余自鋒

摘 ? 要：創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境對(duì)物理課堂的教學(xué)以及培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)起到了關(guān)鍵作用。利用武俠世界的繽紛色彩，從兵器、外家功夫、內(nèi)家功法等角度出發(fā)，創(chuàng)設(shè)一套有特色的物理情境模式，講述物理知識(shí)，打開(kāi)傳統(tǒng)武術(shù)的大門(mén)，從實(shí)際中講述物理規(guī)律，體驗(yàn)式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的理性思維、批判質(zhì)疑和勇于探究的科學(xué)精神。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);科學(xué)精神;體驗(yàn)式教學(xué);傳統(tǒng)武術(shù)

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》指出，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境對(duì)物理課堂的教學(xué)以及培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)起到了關(guān)鍵作用，教師有目的地創(chuàng)設(shè)形象生動(dòng)的情景，激發(fā)學(xué)生積極的情感，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)去思考、去探究、去應(yīng)用的態(tài)度體驗(yàn)和行為體驗(yàn)，指導(dǎo)學(xué)生提煉和加工情境與物理知識(shí)的聯(lián)系，寓教學(xué)內(nèi)容于具體形象的情景之中，進(jìn)而構(gòu)成輕松愉快的學(xué)生建構(gòu)知識(shí)的環(huán)境[ 1 ]。

在物理學(xué)科核心素養(yǎng)背景下，對(duì)蘊(yùn)含在知識(shí)背后的思維方式和價(jià)值取向的培養(yǎng)，如學(xué)習(xí)興趣、真實(shí)體驗(yàn)、思維方式及科學(xué)精神等尤為關(guān)鍵[ 2 ]。我們的物理課堂不再是普通的按本宣科、枯燥無(wú)味、讓學(xué)生筋疲力盡的課堂，課堂內(nèi)容、方法應(yīng)結(jié)合生活以及學(xué)生的興趣切合學(xué)生的心理需要，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。2020年召開(kāi)的全國(guó)政協(xié)十三屆三次會(huì)議上，鑒于青少年的身體素質(zhì)偏低，由吳志明等108名全國(guó)政協(xié)委員共同聯(lián)名提交的《關(guān)于落實(shí)健康第一的教育理念，為中小學(xué)生松綁減負(fù)的提案》，會(huì)議提出要將體育納入中考評(píng)價(jià)體系中，與體育相關(guān)又最能提升青少年身體素質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)屬我們的“國(guó)術(shù)”——武術(shù)。因此，本文將從武俠世界出發(fā)，創(chuàng)設(shè)情境課堂，引出其包含的物理知識(shí)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)用物理的眼光看世界。

1 ?內(nèi)家功法篇

內(nèi)家功法俗稱(chēng)“內(nèi)功”，武俠世界里極為推崇的功法有“易筋經(jīng)”“洗髓經(jīng)”“九陽(yáng)神功”等。其實(shí)，內(nèi)功的修煉強(qiáng)調(diào)的是調(diào)身、調(diào)息和調(diào)心三要素，再通過(guò)身形、呼吸和神意進(jìn)行配合，在一呼一吸之間鍛煉身體內(nèi)部的各個(gè)器官，最終使得身體氣力漸增、充養(yǎng)全身各處的經(jīng)絡(luò)以及臟腑，達(dá)到強(qiáng)身健體的效果?！皟?nèi)力”實(shí)際指的就是長(zhǎng)期修煉提升的腰腹之力（就是我們常說(shuō)的核心力量），在高手過(guò)招時(shí)，內(nèi)力強(qiáng)勁的高手瞬間發(fā)力往往就能破開(kāi)對(duì)手的防守，予以痛擊。在傳授摩擦力的知識(shí)時(shí)，播放內(nèi)功深厚的高人對(duì)拼掌力后退為輸?shù)囊曨l，并以這個(gè)為教學(xué)情境，與學(xué)生討論獲勝的因素。得出對(duì)掌不僅需要自身的“內(nèi)力”及身體的承受力，還需增大自身與地面間的最大摩擦力，最大靜摩擦力f=μN(yùn)，誰(shuí)接觸的地面更粗糙，體重更重，誰(shuí)就會(huì)是最終的勝者。日常生活中經(jīng)常會(huì)看到山羊或者公牛對(duì)頂?shù)漠?huà)面如圖1所示，由牛頓第三定律可知，兩個(gè)力等大反向，因?yàn)樽筮叺呐Ｊ艿降牧τ邢蛳碌姆至?，?duì)地面的壓力變大，而右邊的牛受到的力有向上的分力，對(duì)地面的壓力減小了，所以左邊的牛摩擦力增大占優(yōu)勢(shì)。

上文提到，內(nèi)功修為高的高手內(nèi)力深厚，他們?cè)趯?duì)敵時(shí)越戰(zhàn)越勇，氣力悠長(zhǎng)，幾乎可以立于不敗之地，但武林中有修煉奇異功法的人士利用人和樂(lè)器的聲音克制著內(nèi)力深厚的高手，如謝遜的“獅吼功”、黃藥師的“碧海潮生曲”、六指琴魔的“天魔琴”等，獅吼聲、簫聲、琴聲皆暗藏殺機(jī)，對(duì)內(nèi)力深厚的高手殺傷力極大，有時(shí)肝臟心腦血管會(huì)因承受不了而破裂導(dǎo)致死亡。在傳授受迫振動(dòng)的知識(shí)時(shí)，可創(chuàng)設(shè)該玄幻的教學(xué)情境，吸引學(xué)生的注意。然后在班級(jí)演示“海豚音”震碎玻璃杯的實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證理論分析的正確性。還可舉“奇妙的笛聲”（一對(duì)外國(guó)夫婦在自己的莊園上吹笛子，樹(shù)上的蟲(chóng)子紛紛墜落而死）的例子。

2 ?外家身法篇

2.1 ?輕功

每個(gè)人都幻想過(guò)自己能“飛檐走壁”，而這項(xiàng)功夫經(jīng)常在夢(mèng)中具備了，有研究表明人在夢(mèng)中是感受不到自身的重力，這也是在夢(mèng)中身輕如燕的原因。其實(shí)，輕功的修習(xí)關(guān)鍵在腰部以下部位，是在長(zhǎng)期鍛煉以及控制腿部的力量中自然而成的，當(dāng)然也有速成之法，就是去重力加速度比地球小的星球，在那里我們就會(huì)是超人的存在。在講述動(dòng)量定理的內(nèi)容時(shí)，亦可創(chuàng)設(shè)武俠情境，播放武當(dāng)?shù)朗刻露畮?m高的山坡，與學(xué)生一起分析該道士的危險(xiǎn)動(dòng)作，發(fā)現(xiàn)他跳落時(shí)在空中雙臂展開(kāi)揮動(dòng)增加了空氣阻力，落地瞬間彎膝下蹲翻滾增加了地面與人的作用時(shí)間，由動(dòng)量定理（F-G）Δt=mΔυ可知，動(dòng)量變化量相同，作用時(shí)間越長(zhǎng)，地面對(duì)人的沖力越小，很大程度將傷害降至最低，最終順利完成二十幾米的跳躍。通過(guò)演示雞蛋掉落棉花上不破的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證觀點(diǎn)。

在講述受力分析的整體法和隔離法時(shí)，可以舉武當(dāng)?shù)慕^頂輕功“梯云縱”為例，此功法在空中用左腳踩右腳的方式完成二段跳，與學(xué)生探討人在空中是一個(gè)整體，左右腳都是人體的一部分，它們之間的力是相互作用力等大反向，以人為研究對(duì)象時(shí)，它們是相互抵消無(wú)影響的，就和一個(gè)臂力千斤的高手無(wú)法將自身提起的原因相類(lèi)似，所以在絕情谷底，李莫愁在空中也是踩在她徒兒身上，想借力跳出情花叢，而不是左右腳互踩。不過(guò)，喜歡打籃球的人會(huì)發(fā)現(xiàn)有些人跳的高度一樣在空中的時(shí)間比其他人久，這是由于這些人在空中憑借著強(qiáng)悍的腰腹力量，一收一張（與貓?jiān)诳罩猩舷掳肷矸聪蛐D(zhuǎn)相似，角動(dòng)量守恒）延長(zhǎng)滯空時(shí)間躲開(kāi)防守將球打進(jìn)。

2.2 ?硬功

說(shuō)到硬功，“金鐘罩”“鐵布衫”“天罡童子功”“金剛不壞之身”“鐵砂掌”“少林十八銅人”等等立馬出現(xiàn)腦海中。要想練就一身刀槍不入的硬功需常年累月的抗擊打訓(xùn)練，通過(guò)棍棒的敲打，有時(shí)還需借助外部條件，比如“銅人”在抗擊打后會(huì)在皮膚上涂抹銅粉等，形成肌肉記憶，由于過(guò)了冷兵器時(shí)代，訓(xùn)練又極苦，漸漸失傳了。傳授壓力壓強(qiáng)的知識(shí)時(shí)，通過(guò)播放“滾釘板”“滾玻璃渣”等表演的視頻，分析發(fā)現(xiàn)人受到的力不變，接觸面積越大，壓強(qiáng)越小，即釘板釘子越密集，玻璃碎渣越碎，越不需要擔(dān)心?！靶乜谒榇笫眲⒌氯A出道時(shí)在某一個(gè)綜藝節(jié)目上就表演過(guò)，它利用了壓強(qiáng)和動(dòng)量的知識(shí)，躺著的人會(huì)受到石頭靜態(tài)時(shí)的壓力和動(dòng)態(tài)時(shí)的沖擊力，在人能承受的范圍內(nèi)，石頭越厚，與人接觸的表面積越大，砸的時(shí)候?qū)θ藗υ叫 3 ]。

2.3 ?身法

武俠世界里輕功好的高手，對(duì)敵時(shí)他靈活多變的身法會(huì)給人眼花繚亂的感覺(jué)，“凌波微步”就是典型的例子，通過(guò)邁出讓人捉摸不透不可思議的步法躲避對(duì)手的攻擊。在重力與重心的這節(jié)課中，節(jié)選幾張“凌波微步”的圖片，讓學(xué)生感悟姿勢(shì)的飄逸，講述完重心與穩(wěn)度的關(guān)系后，再進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)重心必須落在雙腳之間，否則就會(huì)人仰馬翻。所以摔跤、柔道的防身術(shù)、太極拳等對(duì)敵時(shí)的訣竅就在于如何將對(duì)手的重心帶偏，摔跤和柔道靠得是絆腿、抓、抱腰以下的部位將其摔倒，太極拳通過(guò)“粘”“引”等延長(zhǎng)接觸的時(shí)間，化解對(duì)手的勢(shì)頭后瞬間發(fā)力讓對(duì)手重心偏離后立即摔倒，而為了不讓自身摔倒，我們必須將重心降低，因?yàn)橹匦脑降驮椒€(wěn)定！

3 ?兵器譜

3.1 ?暗器

暗器在火器盛行之前多為武林人士推崇，具備體積小，重量輕，方便攜帶等特點(diǎn)，攻擊距離可以有十幾 m乃至幾十 m之遠(yuǎn)，速度快，隱蔽性強(qiáng)，令多數(shù)人頭痛，防不勝防，威力較大。暗器的使用講究發(fā)力手法，要想飛得遠(yuǎn)有威力，需甩動(dòng)手臂帶動(dòng)小臂使暗器加速時(shí)間增加，后經(jīng)過(guò)指縫的方向校正，完成發(fā)射。在武俠世界里，以“小李飛刀”“子母龍鳳環(huán)”“暴雨梨花針”等較為出名。傳授磁場(chǎng)對(duì)磁性物體的作用力時(shí)，可與學(xué)生觀看小李飛刀與上官金虹決戰(zhàn)，分析“龍鳳環(huán)”和飛刀的特點(diǎn)，“龍鳳環(huán)”是磁性材料制成，鐵制的飛刀受到磁力的吸引吸附在環(huán)上，后被李尋歡的玉刀所破。生活中雜技的飛刀表演，除了真功夫外也有在靶上做手腳。

“回旋鏢”“血滴子”運(yùn)動(dòng)軌跡無(wú)法捕捉，令人聞風(fēng)喪膽。以“回旋鏢”（飛去來(lái)器）為例，《尋秦記》中項(xiàng)少龍擊殺侯府在高墻上的士兵時(shí)用過(guò)，如圖2和圖3所示[ 4 ]，原理是利用其獨(dú)特的弧形結(jié)構(gòu)，飛行時(shí)弧面上方空氣流動(dòng)比下方快，流速越快壓強(qiáng)越低，下方給回旋鏢一個(gè)升力飛起（與飛機(jī)飛行的原理相似），由于兩片葉子在前進(jìn)的方向相對(duì)質(zhì)心的流速不同，根據(jù)儒可夫斯基原理[ 5 ]可知，對(duì)質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩不同[ 6 ]，所以飛行路線為一弧形，經(jīng)過(guò)一定的訓(xùn)練，掌握發(fā)力特點(diǎn)，具有完備的殺傷力，澳大利亞的土著人至今還有用其捕獵。

2017年，少林俗家弟子們參軍，“功夫武警”誕生;2019年，練武出身的駐港新兵們，剛?cè)胛楸氵_(dá)到優(yōu)秀士兵的水平，投彈能投五十多 m甚至更遠(yuǎn)。功夫新兵們除了自身常年練武的身體素質(zhì)，懂得如何發(fā)力之外，還用到了物理斜拋的知識(shí)，講到拋體運(yùn)動(dòng)時(shí)可節(jié)選投彈的姿勢(shì)分析，設(shè)初速度為v0，以相對(duì)水平面不同的夾角θ拋出，水平方向的分速度即為v0cosθ，豎直方向的分速度為v0sinθ，射程x=v0cosθ·t，時(shí)間t=，射程x=，得出理論上以相對(duì)地面45°的角度投射，射程最遠(yuǎn)。

3.2 ?槍

槍?zhuān)瑢⒗屑釉诠魃?，彌補(bǔ)了棍的直刺威力不足，綜合威力強(qiáng)大，被譽(yù)為“百兵之王”?！凹t纓槍”的特色是槍頭下有纓穗，最初纓穗的顏色是白色，用來(lái)阻擋血液流到槍桿上，后改為紅色，稱(chēng)紅纓。其實(shí)，改用紅色就是利用物理的知識(shí)，紅色的光波長(zhǎng)較長(zhǎng)，不論在何種天氣，都是最引入矚目的，在戰(zhàn)斗時(shí)，可極大程度的擾亂對(duì)手的視線，讓人措手不及。現(xiàn)實(shí)生活中的紅燈、還有拍照時(shí)特意的紅色衣服，都是利用該原理。

3.3 ?鞭

鞭有軟硬之分，硬鞭由銅制成，制作原理和锏相似。常見(jiàn)的硬鞭有“七節(jié)鞭”“九節(jié)鞭”“十三節(jié)鞭”等，軟鞭包括“馬鞭”“繩子鞭”等，鞭的制作特點(diǎn)與物理的“繩波”相關(guān)，在講機(jī)械波的傳播形式時(shí)，可引入“響鞭”的視頻（甩鞭子時(shí)的破空聲），讓學(xué)生思考為何會(huì)有破空聲，引出波在傳遞時(shí)會(huì)傳遞能量的知識(shí)，將鞭子上的每一小段看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，手臂揮舞時(shí)帶動(dòng)鞭子后面質(zhì)點(diǎn)舞動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)舞動(dòng)的方式滯后于手，手臂揮舞的能量通過(guò)鞭子傳遞到末端，而鞭子的設(shè)計(jì)是長(zhǎng)且越來(lái)越細(xì)，相同能量傳遞到末端時(shí)末端的運(yùn)動(dòng)速度極快，所以甩鞭子時(shí)我們都能聽(tīng)到破空聲，如果被它打到那必定是皮開(kāi)肉綻的。

3.4 ?刀

刀，官家的象征，是一件勢(shì)猛力沉兵器，威力巨大以劈砍為主。有些武林人士根據(jù)自身力大的特點(diǎn)，會(huì)在刀刃上進(jìn)行改良，傳授慣性的知識(shí)時(shí)，可以以“九環(huán)刀”為例，刀身沉重，在刀刃上打上九個(gè)孔，掛上九個(gè)重環(huán)，環(huán)上再掛九個(gè)小鐵球增加重量。使用時(shí)，不僅可以利用環(huán)的聲音擾亂對(duì)手，當(dāng)?shù)侗粚?duì)手擋住時(shí)還可以利用球和環(huán)的慣性繼續(xù)下壓，質(zhì)量越大，慣性越大，高手對(duì)決一個(gè)小小的物理細(xì)節(jié)，往往就決定了勝負(fù)。

4 ?結(jié)語(yǔ)

創(chuàng)設(shè)物理情境對(duì)物理課堂的教學(xué)以及培養(yǎng)學(xué)生的理性思維、批判質(zhì)疑和勇于探究的科學(xué)精神極為重要。本文從全新的角度出發(fā)，以武俠世界的情境作為教學(xué)情境，對(duì)慣性、動(dòng)量定理、摩擦力、斜拋、流體壓強(qiáng)、力矩、共振、多普勒效應(yīng)、波的傳遞、重心與穩(wěn)度、光的特性等物理知識(shí)進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)例體驗(yàn)式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的物理思維，讓學(xué)生接受武術(shù)并提升自身的身體素質(zhì)。當(dāng)然，武俠世界繽紛多彩，僅憑本文的描述遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，“傳武”與物理聯(lián)系還在延續(xù)中。

參考文獻(xiàn)：

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