李興祥 拉薩中學 尹佳 拉薩師范高等?？茖W校數(shù)學和自然科學系

《普通高中物理課程標準（2017年版）》在“地方和學校實施本課程的建議”中提出要重視課程資源的開發(fā)、整合與利用。西藏地區(qū)擁有豐富獨特的的本土資源，包括歷史資源、文化資源、自然資源等。西藏民間體育運動是西藏本土資源的一部分，蘊含著豐富的物理元素，可開發(fā)成為高中物理教學資源。在教學中恰當融入當?shù)貍鹘y(tǒng)文化既可以增強學生的民族自豪感，又可以為理論教學增添一絲“煙火氣”。［1］如何將民間體育運動等特色資源用于高中物理教學是值得探討的問題。

一、西藏民間體育的理解

藏族人民在長期的生產(chǎn)、生活中創(chuàng)造了燦爛奪目的青藏高原文明，而藏族民間流傳下來的傳統(tǒng)體育運動可稱得上一枝獨秀，它有著悠久的歷史，又有著濃郁的民族特色，可分為八大類二十幾個項目。五百年前藏族學者達倉·班覺桑布在《漢藏典籍》中寫道：“男子漢同時應具備九大技能，這九大技能分別是射箭、擲石、跳遠、擲色子、下棋、計算、跑步、套繩、游泳?！睆倪@幾行字中我們可以清楚地了解到五百多年前藏族民間體育運動已經(jīng)發(fā)展到了相當?shù)乃健Ｎ鞑孛耖g體育運動同其他科學文化藝術一樣，是中華民族寶貴的文化遺產(chǎn)，是社會主義體育事業(yè)的一個重要組成部分［2］,是增強文化自信、民族自信的重要手段。體育運動和物理教學緊密相連，我們可將最引人注目的幾個項目——鍋莊舞、跑馬射箭、抱石比賽、工布響箭、大象拔河、古朵等用于高中物理教學。

二、高中物理力學的解釋

力學是研究機械運動規(guī)律的科學，可分為靜力學、運動學和動力學三部分，靜力學研究力的平衡或物體的靜止問題；運動學只考慮物體怎樣運動，不討論它與所受力的關系；動力學討論物體運動和所受力的關系。在人教版高中物理必修一中學習運動學相關知識、必修二學習力相關知識及物體運動和受力關系——牛頓運動定律。很多西藏民間體育運動都涉及到這些知識點，可以通過對這些體育運動的分析，加強學生的理解與應用，在學習物理知識的同時提升人文素養(yǎng)。［3］

三、西藏民間體育運動在力學教學中的應用

中華文化博大精深，西藏民間體育運動源遠流長，它與歷史悠久的物理課程有很多相通相融的地方。每一種傳統(tǒng)運動都是力與運動的巧妙結合，高中物理力學知識在西藏民間體育運動中體現(xiàn)得淋漓盡致。本文從高中物理《必修一》和《必修二》入手，以舉例的方式詳細介紹如何將西藏民間體育元素融入力學教學中。

（一）“鍋莊舞”應用物理教學實例

鍋莊舞，又稱為“歌莊”“果卓”“卓”等，藏語意為圓圈歌舞，是藏族三大民間舞蹈之一。2006年5月20日，鍋莊舞經(jīng)國務院批準列入第一批國家級非物質文化遺產(chǎn)名錄。舞蹈時拉手成圈，隊形按順時針行進。

1.講解描述運動的物理量

假設眾人圍成的圈子半徑為10m，三首歌（10分鐘）轉一圈，則一個人在這段時間的位移、路程、平均速度、平均速率都可以計算出來。因為鍋莊舞是一直在轉圈，轉一圈回到原點可知這段時間內的位移為0，但路程卻是一圈的周長，以此區(qū)分路程和位移。高一學生對速度的理解停留在初中所學的路程除以時間，實際上速度是一個矢量，有方向有大小，應該是位移與所用時間的比值。簡單的一個鍋莊舞例子既可以幫助學生區(qū)分路程和位移的概念、速度和速率的概念，還能設置簡單的計算題，使同學們掌握計算方法。

2.考查質點的概念

質點，是用來代替物體的有質量的點，物體可簡化為質點的條件是物體的形狀和大小在所研究的問題中可以忽略。研究跳鍋莊舞的某一個人運動軌跡時，可以將這個人看成質點；在研究跳舞的某一個人動作是否規(guī)范時，不能將這個人看成質點。以此來幫助學生理解。

（二）“騎馬射箭”應用物理教學實例

西藏農牧區(qū)的傳統(tǒng)節(jié)日望果節(jié)和賽馬節(jié)是有悠久歷史的民間傳統(tǒng)節(jié)日，它是以露天集會的形式開展各項活動的，有飛馬射擊、飛馬拾哈達、馬上射箭、牦牛賽跑等項目。［1］

1.講解力學相關知識

在射擊時，手對弓箭的作用力和弓箭對手的作用力屬于相互作用力，大小相等，方向相反。弓箭射到靶上時，弓箭對靶的作用力和靶對弓箭的作用力屬于相互作用力。

2.講解描述運動的物理量

我們可以給學生介紹弓箭的速度和制作材料、重量、拉弓大小等有關，速度為50-90米/秒；駿馬奔跑的速度大約20公里/小時，最快的能達到60-70公里/小時，換算單位是16.7米/秒；牦牛體型龐大，看似笨重，實則擅長奔跑，時速可達40公里以上，換算單位是11米/秒。但我們知道這些是最大速度，是某一時刻的速度，也就是瞬時速度。以此講解速度的分類、計算和單位換算。根據(jù)比賽前的準備狀態(tài)和結束時的靜止狀態(tài)，可知速度的大小在整個過程中是有變化的，從0到最大速度再到0，必然存在加速度。

3.考查運動中的圖像問題

設某次牦牛運動時，某同學記錄了牦牛運動的位移與時間關系，并作出了x-t圖像，如圖1：

圖1

根據(jù)x-t圖像，圖像的斜率反應速度的大小，可以分析牦牛運動過程中速度如何變化；也可根據(jù)牦牛運動的速度與時間關系，做出以上v-t圖像，再根據(jù)v-t圖像斜率分析牦牛運動過程中加速度如何變化。

（三）“抱石頭”應用物理教學實例

藏族人民崇拜大力士，抱石頭是西藏藏族民間獨特的一種體育活動，是廣大勞動群眾在勞動生產(chǎn)的實踐過程中逐步演變發(fā)展起來的。抱石頭時需要兩手抱住大石頭的側面，緩慢移動腳步奔向終點。［2］

1.講解相互作用力和平衡力的關系

人抱石頭過程中，人對石頭的力和石頭對人的力是相互作用力，大小相等，方向相反，作用在不同的物體上，力的性質相同。人抱著石頭靜止不動或者勻速運動時，石頭受到的重力和人對石頭的力屬于平衡力，大小相等，方向相反，作用在同一個物體上，力的性質不同。

2.考查受力分析

假設一參賽選手抱住一百公斤石頭的兩邊向前勻速運動，其他身體部位并未接觸到石頭，我們可以分析出因為是勻速前進，所以石頭此時受力平衡，它受重力、雙手對它的壓力及向上的靜摩擦力。假設參賽選手抱住石頭的兩邊向前加速運動的同時，腹部也對石頭施加了力，那么我們可以分析出石頭受重力、雙手對石頭的壓力、腹部對石頭的壓力和豎直向上的靜摩擦力四種力的作用，由于石頭正被抱著加速運動，水平方向的力由腹部的壓力提供。受力分析如圖2所示：

圖2

（四）“工布響箭”應用物理教學實例

工布響箭，是藏地的一種傳統(tǒng)射箭比賽，有1500多年的歷史。是工布地區(qū)在慶祝豐收、迎接新年等重要節(jié)慶活動中必不可少的競技娛樂活動。因箭尾上有木質圓頭，內鉆小孔，箭在飛射期間，會發(fā)出尖銳的鳴哨聲,“響箭”由此得名。

1.介紹彈力相關知識

響箭表演時，人站在距離靶圍50米的地方開弓，靶圍分為黑白紅三圈，白紅兩圈都是活動的，有外力作用時，會從外圈脫落出來。從拉弓射箭到射掉靶心都有彈力的因素，拉弓時可以感受到彈力，也可以觀察到彈性形變，更可以畫出彈力的方向。當箭射掉靶心也是因為箭給了靶心推力，推力正是彈力的一種，由此講解彈力的分類。

2.解釋能量轉換、慣性

拉弓射箭涉及能量的轉換，拉彎的弓具有彈性勢能，箭被射出時，其彈性勢能減小，箭的動能變大，彈性勢能轉化為動能。箭射出后，由于箭具有慣性，仍然要保持原來的運動狀態(tài)，所以箭能繼續(xù)向前運動。

（五）“大象拔河”應用物理教學實例

“大象拔河”不是真正的大象在拔河，而是一種藏式拔河，在西藏已有百年的歷史。比賽前，先選一塊平地畫好兩端的邊界和中線，參賽雙方各選一人，把一根約4.5米的繩子兩端打結套在脖子上，將繩子經(jīng)過腹胸部從襠下穿過，趴在中線的兩端，頭部向前，屁股相對，形如大象。［2］聽到比賽開始的口令后，兩人用力互拉前爬（爬拉動作模擬大象）。用腿腰肩頸的力量拖動繩子奮力向前爬，以將紅布標志拉過河界者為勝。

提到拔河，我們會想到一些問題：拔河的力從何而來？是不是力氣大就能贏得比賽？有人會說這個力就是我們自己使出的力，誰的力氣比較大誰就能贏得比賽?？墒窃诎魏舆^程中，甲方拉乙方的力和乙方拉甲方的力是一對作用力和反作用力，不論誰的力氣大，只要繩子拉緊，兩個力就一定是大小相等的。所以拔河的力其實來源于摩擦力，是地面給人的摩擦力，是摩擦力阻止人被拉走。我們從這個問題引出摩擦力的概念，再提問如何增大這個力贏得比賽，也就是如何增大摩擦力，來進行新課講解。隨后介紹摩擦力分為滑動摩擦力、靜摩擦力和滾動摩擦力，通過親身實踐找出增大滑動摩擦力的方法是增大接觸面粗糙程度和增大正壓力，如圖3。

圖3

（六）“古朵”應用物理教學實例

“古朵”也稱“屋兒跺”，意為拋擲石頭。它起源于放牧。古時，用于牧民放牧和驅趕虎豹豺狼，在西藏歷史悠久。［2］現(xiàn)在用的“古朵”鞭是一種用牦牛毛或者山羊毛編織而成的拋石頭工具。鞭長約一米五，用拋石繩包著石頭，使勁掄圓轉幾圈便可以把石頭打出去，可以把石頭拋得更遠。通過“古朵”，可以講解很多物理知識點。

1.講解慣性、參考系

石頭由“靜止”到“空中飛行”，其運動狀態(tài)發(fā)生了變化，石頭還未拋出時，相對于地面，石頭在運動；相對于“古朵”，石頭靜止，從而理解參考系及相對運動。而石頭運動狀態(tài)的改變，可以知道力是改變運動狀態(tài)的原因，石頭最終因為受到重力和空氣阻力的影響而撞擊地面停止運動，運動狀態(tài)再次因為力而改變。師生還可以親身感受一下大石頭和小石頭的區(qū)別，大石頭更難拋出去因為它的質量更大，慣性就更大，運動狀態(tài)更難改變。所以拋擲石頭可以很好地解釋牛頓第一定律即慣性定律。

2.分析曲線運動中速度的方向

使用“古朵”拋石時，拋出的位置不同，石頭運動的方向不同。有經(jīng)驗的牧民根據(jù)拋出時的位置、傾角，可以將石頭拋得更遠。使用“古朵”拋石，拋出石頭瞬間，石頭運動方向與繩的方向垂直，石頭將以拋出時的速度方向運動，從而說明曲線運動中，某一點速度方向為該點切線方向。

3.計算描述圓周運動的物理量

使用“古朵”拋石時，拋出石頭前，人拉住“古朵”繩使石頭繞手做圓周運動，通過記錄t時間內轉過的圈數(shù)，可以計算石頭做圓周運動的角速度、周期、頻率等，通過“古朵”繩長，用公式v=ωr，可以計算石頭的線速度，從而也能解釋為什么用“古朵”能把石頭拋得更遠。把石頭做的圓周運動近似看成勻速圓周運動，用前面計算的物理量，可以計算出石頭做圓周運動的向心力，通過受力分析可得石頭所受到的合力提供向心力，可以計算描述勻速圓周運動的物理量。

4.考查斜拋運動知識

圖4

四、總結

我們很多優(yōu)秀的傳統(tǒng)文化中含有大量物理學知識和概念，有些具有豐富有趣的歷史背景或故事，有些是以優(yōu)美的詩詞歌賦的形式呈現(xiàn)［4］，有些則通過連續(xù)或不連續(xù)的動作體現(xiàn)。西藏本土傳統(tǒng)文化是其中的一部分，蘊含著豐富的教學資源，我們本著教學生活化的原則，從當?shù)貍鹘y(tǒng)體育運動入手，分析其中凸顯的物理原理，實現(xiàn)與高中物理教學的有機結合。通過一年的實驗教學，無論是調查問卷還是隨機訪談調查都能發(fā)現(xiàn)學生對這樣的教學內容有濃厚的興趣，也降低了對物理學習的排斥感。本土資源進課堂不僅縮短了漢族教師與藏族學生的距離，也促進了傳統(tǒng)文化的弘揚與發(fā)展。