎn)力的平衡”一課為例，討論如何在高中物理課堂教學(xué)過(guò)程中，落實(shí)好學(xué)科核心素養(yǎng)目標(biāo)的同時(shí)自然有效地滲透運(yùn)動(dòng)與健康教育，幫助學(xué)生強(qiáng)化“生命在于運(yùn)動(dòng)”的意識(shí)， 養(yǎng)成良好的運(yùn)動(dòng)習(xí)慣，以更健康的身心投入到今后的學(xué)習(xí)、生活、工作當(dāng)中去。

關(guān)鍵詞： 高中物理；共點(diǎn)力的平衡；教學(xué)設(shè)計(jì)；運(yùn)動(dòng)與健康

《教育部等五部門(mén)關(guān)于全面加強(qiáng)和改進(jìn)新時(shí)代學(xué)校衛(wèi)生與健康教育工作的意見(jiàn)》中指出“將健康教育與德育、智育、體育、美育、勞動(dòng)教育相結(jié)合，融入教育教學(xué)”^{[ 1 ]}，這對(duì)物理課堂教學(xué)提出了新的要求。而2020年初開(kāi)始到2022年底，間斷出現(xiàn)的疫情讓全國(guó)大中小學(xué)生不得不多次居家上課、居家學(xué)習(xí)，體育鍛煉減少，對(duì)學(xué)生的身心健康構(gòu)成了諸多不良影響，這也迫切需要我們“構(gòu)建面向人人、人人有責(zé)的健康教育體系?！?sup>[ 1 ]探索健康教育和學(xué)科教學(xué)融合的可行方案。那么如何在日常教學(xué)的過(guò)程中結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)，滲透運(yùn)動(dòng)與健康的教育，幫助學(xué)生在意識(shí)上和行動(dòng)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(xué)習(xí)、生活、工作當(dāng)中去？筆者作為一線教師，嘗試以“共點(diǎn)力的平衡”一課為例，探討如何在高中物理課堂教學(xué)過(guò)程中滲透運(yùn)動(dòng)與健康教育。

1? 教材分析和設(shè)計(jì)思路

本節(jié)課選用的是2019年魯科版普通高中教科書(shū)物理必修一第四章第三節(jié)的 “共點(diǎn)力的平衡”，本節(jié)內(nèi)容是本章的收尾部分，是對(duì)前兩節(jié)學(xué)習(xí)的“力的合成”和“力的分解”的綜合應(yīng)用。應(yīng)用平衡條件分析解決實(shí)際問(wèn)題是本節(jié)課的難點(diǎn)。學(xué)生在校園中的很多日常運(yùn)動(dòng)都涉及到了平衡狀態(tài)，因此在生成問(wèn)題、解決問(wèn)題等多個(gè)環(huán)節(jié)都選擇創(chuàng)設(shè)與校園運(yùn)動(dòng)相關(guān)的場(chǎng)景，既可以幫助學(xué)生更好地突破難點(diǎn)，又可以自然有效地滲透運(yùn)動(dòng)與健康教育。

以學(xué)生關(guān)心的頸椎問(wèn)題和熟悉的校園運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景為切入點(diǎn)和落腳點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生在討論和思考中建構(gòu)共點(diǎn)力平衡的模型。并引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)“等效替代”的物理學(xué)思想推導(dǎo)三力及三力以上平衡條件，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證推導(dǎo)結(jié)果。在知識(shí)遷移環(huán)節(jié)，學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，通過(guò)數(shù)據(jù)計(jì)算和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，從定性和定量?jī)蓚€(gè)維度體驗(yàn)和驗(yàn)證三力平衡時(shí)受力大小與夾角的關(guān)系，掌握應(yīng)用平衡條件解決實(shí)際問(wèn)題的一般步驟。教學(xué)過(guò)程中同時(shí)滲透了運(yùn)動(dòng)和健康教育，這樣的教學(xué)方式有利于落實(shí)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)。

健康教育和學(xué)科教學(xué)融合方面，有部分教師對(duì)在物理學(xué)科教學(xué)中滲透心理健康教育^{[ 2 ]}以及生命健康教育^{[ 3 ]}進(jìn)行了理論性的、開(kāi)創(chuàng)性的闡述，這些研究也對(duì)本課例選擇運(yùn)動(dòng)健康方向進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐提供了很大的啟發(fā)。

2? 教學(xué)過(guò)程

2.1? 創(chuàng)設(shè)情境，生成問(wèn)題

教師通過(guò)課件展示如圖1、圖2所示的短視頻，并拋出問(wèn)題：①當(dāng)人保持一個(gè)姿勢(shì)刷手機(jī)時(shí)，在力學(xué)上稱為什么狀態(tài)？②為什么同樣是保持靜止，直立時(shí)和低頭時(shí)頸椎受到的壓力會(huì)差那么多？

學(xué)生思考并回答問(wèn)題①，物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)所處的狀態(tài)稱作平衡狀態(tài)。對(duì)于問(wèn)題②充滿了好奇心和求知欲。

【設(shè)計(jì)思路】 現(xiàn)在的青少年普遍有刷手機(jī)的經(jīng)歷及頸椎不適的體驗(yàn)，以這樣一個(gè)小視頻開(kāi)始的課堂教學(xué)，可以讓學(xué)生感受到物理知識(shí)和生活的緊密聯(lián)系，不僅能極大地引起學(xué)生的共鳴，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣，更能有效地切入主題——共點(diǎn)力的平衡。

2.2? 構(gòu)建模型，引出探究

教師通過(guò)課件展示 圖3、圖4、圖5班級(jí)同學(xué)在不同場(chǎng)景中的運(yùn)動(dòng)照片，并拋出問(wèn)題：

圖片所示的三個(gè)人是否都處于平衡狀態(tài)？為什么？

同樣處于平衡狀態(tài)，圖4和圖5的受力有什么不同？請(qǐng)畫(huà)出受力示意圖并進(jìn)行分析。

圖4受一對(duì)平衡力的作用而處于平衡狀態(tài)，合力為零，那么圖5受三個(gè)作用而處于平衡狀態(tài)合力是否依然為零？

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

【設(shè)計(jì)思路】 選用身邊同學(xué)的運(yùn)動(dòng)照片進(jìn)行分析，有利于讓學(xué)生更直觀地感受到運(yùn)動(dòng)之美無(wú)處不在，而與之對(duì)應(yīng)的幾個(gè)問(wèn)題則可以引導(dǎo)學(xué)生由淺及深地思考如何判斷一個(gè)物體是否處于平衡狀態(tài)。物體保持平衡狀態(tài)的受力條件是什么？鞏固平衡狀態(tài)概念的同時(shí)，為接下去的理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證做好鋪墊。

2.3? 理論分析，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

教師結(jié)合課件展示：根據(jù)力的合成的知識(shí)可知，如果兩個(gè)力的作用效果和一個(gè)力的作用效果相同，則這一個(gè)力可以稱為這兩個(gè)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(gè)拉力可以用一個(gè)力來(lái)等效替代，這樣三力平衡就轉(zhuǎn)化成了二力平衡，合力應(yīng)該為0。如圖6、圖7、圖8。

學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，分組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。如圖9、圖10，測(cè)量并記錄三個(gè)力的大小和方向，利用平行四邊形定則求出其中兩個(gè)力的合力，畫(huà)出力的圖示，形象直觀地反映出其中兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力大小相等方向相反，即三個(gè)力的合力為零。

教師拋出問(wèn)題：如果受四個(gè)力甚至更多力而保持平衡呢？引導(dǎo)學(xué)生理解共點(diǎn)力平衡條件是合力為0。

【設(shè)計(jì)思路】通過(guò)前面幾節(jié)課的學(xué)習(xí)學(xué)生已經(jīng)非常好地掌握了等效替代的思想，在該環(huán)節(jié)中先從等效思想出發(fā)理論推導(dǎo)三力平衡的條件，再用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，便于學(xué)生理解和掌握這一結(jié)論，并培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)探究方案和獲取證據(jù)的能力，最后再通過(guò)問(wèn)題引導(dǎo)得出，無(wú)論受多少個(gè)力處于平衡狀態(tài)都可以用等效替代的思想轉(zhuǎn)化成二力平衡的模型，即在共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是合力為0。

2.4? 構(gòu)建模型、遷移應(yīng)用

教師視頻展示：同學(xué)做引體向上時(shí)，兩臂夾角越大越困難，并提出問(wèn)題：手臂承受的拉力和夾角有何關(guān)系？如何找出拉力和夾角的關(guān)系？

學(xué)生分組討論得出：兩個(gè)拉力的合力與重力大小相等方向相反。再根據(jù)平行四邊形定則畫(huà)出兩個(gè)拉力的合力，如圖11所示，通過(guò)三角函數(shù)關(guān)系可以得出拉力和夾角的關(guān)系為G=2Fcosθ，即重力G一定時(shí)，夾角θ越大，cosθ越小，F(xiàn)越大。

教師總結(jié)后引導(dǎo)學(xué)生用鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)論。

學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：以兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)和鉤碼若干個(gè)模擬引體向上過(guò)程如圖12，通過(guò)體驗(yàn)強(qiáng)化合力一定時(shí)，夾角越大，分力越大。

教師引導(dǎo)學(xué)生思考課堂引入的問(wèn)題：為什么同樣是保持靜止，低頭時(shí)頸椎受到的壓力會(huì)比直立時(shí)大那么多？

學(xué)生嘗試受力分析但還是有一定困難。

教師展示頸椎模型，說(shuō)明頸部肌肉等效成橡皮筋，可以產(chǎn)生沿肌肉收縮方向的彈力，頸椎等效成一根可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的輕桿，對(duì)頭部產(chǎn)生沿輕桿向上的支持力。

學(xué)生以頭部為研究對(duì)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(gè)力的合力不變，頭越低，拉力和支持力的夾角越大，頸椎對(duì)頭部的支持力就越大，根據(jù)牛頓第三定律有，頭部對(duì)頸椎的壓力越大。

教師引導(dǎo)學(xué)生討論如何保護(hù)頸椎，學(xué)生總結(jié)要減少低頭的時(shí)間，同時(shí)也要多鍛煉，加強(qiáng)頸部肌肉的力量。

教師做總結(jié)：生命在于運(yùn)動(dòng)，希望同學(xué)們能帶著這節(jié)課的感受和體驗(yàn)，樹(shù)立更加正確的運(yùn)動(dòng)觀，養(yǎng)成良好的運(yùn)動(dòng)習(xí)慣，以更健康的身心投入到今后的學(xué)習(xí)、生活、工作當(dāng)中去。

【設(shè)計(jì)思路】 通過(guò)這個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生獲得了利用所學(xué)知識(shí)解釋實(shí)際問(wèn)題的真實(shí)體驗(yàn)，形成了把知識(shí)和情境相關(guān)聯(lián)的意識(shí)和能力，提高了建構(gòu)模型解決問(wèn)題的能力，發(fā)展了科學(xué)思維，同時(shí)也進(jìn)一步滲透了健康教育，讓學(xué)生意識(shí)到運(yùn)動(dòng)對(duì)身心健康的重要性。

3 總結(jié)與反思

本節(jié)課所選用的模型都是來(lái)自于學(xué)生非常熟悉的生活實(shí)例，所用器材也非常簡(jiǎn)單易操作。一堂課下來(lái)學(xué)生展現(xiàn)出了極大的學(xué)習(xí)熱情，課堂氣氛生動(dòng)活潑又不失對(duì)學(xué)習(xí)的嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真和渴求。結(jié)論的得出和遷移應(yīng)用更讓他們獲得了學(xué)習(xí)的成就感以及物理來(lái)源于生活，又服務(wù)于生活的深刻體驗(yàn)。

本節(jié)課還可以再完善的地方是：{1}引入環(huán)節(jié)可以讓學(xué)生借助手機(jī)的水平儀測(cè)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(xué)生的參與感和體驗(yàn)感。{2}在遷移應(yīng)用環(huán)節(jié)，可以讓學(xué)生根據(jù)自己的頸椎壓力情況和改善建議，制定一個(gè)合理的手機(jī)使用計(jì)劃和鍛煉計(jì)劃，并堅(jiān)持執(zhí)行一段時(shí)間，然后反饋效果和感受。

在后續(xù)探索健康教育和物理教育融合的過(guò)程中，筆者認(rèn)為可以在以下幾方面進(jìn)行嘗試：

（1）在物理教學(xué)中滲透健康教育，不僅應(yīng)該關(guān)注學(xué)生的身體健康，也應(yīng)該關(guān)注學(xué)生的心理健康。

例如，在進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)該貫徹新課標(biāo)中“注重過(guò)程評(píng)價(jià)”^{[ 4 ]}的理念，在關(guān)注個(gè)體差異的基礎(chǔ)上，以幫助學(xué)生成長(zhǎng)為目標(biāo)，幫助學(xué)生建立自信心，獲得成就感。此外，在物理課堂教學(xué)中，可以充分發(fā)揮物理學(xué)科特點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)條件讓學(xué)生進(jìn)行合作式的科學(xué)探究活動(dòng)，借此培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)和社會(huì)交往能力，促進(jìn)學(xué)生和同伴、教師乃至社會(huì)環(huán)境建立良好的關(guān)系。

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

高中物理課程的編寫(xiě)注重和社會(huì)生活的聯(lián)系，除了本節(jié)課內(nèi)容外，高中物理課本中有大量有關(guān)體育運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)景，如籃球投籃、臺(tái)球碰撞等，因此在物理教學(xué)中，教師可以設(shè)計(jì)一些實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生進(jìn)行親身實(shí)踐，感受運(yùn)動(dòng)中的物理現(xiàn)象，分析其中涉及到的物理原理，讓物理課堂變得更加生動(dòng)和豐富。

（3）在物理課堂教學(xué)中滲透健康教育，不僅應(yīng)該重視知識(shí)傳授，也應(yīng)該關(guān)注價(jià)值觀的引導(dǎo)。

習(xí)近平總書(shū)記強(qiáng)調(diào)，要樹(shù)立：“健康第一”的教育理念，幫助學(xué)生在體育鍛煉中享受樂(lè)趣、增強(qiáng)體質(zhì)、健全人格、錘煉意志。在物理教學(xué)中，學(xué)生可以通過(guò)對(duì)物理學(xué)史的學(xué)習(xí)，感受并學(xué)習(xí)先驅(qū)科學(xué)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(xué)發(fā)展而勇于探索、敢于創(chuàng)新、積極進(jìn)取的心態(tài)。

參考文獻(xiàn)：

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