数学知识架构下的高中体育教学创新探析

毛建妮

摘 要：在体育教学中适当渗透数学知识的讲解，是为了使学生更易理解体育运动的原理，体验体育运动的美感，增强体育强身、体育爱国的思考，而且能让学生把体育知识入之于耳，更能化之于心，落实于行动之中。在各学科大力倡导学科核心素养的今天，体育教师首先提升自己的综合学科素质，将使体育学科迎来课程整合的新趋势。

关键词：高中体育；数学知识；学科整合；思维

作为一名体育老师，经常听到这样的话：“你的数学是体育老师教的吧”、“搞体育的四肢发达、头脑简单” 。对此，笔者认为：一方面体育教师的平均文化素养可能确实不及其它教师；另一方面，体育并非是没有智力成分的简单活动，高超的体育项目不可能与简单的体力活动思维含量相同。体育中包含着很多数学、物理、生理、心理学知识，而且这些知识不仅是教师用来指导学生训练的教学基本功，也是学生掌握正确体育基础知识、培养与提高体育技能所必需的素养。在此，笔者以数学为例，探究体育教学中如何有机渗透数学学科的元素，促进体育教学的创新，带动体育教育质量的提高。

一、利用数学估算，印证教学观点

数学是人们生活、工作、学习的基本工具，在体育教学中，不少技能需要有数学知识的解释与支撑。比如投掷铅球时投掷方向与水平面之间的夹角以多少为宜、跳高时的起跳位置的安排，跑步时曲线前进好不好、短路时为何要拉大步子……等等这些教师可以直接告诉学生，但很多学生并可能马上记住，即使记住了也往往不以为然，他们可能更相信自己的特殊的“创新”做法，此时通过数学原理给学生讲解一遍，学生就能心服口服地接纳教师的观点。有一次，在教学接力跑的理论课时，为了引出传、接棒这一关键环节，我出未了一道思考题：牙买加选手博尔特在世锦赛上创下了9”58的世界纪录，被称为短跑飞人。而男子4×100米接力的世界纪录也是由牙买加四名虎将创造的37”10，通过计算可以发现，四名选手的平均成绩不到9”2，比博尔特的短路成绩还好，请问牙买加队的短跑飞人是否名不符实？当时学生一下子想不通原因，我就让大家想想短跑时的速度是如何变化的、是否匀速直线运动、接力跑是不是相当于四次短跑？

终于有学生站起来回答说：“接棒的运动员可以提前起跑，他是偷跑的，那样他们的平均成绩就会超过100米短跑选手。”我总结说：”接力跑的成绩其实是由棒的运动来决定的，接棒选手如果提前起跑，拿到棒时已经不是从零开起了，也就是相当于做了三次短跑的“偷跑“，只不过这个“偷跑”是规则所允许的提前跑。提前起动处的标志叫标志线，传接棒要求在20米接力区内完成。”接下来，我又问：那接棒的学生是应该慢慢跑，拿到棒后再加大速度呢，还是一开始就提速？如果某队中有甲特别擅长起跑，乙不擅长传棒，丙接棒失误很多，那要怎么安排这个组的棒次？学也很快得出了合理的方案。

二、利用函数图像，化解思想困惑

不但体育项目的规律可以用数学来解释，而且在体育训练过程中的一些心理现象与心理问题，也需要用数学来理解，促进学生养成良好的心理素质与心理保健意识。

比如对于考试焦点，高中生听到过很多老师的讲解，但他们大多认为在语数类学科考试中焦虑与体育类考试中是一样的，这就是认识错误。为此，笔者出示了叶克斯-道得逊定律的图解让学生分析：图中横坐标为一个人对任务的动机强度（同一任务的动机越强，焦虑程度就会越高），纵坐标表示的是学习效率（学习效率越高，成绩就易于发挥），任务的困难程度是指智力活动的难度。通过观察学生发现：当一个人接触的是解难题之类的困难任务时，在动机水平较底时，学习效率会最高；而对于体力劳动类的简单任务而言，其动机水平较高时才容易有高效状态。那么在体育运动中，焦虑程度较高时是否会对运动成绩产生很大的影响呢？我让学生找到任务容易的那条曲线，并解读在不同动机下的学习效率，学生就恍然大悟了。

三、利用几何图形，欣赏体育之美

体育美是一个广义的概念，其中最重要的一块是体育的形式美，当然形式美就离不开几何构图。在大型赛事前，可以向学生进行体育漫画征稿，学生既可能手绘，也可以电脑制图，然后在体育特色班级的墙报上挂上自制的体育几何构图，或在运动场馆的门口张贴带有这些图案的海报。学生不但能从中得到韵律与美的陶冶，还因此而增强了体育与美术、数学等学科的联系。

四、利用数学思想，推行益智体育

“数学是思维的体操”，“体操”也应该是拥有数学的智慧。 数学思想是数学规律探寻过程中形成的基本思维原则，它对一个人的逻辑思维能力与智慧的提升密不可分。当前的高中体育教材，在内容上比几年前有了大幅度的扩充，而且不少地方都开始开展一些因地制宜的特色体育项目，这就为学生具备运动智慧、培养思维能力提供了可能。比如说空竹是一项技巧性很强的活动，他需要操作者对器材的熟练掌握，还需要一定的观察、注意及灵活反应的能力。再如中国象棋并非只是一种简单娱乐工具，而是一种集观察力、想象力与注意力与思维能力等多种智慧成分于一体的中华传统体育项目，经常参加中国象棋训练的选手其观察力与反应会比较迅捷，而且考虑问题比较全面。中国象棋下棋过程中有一个原则，那就是按照对自己最不利的可能去考虑问题，不能想当然地认为对方一定会按自己的思路来应对，这时就要运动数学中分类讨论的思想，只有穷尽所有可能都安全而且能克敌制胜的情况下，棋手的这一步才是有效的。下棋过程中，某几个来回可以整合为一个环节，因为这个过程是经高手反复实践而证明了的，这相当于数学中的定理，选手运用数学整体思想去考虑，这样就能化解理解上的难度，增加思维速度。其实有些体育项目，象武术，为了掌握其动作要领，我们把他分割成分块来训练，然后将每一块作为一个整体，学生就易于记忆，道理也是一样的。

五、利用数学原理，理解赛事规律

当前，在高中体育教学中，增加体育欣赏与竞技体育知识的了解，有助于培养学生的积极进取心与爱国热情。体育比赛不但是技能与体力的较量，也是智慧与思维的较量，成绩的好坏还受场地、天气及个人心理狀况的影响，所以我们不但要让学生看懂比赛的过程，还要领悟其中的一些奥秘。

比如乒乓球是中国队的强项，而国际乒联现在已经将原来的21分制换成了11分制。蔡振华开开玩笑说：“如果改为一分制的话，人人都可以拿冠军了。”后来有人又建议把原来的7局4胜改为5局3胜制甚至3局2胜制，在伦敦奥运会上，国际乒联又将比赛规则定为每个国家男女各只能有两名选手参考单打比赛。这些问题都可以用概率知识来进行理解，但是计算比较繁杂，我们不妨从简单的假设开始：设我国选手甲对外国选手乙单场球获胜概率为2/3；如果采取三局二胜制，我国运动员以2比0取胜的可能性是：2/3×2/3=4/9，以2：1取胜的可能性为：2/3×2/3×1/3×2=8/27，两种情况加起来，我国选手获胜的概率为：20/27，大于2/3，由此可以推理，比赛场次越多，我国选手获胜的可能性就越大，所以有些国家为了限制我们获胜，就会想方设法减少场次。通过教师的引导，学生的计算，大家就明白了乒乓球规则的制订会对不同国家的荣誉造成一定的影响，这样学生就能把问题看得更清楚，从中也培养了学生关心赛事、活用知识的品质。

在体育教学中适当渗透数学知识的讲解，其目的是为了使学生更易理解体育运动的原理，体验体育运动的美感，增强体育强身、体育爱国的思考。教学实践中，我们不仅能让学生把体育知识入之于耳，更能化之于心，落实于行动之中。当然，教师能认真严谨地与学生探讨体育相关的数学问题，学生对教师的分析往往是大为折服，这也有助于教学威信的提高。其实一个体育教师的素质远不是体育素质那么简单，如果能与学生同步，学学生所学，思学生所思，那样就能真正实现以生为本的人性化教学，变简单体育为思维体育。在各学科大力倡导核心素养的今天，体育教师首先提升自己的综合学科素质，将使体育学科迎来课程整合的新趋势。

参考文献：

[1]体育比赛中若干概率应用问题[J]. 徐传胜. 中学数学杂志. 2002（08）.

[2]体育学科发展不平衡性的认识论探析[J]. 杨毅. 衡阳师范学院学报（自然科学）. 2001（06）.

[3]关于体育计算数学[J]. 蒋勇，王璆. 体育科学. 1988（03）.

[4]体育中的数学 北师大版第五册课堂实录[J]. 曾世波，林喻. 福建论坛（社科教育版）. 2005（06）.