胡曉強(qiáng)

(平湖中學(xué) 浙江 嘉興 314200)

熱點(diǎn)進(jìn)課堂難點(diǎn)巧突破
——以臺(tái)球運(yùn)動(dòng)為例

胡曉強(qiáng)

(平湖中學(xué) 浙江 嘉興 314200)

以學(xué)生感興趣的熱點(diǎn)——臺(tái)球運(yùn)動(dòng)為例，通過在課堂上精心設(shè)計(jì)與臺(tái)球運(yùn)動(dòng)相關(guān)的系列物理情景，引發(fā)學(xué)生深入的思考與實(shí)踐，從而促進(jìn)學(xué)生對(duì)于重點(diǎn)核心知識(shí)與技能的突破，不失為一種有效的教學(xué)嘗試．

物理課堂教學(xué) 臺(tái)球 熱點(diǎn)

近年來，隨著丁俊暉等一大批中國(guó)優(yōu)秀斯諾克臺(tái)球選手的涌現(xiàn)，國(guó)人對(duì)于臺(tái)球運(yùn)動(dòng)的熱情達(dá)到前所未有的高度，廣大青少年也對(duì)臺(tái)球運(yùn)動(dòng)樂此不疲．在此背景下，作為物理教師，若能將青少年學(xué)生喜愛的臺(tái)球運(yùn)動(dòng)巧妙地與平時(shí)的物理教學(xué)相結(jié)合，將學(xué)生的興趣點(diǎn)融進(jìn)課堂，這樣定能引發(fā)學(xué)生共鳴，從而提高課堂學(xué)習(xí)效率，收到事半功倍的良好效果．

下面以臺(tái)球運(yùn)動(dòng)為例，破解物理課程中力學(xué)的幾個(gè)難點(diǎn).

1 摩擦力重點(diǎn)概念的突破

高中生在剛接觸摩擦力時(shí)，對(duì)于“彈力”、“靜摩擦力”、“最大靜摩擦力”、“滑動(dòng)摩擦力”、“動(dòng)摩擦因數(shù)”等概念難以有一個(gè)具體感性的認(rèn)識(shí)，教師不妨可以設(shè)置以下臺(tái)球相關(guān)情景讓學(xué)生在討論思考中深化理解．

情景1：如圖1所示，在斯諾克比賽中，運(yùn)動(dòng)員會(huì)選擇粗糙的球桿皮頭，并在擊球時(shí)擦上“巧克粉”(Chalk)以防止“滑桿”，就物理角度而言，這樣做的目的是為了( )

A．增大球桿皮頭與臺(tái)球之間的彈力

B．增大球桿皮頭與臺(tái)球之間的摩擦力

C．增大球桿皮頭與臺(tái)球之間的動(dòng)摩擦因數(shù)

D．增大球桿皮頭與臺(tái)球之間的最大靜摩擦力

此題選項(xiàng)C正確，請(qǐng)看接下來的解析.

圖1 在球桿皮頭擦“巧克粉”

解析：擊球時(shí)，為了防止“滑桿”，運(yùn)動(dòng)員會(huì)用銼刀將球桿皮頭銼粗糙，并在每次擊球前在皮頭上擦“巧克粉”(Chalk)，以增大皮頭與臺(tái)球之間的摩擦因數(shù)，從而增大兩者之間的最大靜摩擦力，使運(yùn)動(dòng)員在各種極限桿法擊球時(shí)也能運(yùn)用自如，確保不打滑，提高擊球及走位的準(zhǔn)確率．

球桿皮頭是臺(tái)球中最基本的器材元件，學(xué)生容易入手且有駕馭感，而題目本身考查的卻是必修1“摩擦力”中的重點(diǎn)概念，高一新生普遍晦澀難懂，可謂“貌易實(shí)難”！但因?yàn)槭菍W(xué)生熟悉和感興趣的臺(tái)球運(yùn)動(dòng)情景，有親切感，容易產(chǎn)生共鳴，學(xué)生會(huì)自發(fā)的進(jìn)行深入思考與討論，說不定有機(jī)會(huì)還會(huì)觀察擺弄球桿皮頭一番，“知之者不如好之者，好之者不如樂之者”，這樣無形中能使學(xué)生深入突破“靜摩擦力”、“最大靜摩擦力”、“動(dòng)摩擦因數(shù)”等易混淆概念的理解．

2 曲面彈力方向的深入理解

高中生在進(jìn)行“彈力”學(xué)習(xí)時(shí)，對(duì)于“彈力的方向垂直于接觸面”這個(gè)規(guī)律沒有直觀感受，尤其對(duì)于接觸面為曲面的情況更加難以理解，此時(shí)可巧妙地利用臺(tái)球之間的撞擊力即為曲面彈力的特點(diǎn)，進(jìn)行深入突破．

情景2：斯諾克臺(tái)球作為一項(xiàng)紳士運(yùn)動(dòng)，已有500多年的歷史，我國(guó)運(yùn)動(dòng)員丁俊暉在2016年斯諾克錦標(biāo)賽上，一路過關(guān)斬將，取得了世錦賽亞軍的好成績(jī)，創(chuàng)造了中國(guó)乃至亞洲運(yùn)動(dòng)員在此項(xiàng)賽事上的記錄．

圖2為丁俊暉在某局比賽中的場(chǎng)景，A與B兩球形成貼球，兩球心連線恰經(jīng)過袋口中心，則當(dāng)丁俊暉從不同角度擊打目標(biāo)球B時(shí)，能確保A球入袋的有( )

A．線路① B．線路②

C．線路③ D．以上均可以

圖2 丁俊暉比賽場(chǎng)景

解析：因?yàn)橘N球，A與B兩球必相切于接觸點(diǎn)，故不管母球從哪條線路擊打B球，B球?qū)球的彈力方向必垂直于切線而沿連心線方向，都能確保擊球成功使A球入袋，故選項(xiàng)D正確．

此規(guī)律在專業(yè)臺(tái)球術(shù)語中稱為“自然角”，實(shí)際比賽時(shí)，運(yùn)動(dòng)員無論從哪個(gè)角度擊打B球，A球必能入袋．若有學(xué)生對(duì)此半信半疑，在課后實(shí)際去擺弄擊打一番，定能領(lǐng)略其中神奇奧妙，同時(shí)也對(duì)“彈力方向垂直與接觸面垂直”的物理原理掌握得透徹入底——這遠(yuǎn)比單純理論灌輸結(jié)論高明成千上萬倍！

而且，現(xiàn)代心理學(xué)對(duì)認(rèn)識(shí)與情感的研究結(jié)果表明，情感因素與理性認(rèn)識(shí)行為是協(xié)調(diào)聯(lián)系的，情感可以激發(fā)和促進(jìn)心智良性發(fā)展．題干中傳達(dá)的丁俊暉在臺(tái)球運(yùn)動(dòng)方面取得的成就還能一定程度增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感，激發(fā)學(xué)生課堂上的愛國(guó)熱情，并促使他們自己不斷主動(dòng)渴求積累知識(shí)，進(jìn)而內(nèi)化為改造自然、改造世界、為祖國(guó)爭(zhēng)光添彩的巨大動(dòng)力，這樣一來，學(xué)生的課堂效率能不高嗎？

3 空間思維能力的培養(yǎng)

空間思維能力在整個(gè)高中物理學(xué)習(xí)中有著至關(guān)重要的作用，在后續(xù)電場(chǎng)線、磁感線、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)等的學(xué)習(xí)中，同樣需要學(xué)生有較強(qiáng)的空間思維能力，而高一新生由于大腦生理結(jié)構(gòu)尚未完全發(fā)育成熟，此方面的能力需要后天的訓(xùn)練和強(qiáng)化．

情景3：在臺(tái)球比賽中，運(yùn)動(dòng)員擊打臺(tái)球母球時(shí)，不同的擊球點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)不同的效果．例如球桿擊打母球中心點(diǎn)后，母球會(huì)以平動(dòng)的方式向前運(yùn)動(dòng)，與目標(biāo)球發(fā)生正碰后，會(huì)立即停止運(yùn)動(dòng)，術(shù)語上稱為“定桿”；則當(dāng)球桿擊打母球中心點(diǎn)下方后，與目標(biāo)球發(fā)生正碰后，母球會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)？擊打母球中心點(diǎn)上方呢？

解析：球桿擊打母球中心點(diǎn)下方后，母球會(huì)邊向前平動(dòng)邊向后旋轉(zhuǎn)的方式向前運(yùn)動(dòng)(圖3)，與目標(biāo)球正碰后，由碰撞知識(shí)可得，母球不再向前平動(dòng)，但由于母球的旋轉(zhuǎn)，會(huì)對(duì)球桌臺(tái)尼產(chǎn)生一個(gè)向前的摩擦力f1，同時(shí)根據(jù)作用力與反作用力，臺(tái)尼會(huì)對(duì)母球有一個(gè)向后的摩擦力f2，這樣，母球會(huì)向后滾動(dòng)，專業(yè)術(shù)語上稱為“低桿”；同理，擊打母球中心點(diǎn)上方時(shí)，母球會(huì)向前滾動(dòng)，術(shù)語上稱為“高桿”．

圖3 母球運(yùn)動(dòng)及受力示意

應(yīng)該來說，此物理情景比較抽象，題目對(duì)學(xué)生的物理建模能力的考查要求很高，而且需要學(xué)生具備一定的空間思維能力．但對(duì)于臺(tái)球愛好者，腦海中會(huì)浮現(xiàn)具體的臺(tái)球運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景幫助其理解題意和解答題目，甚至?xí)谝院筮M(jìn)行臺(tái)球運(yùn)動(dòng)時(shí)，進(jìn)行“定桿”、“低桿”、“高桿”等練習(xí)，真正做到理論和實(shí)際相結(jié)合——這才是物理教學(xué)的真正初衷！

而且，為了進(jìn)一步檢驗(yàn)學(xué)生的理解程度，還可以輔以下面的習(xí)題：

拓展應(yīng)用：在臺(tái)球比賽中，運(yùn)動(dòng)員擊打臺(tái)球母球時(shí)，不同的擊球點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)不同的效果．運(yùn)動(dòng)員使用“右塞”桿法(擊打母球中心點(diǎn)右方)擊打母球后，母球會(huì)出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)的效果，則在圖4中，用“右塞”桿法擊打后的母球在撞擊球桌庫(kù)邊后，會(huì)沿哪個(gè)軌跡運(yùn)動(dòng)( )

A．甲 B．乙

C．丙 D．都有可能

圖4 擊打母球不同位置

解析：母球在平動(dòng)往前撞擊庫(kù)邊時(shí)，根據(jù)反射角與入射角的等效關(guān)系可知，母球?qū)⒀剀壽E甲運(yùn)動(dòng)，但又因?yàn)槟盖蛲接衷谛D(zhuǎn)，在彈性庫(kù)邊接觸時(shí)，會(huì)對(duì)庫(kù)邊有一個(gè)向左的摩擦力f1(圖5)，同時(shí)根據(jù)牛頓第三定律，庫(kù)邊同步對(duì)母球有一個(gè)向右摩擦力f2，故臺(tái)球運(yùn)行軌跡將向右偏移，總體按軌跡丙運(yùn)動(dòng)．

對(duì)于如此“高深”的物理原理，竟然在現(xiàn)實(shí)中會(huì)有如此有趣而奇妙的擊球效果，強(qiáng)烈的好奇心定會(huì)促使學(xué)生深入思考其中奧妙，從而鍛煉了自己的空間思維能力，也突破了摩擦力和牛頓第三定律的知識(shí)，可謂一舉多得．“興趣是最好的老師”，有些將信將疑的同學(xué)課余可能還會(huì)去擊打一番，在實(shí)踐中進(jìn)一步理解臺(tái)球的實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況，體味個(gè)中原理，真正做到“在玩中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中玩”！

圖5 母球與庫(kù)邊接觸

4 結(jié)束語

在物理新課教學(xué)時(shí)，若能以學(xué)生感興趣的臺(tái)球運(yùn)動(dòng)等熱點(diǎn)為背景，將力學(xué)中的重點(diǎn)難點(diǎn)知識(shí)滲入其中，則可充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，從而更加有效地促進(jìn)學(xué)生對(duì)于核心基礎(chǔ)知識(shí)的掌握和疑難問題的突破，不失為一種有效的教學(xué)嘗試，值得在新課程改革中進(jìn)一步推廣．

2016-09-21)