方武增

(揭陽市惠來慈云實驗中學 廣東 揭陽 515200)

(收稿日期：2016-05-20)

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趣味物理
——當齊達內遇上物理教師

方武增

(揭陽市惠來慈云實驗中學 廣東 揭陽 515200)

(收稿日期：2016-05-20)

在足球世界里感知物理的魅力.曾經的“法國球王”齊達內，現(xiàn)是西班牙皇家馬德里隊的主教練，當他遇上物理老師時，也許能對足球陣形中物理哲學感嘆不已；而物理教師也能帶著新思維在趣味生活中找到激活元素，調節(jié)身心，從而更好地做好工作.教學足球陣形是教練的戰(zhàn)術框架，相當于物理教師的教學設計；良好的戰(zhàn)術框架必須建立在科學的球員分析和先進的打法上，如同寫教案必須進行教材分析、教法分析和學情分析，否則將失去實效性.

足球陣形 趣味物理 類比 方法

現(xiàn)代足球陣形中，433,4231,541和352是最常見的.《孫子兵法·虛實篇》中指出,“故其戰(zhàn)勝不復,而應形于無窮”.每一次排兵布陣前，主帥都得根據收集的情報與球員狀態(tài)進行系統(tǒng)分析，并經理性思維加工得出結論，從而設計出陣形.物理學科是一門涉及實驗探究、講究在客觀實際和經驗材料中理性分析形成物理概念或物理規(guī)律.由此可得：足球陣形的設計與物理規(guī)律的探索具有相似的思維模式，值得研習探究.

1 陣形中的平衡問題

1.1 重心越低越穩(wěn)定

現(xiàn)代足球越來越注重防守，防守強的球隊，戰(zhàn)績都較穩(wěn)定.每一支足球強隊都有一批強力后衛(wèi)坐鎮(zhèn)

后防，如：皇馬的拉莫斯、拜仁的博阿滕和多特蒙德的胡梅爾斯.若將場上的后衛(wèi)、中場和前鋒3條線分別用3個木塊來表示，如圖1所示，重心越低越穩(wěn)定.當前流行的幾種陣行中，無論是433,4231,541還是.352(防守時變5后衛(wèi))，都極其強調防守.

圖1 重心越低越穩(wěn)定

1.2 動態(tài)平衡

球員站位是相對靈活，但要遵行“動態(tài)平衡”原則.在巴塞陣行中，右后衛(wèi)阿爾維斯經常助攻到前場，充當右前衛(wèi)或右邊鋒，即圖1中木塊1一部分質量移到木塊2或木塊3去了，造成木塊1質量變小，此時，后腰布斯克茨必須回撤給阿爾維斯補位，即從木塊2移一部分質量到木塊3，這樣的動態(tài)移動才能確保陣行的平衡，即圖1中的疊加體的穩(wěn)定.相反，當年在皇馬陣形中，馬克萊萊本是球隊攻守平衡的重要因素，如同圖2中的木塊2下層，但是皇馬將其賣掉而在陣容中增加了貝克漢姆這名進攻球員，如同在抽掉木塊2下層，不但沒補位，反而在以上部分增加了質量，可想而知，以上部分必定下跌.而當兩邊后衛(wèi)卡洛斯與薩爾加多助攻到前場時，只剩下兩中衛(wèi)，木塊1質量更小，整個疊加體更頭重腳輕，必定失衡.

圖2 保持動態(tài)平衡

2 陣形中的串并聯(lián)問題

前鋒是隊中最易出彩的，但若在陣形中沒有合適的節(jié)拍器進行“調控”，給前鋒輸送“電流”,前鋒則難以出彩.電學實驗中，經?？疾殡娐愤B接的問題，即：將電路元件(如電阻、電容、電感,用電器等)逐個用導線通過串聯(lián)或并聯(lián)的基本方式進行連接.電路連接時，一是考慮安全，二是優(yōu)化.若將場上的11名球員比喻成11個電路元件，可以認為：前鋒、中場、后衛(wèi)和門將分別相當于電路中的燈泡、滑動變阻器、限流電阻和保險絲，具體如表1.

表1 球員與電學元件的比對

當然，由于各個元件的參數不一樣，如燈泡的額定功率不一樣，不能簡單地用導線相連就行，不然可能會出現(xiàn)故障，甚至短路；正如前鋒可分類為：空霸型中鋒、影鋒和邊鋒等，一定要恰當地串聯(lián)或并聯(lián)，甚至混聯(lián)，同時得選擇適當阻值的滑動變阻器調節(jié)電路，才使得電路最優(yōu)化.如同皇馬的摩德里奇和曼城的席爾瓦均是各自隊中的“滑動變阻器”.

3 陣形中的電場線問題

進攻時，越是近對方球門，遇到的防守密度越大.在對方的門前如同放置著一個巨大的場源電荷+Q，如圖3可形象用電場線來表示場強.

圖3 形象地用電場線表示場強

用電場線其上每一點的切線方向和該點的場強方向一致.疏密程度反映了電場的大小，電場線密集的地方場強大；電場線稀疏的地方場強小.本方每一位球員如同每一個帶著與場源電荷同種電荷的試探電荷+q, 同性相斥，當本方球員越接近對方門前時，電場線越密集，場強E越大，根據F=Eq，遇到的阻力F(電場力)越大.猶如本方球員攻到越近球門處，受到的壓迫越大，此時通常是后衛(wèi)和后腰的兇狠迫搶，甚至是飛鏟.2010年歐冠，巴塞主場對國米，國米一度出現(xiàn)六后衛(wèi)加三后腰(麥孔、盧西奧、薩穆埃爾、薩內蒂、齊沃、科爾多巴、馬里加、蒙塔里、坎比亞索)的鐵鏈式密集防守，巴塞最終被國米淘汰.

4 設計陣形與物理科研

做物理科研時，遇到難題是常有的事，物理學中有一種研究方法，叫等效替代法.當遇難題時，有些人慣于正攻，即使碰到重重障礙也分毫不改變思路，結果屢屢碰壁.另一些人則靈活求變，善于根據實情及時調整探究路線，選擇迂回路線，繞過障礙，另辟新徑，等效替代，使問題能順利解決！如：老帥斯科拉里在2004歐錦賽上大演等效替代法.1/4決賽，當葡萄牙隊0∶1落后時，斯科拉里做出了驚人決定：撤下場上隊長菲戈，換上波斯蒂加.當時直播員直言，斯科拉里瘋了，因為菲戈是“世界足球先生”，轉會皇馬時創(chuàng)下世界第一身價紀錄，而波斯蒂加只是一個名不見經傳的二流前鋒，在國家隊中也只是一名板凳球員，主場球迷期待前者再次扮演救世主的角色，而不期待后者能有神跡，因此全場噓聲一片.但波斯蒂加在上場僅8 min后真的進球了，神奇地挽救了葡萄牙隊，并最終淘汰了由貝克漢姆領軍的英格蘭隊.實際上，菲戈在場上一拿球就受到對方兩三名球員的包夾，已難以在邊路突破；換上波斯蒂加，改變戰(zhàn)術，實現(xiàn)等效替代.

5 足球教練與物理教師

一個成功的足球教練，必定具有超強的邏輯分析能力，在尊重足球發(fā)展的規(guī)律的前提下來設計陣形，這與物理教師進行實驗設計如出一轍.教練會根據戰(zhàn)術需求(實驗目的)的現(xiàn)有球員配置(實驗器材)來設計陣形(實驗方案)，當然在臨場指揮(實驗操作)時，可能會出現(xiàn)與預想不符合的情況，也許需要調整戰(zhàn)術(實驗步驟)或是遇到傷病(儀器故障)，需要更換球員(儀器)，使得比賽順利進行.當然，一場正規(guī)的比賽只有3個換人名額(一節(jié)課只有45 min，不能浪費太多時間).“實驗報告”如表2所示.

表2 多特蒙德主帥克洛普的實驗報告

6 結束語

足球陣形中蘊含著豐富的物理哲學，教練員如同一臺高速運轉的量子計算機一樣，需要精細分析方方面面.今后足球陣形的發(fā)展也如物理教學改革一樣，完全可能出現(xiàn)對現(xiàn)有的基本理論產生根本性沖擊的新的突破，不存在絕對不變的真理，足球的陣行也將不斷發(fā)展和更新.愿廣大物理教師都能在緊張的工作中，從生活里找到趣味元素，調節(jié)身心，從而更好地工作.

1 柴新. 足球陣行探析. 體育世界,2009(11):23～24