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足球中的力学

来源:华南师范大学物理与电信工程学院 作者:scnuwdtx

记物理与电信工程团委学生会服务队开展三下乡课程活动

7月26日,为了让学生们更好地理解足球中的力学原理以及了解相关的科学知识,激发对足球等体育运动项目和物理学习的兴趣,来自华南师范大学物理与电信工程学院团委学生会服务队团结协作:讲课老师曾炫认真备课、助教老师彭开泉积极配合、队长层组长层有效管理,在家长和学生的热烈回应下,以“足球中的力学”为题的科普课程在2021白坭暑期夏令营钉钉家校总群顺利开展。

此次课程旨在帮助同学们了解与足球有关的相应科学原理,并在此基础上养成规范的科学实验习惯,形成良好的科学探究观念,为以后的学习打下坚实的基础。

情景导入:小小足球,大有学问

“小朋友们有没有关注奥运会呢?都喜欢些什么运动呀?”扣紧近期开展奥运会的时事,老师增进课堂互动,孩子们踊跃发言,积极地向讲课老师描述自己最喜欢的运动,展现自己独特的运动才华。“我乒乓球可以打败我们厂的老板娘!”一位孩子骄傲地说道。热情积极的氛围充满了整个课堂。“其实呀,无论是什么运动,他们背后都是有很多很多的科学知识的呢!大家喜不喜欢足球呢?现在就跟着我来一起进入足球中的力学世界吧!”在短暂的思维发散后,老师自然地将孩子们正式带入课堂的主题中来。

(图1:ppt课件介绍足球)

身临其境:足球为什么会拐弯呢?

“来!跟着明明哥哥一起到操场踢球吧!”老师生动的话语,好像真的带领孩子们到操场踢球一样,其实,是老师利用生动形象的动画,带领孩子们进行了一次虚拟“足球”。老师积极引导:“这一球怎么踢才能踢进去呢?让老师来给你们表演表演吧!”随着幻灯片动画中足球以弧线绕过人墙飞入球网中,也就自然而然的进入到了这节课的重点——“理解弧线球的原因”之中来了。“世界波!C罗打入了一粒世界波!”观看完老师放的现实中足球比赛的视频后,足球巨星踢出月亮一样弧线的进球格外吸引眼球,除了对巨星进球的喜悦欢呼,视频里足球的弧线再一次地引发了孩子们的思考,“为什么足球会拐弯呢?”

(图2:“一起来操场踢球吧”游戏动画演示)

共同思考:足球拐弯的原因是什么呢?

课堂永远都是属于学生和老师的,面对由情景引出的问题,就要由师生齐心协力来解决。教师先让学生们把自己心中的想法都释放出来,“大家都来猜猜足球拐弯背后的原因吧!我也来猜一下,我猜足球里装着遥控器噢!”老师通过提问,先引发孩子们的猜想,然后再举出一个非常自然和简单的猜想,降低孩子们回答问题的难度。孩子们看到后,都积极地参与到回答中来,答案尽是天马行空,展现了自己的想象力。“所以呢,这些猜想到底对不对呢?”课堂是师生共享的,老师循循善诱,带领孩子们对不当的猜想进行反驳,通过驳论,引出正确的答案。这样,学生便自然而然地自己走进了后续的课堂主题之中。

(图3:ppt课件引发大家的思考)

真相大白:足球产生旋转,一侧力变小

“大气压强”、“流速”,这些概念对于小学生来说,确乎有点太难了,那么怎么样才能让学生们了解足球拐弯的原因呢?简化科学概念。压强先用力代替,流速也可以生动形象的比喻成气体被旋转的足球转走了。再通过动画的演示,把复杂的概念一步一步解剖,变成容易理解、但又清晰反映物理本质概念的形式。互动区的孩子们积极回答,每一个回答,恰恰就是孩子们理解新概念的信号呀!最后,孩子们终于明白,足球发生拐弯,是因为足球旋转起来,一侧的空气给的力变小了,足球就被另一侧空气“吹”向了另一边,产生了弧线球。

小试牛刀:利用知识到实践中去

学习到了新的知识,当然是赶紧运用到实践中去。学会了弧线球的原理,当然要自己亲自感受一下实践的过程!虽局限与线上课程有限的工具,但是教师还是制作了丰富多彩的动画演示,给了孩子们一个自己来踢任意球的来决定比赛的胜负的机会。孩子们可以选择踢足球的左侧,中间或者右侧,让足球产生不同方向的旋转,最终孩子们也可以自己看到自己的选择带来的不同结果,这一切都是由丰富的幻灯片动画来完成的。“我要踢左边!”互动区里的孩子们积极参与,积极思考,“该往哪个方向旋转足球,才能进球呢?”最后,还有些孩子可能没有及时思考出来,老师也再次温习前面的内容,结合此处的情景,讲向左旋转,向右旋转,不旋转三种情况均演示出来,更加加深了孩子们的印象。同样,亲自参与这样的实践之中,更能让孩子们真正学习到了新知识呀!

(图4:用动画效果给孩子们独特的体验)

短短的课堂,学习到的不仅仅是单调的物理规律,更多的是科学思维的方法。经历发现问题,分析问题,提出猜想,验证猜想,得出结论这几个过程,老师和学生们一起一步一步迈向问题的答案。孩子们也体会到了自己探索的乐趣,而不再是以往通过别人直接得到答案。孩子们通过努力自己构建自己的知识大厦,为自己的知识体系添砖加瓦。相信通过这节课,孩子们都有很大的收获!

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