质点运动学的重点范文

质点运动学的重点篇1

关键词:蛋白质组;右心室肌;中小强度有氧运动;双向凝胶电泳;质谱鉴 定

中图分类号:G804.2文献标识码:A文章编 号:1007-3612(2010)10-0048-04

The Research of Different Expressions of Right Ventricular Muscl e Proteome after Moderate and

Small Intensity Aerobic Exercise in Rats

XU Zhe1,SHI Shao-Rong1,TAN Jun2,GUO Yuan-Pan1,WANGJuan1

(1 Physical Department of Hunan Normal University, Changsha 4 10082,Hunan China;

2 People's Hospital of Hunan Province, Changsha 41 0005, Hunan China)

Abstract: objective: Proteomic methodology was used to study the influence of Moderate andsmall intensity aerobic exercise on the right ventricle proteins in rats.Methods: 20 rats were divided intorest and exercise groups in random The exercise group was set up to do treadmi l l training with medium and small intensity exercise and then killed to extract t he total protein of right ventricular muscle for two dimensional gel electrohore sis searation The spots in different expression volume more than 5 times are s elected as alternative spots for mass sectra (MS) identification The gels mapswere analyzed with the ImageMaster 2D Platinum image analysis software to choos e variable proteins and the chosen proteins were identified by ULGRAFL-FLEX-TO F/TOF Results: After 8 weeks' training, in electrophoresis map, the average nu mber of detected protein spot in rest group and exercise group are respectively530±14 and 547±18,and the match ratio are respectively(70.28±2.38)% and(71 34±3.25)% There are 58 changed after exercise: 33 increased expres sion more than 2 times; 25 decreased expression more than 2 times Protein spot s of differential expression more than 5 times were selected as object proteinumin MS identification and 5 protein spots of which were assess Conclusion: rig ht ventricle protein were obviously variously expression after long term moderat e and small intensity aerobic exercise, it provides sufficient experimental base s in its further study.

Key words: proteome;right ventricular muscle;medium and small intensit y aerobic exercise;two dimensional gel electrophoresis;MS/MS

心肌蛋白质是构成心脏结构中最重要的部分,是完成泵血功能的直接执行者。大量的研 究表明,经过长期系统的运动训练后,心肌结构和功能发生变化,这必然导致心肌蛋白质的 表达量和质发生变化。在运动应激状态下右室肌组织中的蛋白质会在表达量和构象上发生时 间和空间的变化,这种变化将根据运动强度、时间、方式的不同而具有动态变化的特点。本研究通过复制中小强度有氧运动的动物模型,以及蛋白质组学中的2-DE、质谱等核心技术来 研究在中小强度有氧运动过程中右室肌蛋白质组差异表达的动态变化及其规律,初步筛选出 对运动应激具有重要意义的目标蛋白质,为深入研究国民体质健康的运动干预,也为慢性心 血管疾病的运动康复提供实验依据。

投稿日期:2009-11-27

基金项目:湖南省科技厅计划项目(2007FJ3075)。通讯作者:史绍蓉 。

作者简介:徐哲,硕士研究生,研究方向运动心脏与蛋白质组学。 1 材料与方法

1.1 研究对象和分组 20只雄性Sprague-Dawley大鼠购于湖 南农业大学实验动物部,2月龄,体重为(232±8.3)g,Ⅱ级试验动物。室温20～24℃,相 对湿度45%～55%,光照时间为7:00～19:00,按国家标准啮齿类动物饲料分笼喂养,自 由进食和饮水,适应性喂养一周。20只大鼠按体重配对随机分为对照组和运动组,每组10只 。

1.2 实验动物建模方案 实验动物模型参考Hsieh Y.Y.和 Bedford的运动动物模型[1,2]。进 行跑台适应性训练5 D,运动强度分别为:第一天是10×10 m/min、第二天是10×15 m/mi n、第三天是18×15 m/min、第四天是21×20 m/min、第五天是24×20 m/min,此后每天以 速度为24 m/min训练40 min,负荷强度相当于60%～70%V•O2max,共 训练8周。整个运动过程中,每周运动6 d,周六休息1 d。

1.3 样品制备

1.3.1 取材 运动组于训练第8周末次运动后6 h与对照组同时 称重,麻醉后打开胸腔,用生理盐水对心脏进行灌流后,迅速取出心脏,用4℃生理盐水中 进行冲洗,用滤纸小心吸干水分称取心脏重量,剪取右心室肌组织,置液氮中贮存备用 [3,4]。

1.3.2 蛋白提取 蛋白提取方法参照相关文献[5,6]。 然后用 Bradford法对样品进行蛋白定量[7],测得对照组蛋白含量为31.65 μg/μL,运 动组蛋白含量为32.13 μg/μL。样品每管1 mg分装后,-70℃冰箱保存待用。

1.4 固相PH梯度-SDS双向凝胶电泳方法与图像分析 参考Go rg[8]的方法和IPGhorTM等电聚 焦系统操作指南进行蛋白质固相-pH梯度聚丙烯酰胺凝胶电泳(2-DE)。凝胶染色采用改良的 考马斯亮蓝染色[9]。运用清华紫光D3000图像扫描仪透射扫描凝胶。所得图谱借助 图像分析 软件ImageMaster 2D Platinum进行详细分析、比较蛋白质斑点差异。蛋白质分子的等电点 和分子质量根据Marker和IPG胶条pH标识范围和标准蛋白质用软件自动计算。

1.5 质谱分析质谱分析采用考马斯亮蓝胶胶内原位酶解制备质谱分析样品。用串联飞行时 间质谱蛋白质仪(ULGRAFL-FLEX-TOF/TOF)做蛋白质的质谱鉴定,然后选取一级质谱的肽质 量指纹图谱上峰值较高的肽段峰进行二级质谱鉴定,以对一级质谱鉴定的蛋白质进行进一步 的确证。

1.6 统计学处理 蛋白质点的数目和心重指数的统计用平均数 ±标准差表示。表示胶上的蛋白质点数目的集中趋势,S表示其离散程度。

2 结 果

2.1 大鼠心脏重量 大鼠经过8周中小强度有氧运动后与对 照组相比,心脏重量增加百分率为1.7%,而心脏重量指数增加32.0%,详细数据见表1。

2.2 运动后大鼠右心室肌2-DE图谱的差异表达 图1分别为8周对照组和运动组大鼠右心室肌 蛋白质经双向凝胶电泳后得到的代表图谱。通过ImageMaster 2D Platinum软件分析,运动 组和对照组蛋白质斑点数目分别是(547±18)个和(530±14)个,匹配率分别为(71.34 ±3.25)%和(70.28±2.38)%。

经软件分析,运动组与对照组相比,蛋白质表达量变化≥2倍的点共有58个,其中,表达上 调的点33个,下调的点25个,分子量分布广泛,位于15～110 KDa范围,等电点在5.0～8 0范围内。

表1 运动组与对照组心脏重量及心重指数统计

实验组对照组 变化率/%心脏重量/g1.17±0.141.15±0.141.7心重指数/mg•g-12.98±0.34*2.25±0.2032.0注:*表示p

图1 对照组(左)和运动组(右)大鼠8周后

右心室心肌蛋白质2-DE图谱 软件分析显示,8周运动后未出现“缺失”或“新增”的点。表达量变化≥5倍的点有16个, 其中,上调的点8个,下调的点8个。从表2、3中可以看出,这些点的分子量在14～85 KDa之 间,更多的集中在30～60 KDa,而等电点在5.0～10范围内。整体来看,运动8周后发生显 著变化的点集中于5.0～8.0范围内。

表2为8周运动后大鼠右心室肌表达量上调≥5倍的蛋白质点的分子量(Mr)和等电点(pI)值 。

表2 8周运动后差异表达量上调≥5倍的蛋白质点

SSPMr/KDa pIFolds35143.878.495.329529.468.515.315975.705.395.435239.184.725.535342.005.239.562314.005.239.633051.237.116.651136.255.8512.9表3为8周运动后大鼠右心室肌表达量下调≥5倍的蛋白质点的分子量(Mr)和等电点(pI)值 。

表3 8周运动后差异表达量下调≥5倍的蛋白质点

SSPMr/KDapI Folds34942.005.238.252124.567.879.711285.388.4311.321361.978.5614.650927.677.6016.135747.847.6316.746729.779.5431.256432.168.129.3图2为8周运动后表达量≥5倍蛋白质点的柱状图,柱状图中的横坐标依次代表对照组和运动 组的三张胶,纵坐标代表其表达量,从图中可以看出运动后其表达量的变化情况。

2.3 质谱鉴定结果 对8周运动后表达量差异在5倍以上的蛋白点用MALDI-TOF-TOF-MS进行检 测,获得的肽谱和肽段氨基酸结果在ncbi数据库检索,最终鉴定出5个蛋白质(表4)。35 3号点为心肌肌动蛋白α1 (Actin, alpha cardiac muscle 1),分子量41.99kDa,等电 点 5.23,运动后上调9.5倍。351号点为丙酮酸脱氢酶E1α1(Pyruvate dehydrogenase E1 a lp ha 1),分子量43.87kDa,等电点8.49,在运动后其表达上调5.3倍。295号点为一未知 蛋白 ,分子量29.46 kDa,等电点8.51,运动后表达上调5.3倍。159号点为膜联蛋白A6(Anne xi n A6),分子量75.70kDa,等电点5.39,运动后上调5.4倍。112号点为线粒体乌头酸水 合酶(Aconitate hydratase, mitochondrial),分子量85.38 KDa,等电点7.87,在运 动后下调11.3倍。

图2 8运动组与对照组蛋白质表达的差异图谱 表4 部分差异表达蛋白点质谱鉴定结果

SSPProtein NameM r(KDa)pIvariation353心肌肌动蛋白α141.995.23Up9.5倍351丙酮酸脱氢酶E1α143.878.49Up5.3倍159膜联蛋白A675.705.39Up5.4倍112线粒体乌头酸水合酶85.387.87 Down11.3倍295未知蛋白29.468.51Up5.3倍注:“Up”表示上调,“Down”表示下调。

图3为膜联蛋白A6(159号)的一级和二级质谱图,其中二级所取肽段峰值为2 210.731。

图3 159号点的质谱图(左)一级质谱图(右)二级质谱

3 分析与讨论

长期系统的运动训练可引起心脏的形态和功能发生适应性变化,而这种变化主要来自心 肌蛋白质的变化,右心室在维持肺灌注以及输送静脉血进行气体交换中起重要的作用,全面 了解右心室肌蛋白质组在运动应激状态下的表达情况,寻找在中小强度有氧运动状态下有意 义的右心室肌差异表达的蛋白质,对阐明运动引起心脏改变的机制有十分重要的意义。

3.1 心脏的形态学变化 本研究结果显示,运动组大鼠心脏重量 和心脏重量指数都增加。但 由于心脏绝对重量受到体重的影响,所以用心脏相对重量,即心脏重量指数作为判断肥大的 指标。且只有心脏重量指数的增高较为显着,具有统计学意义,这表明经过8周中小强度有 氧运动后心脏产生了形态学改变,从中可以推测,适宜负荷的长期运动使心肌肥厚,肥大后 的心肌收缩力增强,泵血功能也得到提高。

3.2 右心室肌蛋白质的变化 有研究表明,随着所处环境的改变 蛋白质将产生各种应答,包括蛋白质在细胞中的定位、构型改变、稳定性调节以及蛋白质结 合的各种物质的改变等[10,11]。在运动过程中的生理负荷刺激,可以引起机体内 蛋白质表达的改变,且这些改变与运动强度、运动方式、时间以及机体局部缺血、相对缺氧 等状况有关[12,13]。本研究发现,在8周中小强度有氧运动应激条件下,大鼠右室 肌蛋白质发生了显著的变化。对其变化的蛋白质点进行质谱鉴定,这些鉴定的蛋白质与心脏 收缩、代谢功能有关。

3.2.1 与能量代谢相关的蛋白心肌能量代谢底物以脂肪酸代谢为主,但在运动刺激条件下 ,心肌能量代谢途径会发生相应变化[14]。351号点是丙酮酸脱氢酶E1α1,分子量 为43.8 7 kDa,等电点8.49,属于丙酮酸脱氢酶系(PDHc)。PDHc通过催化主要来自葡萄糖和乳酸 的 丙酮酸盐的氧化脱羧作用在心脏中起着重要的能量动态平衡作用。丙酮酸脱氢酶复合物缺陷 是最常见的线粒体呼吸链能量代谢障碍性疾病之一,是原发性乳酸酸中毒的重要原因。在PDH c催化反应中,E1催化了其不可逆并且控制整个反应体系速率的第一步,即依赖焦磷酸硫胺 素(TPP)的丙酮酸脱羧反应。由此可见E1对整个PDHc反应活性的关键作用。E1亚单位缺陷 导致丙酮酸脱氢酶复合物活性下降,丙酮酸代谢障碍,引起乳酸酸中毒、神经肌肉损害等一系 列复杂的临床表现。

在本次实验中,丙酮酸脱氢酶E1α1在运动后表达水平上调,可能是机体通过8周运动后 适应此运动强度后出现的机体应激能力增强的表现,其结果表现为心脏能量供应得到改善, 以增强心脏的收缩性能,提高泵血能力。

线粒体乌头酸水合酶分子量为85.38kDa,等电点7.87,存在于线粒体,在三羧酸循环中 催化柠檬酸氧化成次异柠檬酸,对活性氧和氮分子相当易感,其活性易被其抑制。刘田的研 究结果显示[15],一次性力竭后心房肌中乌头酸水合酶的表达量上调了15.42倍, 这可能是 力竭运动使心肌缺血、缺氧,能量供应受到限制,机体通过增加乌头酸酶的活性来进行补偿 ,使能量供应得到加强。本研究显示,在8周运动训练后,乌头酸水合酶的表达量出现了下 调,这可能是长期运动氧化应激使活性氧产物增加而抑制了其表达,运动强度与运动时间对 乌头酸水合酶活性的调节机制产生了不同的影响。

3.2.2 与收缩相关的蛋白 353号点是心肌肌动蛋白α1,分子 量41.992 kDa,等电点5.23, 是重塑心肌中重要的收缩蛋白和细胞骨架蛋白,它既有收缩蛋白的功能参与肌肉的运动,又 是重要的骨架蛋白对细胞起支持作用。在心室重塑过程中α心肌肌动蛋白的活性发生变化并 且在心肌细胞中排列发生改变,其表达程度是决定心室重塑的重要因素之一[16]。

有研究表明,心肌梗死后心肌细胞凋亡、心肌细胞分裂增殖及肥厚在较长时间内可能同 时发生着并处于动态平衡之中。在本实验中表达量上调,分析原因其一可能是随着运动时间 的延长而造成心肌损伤,进而引起心肌细胞内收缩蛋白的降解,机体必然通过各种途径加强 收缩蛋白的合成来维持一定的运动能力及正常功能;其二是长期负荷训练使机体逐渐产生适 应,代谢水平提高,蛋白质合成速率加快。

膜联蛋白是一类结构相关钙依赖的磷脂结合蛋白超家族,在细胞中参与膜运转及膜表面 一系列依赖与钙调蛋白的活动,包括囊泡运输、吐泡作用中的膜联合、信号传导和钙离子通 道的形成、调控炎症反应等。膜联单白A6在内质网中钙离子的释放、摄取循环中起了调整作 用,在刺激应答系统起关键作用。在运动后其表达量上调,推测可能是心肌的一种分子补偿 机制,即通过增加钙循环效率来提高收缩功效。这表明心肌细胞与外界物质交往的能力增强 ,对调整钙离子参与心肌收缩能力得到加强,使心肌收缩更有力,泵血功能更强。

295号点是一分子量为29 kDa的未知蛋白,理论等电点为6.43,本实验大鼠右心室肌中它在 8周有氧运动后表达出现上调,其原因还未知,需要进一步的研究分析。

4 总 结

在中小强度有氧运动后,大鼠心脏发生形态学变化,右心室肌蛋白质组发生了明显的差 异性表达,经质谱分析,鉴定出了5种与心肌能量代谢和收缩有关的蛋白质,这些蛋白质对 研究运动对心肌的影响具有重要意义,为深入研究国民体质健康的运动干预,也为慢性心血 管疾病的运动康复提供实验依据。

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质点运动学的重点篇2

关键词:项群特征 共性 科学教学 理论研究

随着竞技体育的日新月异,我们在学习和掌握现代运动训练的基本特点时,往往忽视了训练目标的专一性与实现途径的多元性的有机结合,从而形成田径教学的内容单一。虽然经过长时间的训练,效果仍不明显;加上缺乏现代科技的支持,理论又与运动训练实践不能紧密结合,造成运动成绩停滞不前。我认为:科学训练的根基来源于《运动训练学》。让我们重新解读《运动训练学》,掌握并理解其内涵,同时感受着当今高水平运动教学训练所带来的最新理念,这将是一次质的飞跃!

一、科学训练注重神经的剌激传导过程

通过项群的基本特征,我们发现,除耐力性项群未对神经传导有要求外,其他项群都对神经过程的表现提出要求。

高效率全面训练(又叫多因素训练法),是刘翔的教练孙海平在刘翔取得雅典奥运会冠军后提出的总结性的又一个新的方法。是从神经肌肉协调用力来考虑和安排的,即在一个练习手段里面,包含多种训练因素。他将我们现在采用的单因素训练方法——力量就是力量、速度就是速度,其刺激都集中在某一个点上或某一个部位上,这样的训练会造成神经系统的过度疲劳,运动员也会因刺激过于单一而产生厌烦——加以改变,在一个训练中融合多种训练因素,即一个集合群的训练。在这个集合群中又有几个因素,使其相互弥补,就会多一些神经系统的剌激,出现多个兴奋点,而不是一个又一个单一的兴奋点去重新组合转化,这样大大提高了训练效率,也消除了大脑皮层单一和局部的疲劳。综合这些,紧密围绕着专项特征进行训练,在设计教学训练的方案上更加注重具体训练方法和手段的实施。因此,注重神经的剌激传导过程,也恰恰是围绕着《运动训练学》的观点来实施的。

二、“三从一大”的原则和高效率全面训练的结合

贯彻“三从一大”的训练原则是发展竞技体育的一贯立场,也是田径运动训练的基本准则,没有从严、从难、从实战出发、科学的大运动量训练,就无法战胜自我,挑战极限。因此,要掌握运动训练的基本原则,深刻体会力量是基础、速度是灵魂。大运动量训练不光提高技能和体能,还能磨练人的意志品质。当今的田径训练不是主要将训练都放在跑道上完成的,更多的是靠平时的专门训练积累起来的。它具体体现在每一个练习方法、练习手段上。与此同时,力量训练不光提高素质,更重要的是解决肌肉发力问题。因此,在发展力量素质的同时,也发展了速度素质。当运动员具备了这些能力后,可以跑得更快、跳得更高、投得更远。这些,也就是高效率全面训练的因素所在。

三、将科学研究融入到教学训练

1.技术训练注重稳固性的提高。运动技术形成主要是通过一个合理、经济的过程最终来评价其结果,就是我们讲的实效性。要达到这一目的,主要取决于如何运用运动生物力学、骨筋、肌肉及人体基本活动的规律。例如,跳跃项目中起跳技术的结构必须是以身体动作为表现形式,而身体动作则以人体解剖结构为基础。起跳时又有多个特定环节相互支撑,形成“技术链”。在“技术链”中力的支点、大小和方向构成了技术训练的一个部分;另一部分主要是身体姿势、关节角度和肢体的位移,起跳时,运动员脚触地时与跑道表面相互作用,可以产生的能量一部分被运动员身体的运动方向改变,另有很大一部分由于骨路肌肉系统的坚固性不足而被吸收。这些现象不光出现在跳跃类项目中,也在速度类和投掷类项目中经常表现出来,因此,在教学训练中,我们往往忽视了这一点。通过各种有效的训练手段,增加力量与专项的结合,突出细节方面的训练,重视身体的坚固性、平衡性和稳定性也是提高技术的一个重要条件。

2.全面提高身体素质。全面发展运动素质和全面提高身体机能能力,是达到较高专项运动技术水平的基本前提和基础,身体素质在某一因素或某一方面的水平偏低,都会限制竞技能力的整体提高和发挥。这一现象在系统论中被称作“木桶”现象。即木桶中的容量总是受到其中最短一块木板的长度的限制。因此,某一素质的发展滞后,不仅影响运动员整体素质的发展和提高,而且还制约运动员专项技术的完善和改进。运动员在提高机能、神经过程、观感机能的同时,大幅度提高速度、耐力、力量、柔韧和灵敏等,将全面身体素质的提高与各技术环节相对应,也是为专项技术中的关键环节创造稳定性条件。

质点运动学的重点篇3

一、科学选材的意义

1、运动员的先天性身体素质及竞技能力

优秀运动员的竞技能力一部分是通过训练得到明显改变的，即是可训练的；而另一部分则主要是由遗传因素所决定的，也就是所谓的先天性。随着科学训练的不断发展，运动成绩不断提高，也逐渐接近人体的潜在的训练极限，要想使竞技能力达到世界运动水平，除了对运动员进行科学训练、营养恢复外，我们应该力求全面考虑组成举重竞技能力的各种选材因素的内容和定性要求，尽可能采用各项指标、各种方法手段，测定选材对象在组成体能、技能、心理等方面潜在的各种能力因素，哪怕是较小的先有的潜在能力因素，都要做好全面选材。

2、科学训练与过程

运动员要达到一定的高水平，不是一两年的训练就可以达到的，必须经过一段长时间的系统训练才能达到的。所以，运动员要持续长时期的艰苦系统训练，必须使运动员潜在的先天性竞技能力能够充分投入在他所从事的这种特定的运动项目当中，并发挥出来，对取得优异的运动成绩是尤为重要的。

二、科学选材方法及内容

1、身体形态特征

选材体态与特殊要求以身高、体重、胸围、四肢长度以及骨龄预测等不同的运动项目有其不同的特点，科学选材时应根据这不同的运动项目对运动员做出不同的身体形态的评定。

2、身体素质特征

好的身体素质是体质增强的重要表现，是掌握运动技能、提高运动成绩和进行特殊训练的重要基础。举重运动员主要以速度、力量、爆发力身体素质的好坏，决定运动员对运动技术、技能的理解和掌握，它是选材所须考虑的重要内容之一。

3、心理素质特征调控

举重运动员最佳竞技状态的调控，是一个多因素的有机的系统，就其调控的方法、手段而论，必须根据运动员的不同个性特征、不同的心理反应，制订出长期的、系统的心理训练计划，使运动员学会控制和调节自己的心理状态，提高大脑对皮层活动和思维过程的调节支配能力，加强情绪的稳定性，尤其是要加强运动员在比赛过程中的自我控制能力。调控包括以下三点即思维、情绪、行为过程，最终是把运动员最适宜的激活水平控制在比赛期中，从而使运动员在比赛中发挥出高水平的竞技状态，取得优异的比赛成绩；性格是个体特征的核心，也是决定运动员心理水平的重要方面。一般认为高水平的运动员必须具备的个体特征是情感的高度稳定性、坚强性、自信心、勇敢和主动性。个体心理特征主要是培养训练一个运动员的气质、性格、兴趣、能力，这对训练举重运动员来说是特别重要的。根据运动员所应具备的特点来看，必须要求举重运动员具备以上的心理特征，在举重比赛中运动员要控制好自己的情绪、精神、自信心、技术节奏。

举重运动员具备了这种心理品质，在比赛中才能战胜对手获取好的成绩和好的效果，心理素质对运动员掌握技术、技能也有着很重要的作用。

4、科学选材的重要性和必要性

在21世纪的现代社会中一个国家体育水平的高低，代表着国家的强与弱。社会在发展、科学在进步、训练条件与方法不断提高。想要训练出高水平的运动员，除了科学性、系统性训练，还要有运动员个人的先天性条件就成为突出的重要因素。科学选材的意义就是选拔最有运动天赋条件的运动员，使其经过长期、艰苦系统训练后达到高水平的运动成绩；举重是一项典型的速度力量项目，所以科学选材应注意体态、生理、心理、身体素质、尤其是带有遗传因素和具有先天性能力条件的孩子，选择优势、扬长避短。

5、科学选材探索

质点运动学的重点篇4

关键词：中学体育；教学改革；思考

就目前我国的中学生而言，大部分中学生的体质比较差，存在不爱运动的现象。而众所周知身体是革命的本钱，唯有拥有良好的身体素质，才能为学习打下强有力的基础，所以中学的体育教学有利于塑造学生的良好身体素质，有利于中学生有效地进行学习。就此，本文对关于中学体育教学改革的思考进行以下几点讲解：

一、积极宣传体育教学的重要性，引起学生及家长对体育教学的重视

虽然当前的教育部门提出了素质教育的教育理念，但是许多家长以及教师的应试教育理念并没有转变过来，所以中学体育教学中学校应加强对学生以及家长体育教学的宣传，使学生以及家长能够重视体育教学。在宣传过程中，学校应针对学生以及家长的应试教育理念，向其宣传体育教学能在一定程度上提高学生文化课程的学习效率。并且在宣传过程中，学校应将体育教学的优势以及重要性体现出来，在文化课程考核的同时应该也对学生的体育课程进行考核。

二、对于中学体育教学改革的具体策略

1.转变体育教学的重点

在我国以往的中学体育教学中并不注重对中学生身体素质的要求，教学的主要重点是教师对运动项目的技术讲解。而这样的教学重点往往会使学生对体育课程不再产生兴趣，对于运动也不具有积极性，最终影响体育教学质量。而当前的中学体育教学重点则不同于以往的教学重点，主要是以学生的身体素质为基础进行体育教学，以提高学生的身体素质为教学目标和教学重点。在当前的体育课堂上，中学体育教师一般会对学生讲解多种运动知识，只要求学生对各种运动项目具有一定的了解，并能够掌握运动项目的基本要领，将中学体育的教学任务在课堂中循序渐进地完成，并使课堂以学生为中心，根据学生的兴趣引导学生的运动习惯，并纠正学生的运动技巧。

2.终身体育的教育目标

根据相关研究调查结果显示，当前的中学体育教学占领着素质教育改革的重要部分，对当前社会人才的需求有着比较重要的影响作用。在中学体育教学中，有效培养学生的身体素质，并对学生的良好心理素质进行提高是当前素质教育的重难点，是当前素质教育的主要任务。并且根据当前人才市场的调查结果来看，职业的发展往往与人才自身的身体素质具有密切的相关性。人们唯有良好的身体素质，在自己的职业工作中才会具备充沛的精力，工作才能够有干劲，并且可以有效地减少身体疾病对其职业工作的影响。而随着我国人们的经济水平提高，人们具有的健康意识也在不断提高，对身体素质要求也开始提高。所以当前在中学体育教学中提出终身体育的教育目标，是培养学生终身体育的重要工作，因此在中学体育教学中教师应观察学生的体育兴趣爱好，以学生的体育兴趣爱好为切入点对学生进行体育教学，从而培养学生终身体育的意识，最终使学生不仅仅在体育课堂中进行运动，更能够在课堂外进行运动，养成良好的运动习惯。

3.以中学生的性格、年龄等为基础开展体育教学

通常情况下，每位中学生的性格都各不相同，并且中学生处于青春期，生理以及心理状况已经发生了巨大的转变，所以中学体育教师在开展体育教学活动时，需要密切观察学生的行为习惯，明确学生此时的心理状况，并根据大部分学生的生理以及心理等状况制定教学内容，选择合适的教学方法进行教学。中学体育教学不仅仅需要培养学生的良好身体素质，更应培养学生的良好心理素质。因此中学体育教学要以中学生的性格、年龄等为基础开展体育教学，并利用多媒体等技术对学生开展体育与心理相结合的课程等等。

三、明确中学生对新兴体育休闲运的兴趣爱好，以便引导学生形成终身体育的观念

随着我国的经济水平发展，我国的科技也得到了迅速发展，在体育中也出现了诸多新兴休闲体育运动。当前中学生对新兴休闲体育运动中的滑板车、活力板等都比较感兴趣，所以中学体育教师应了解学生对新兴休闲体育运动的兴趣爱好，并学习新兴休闲体育运动的专业技能，以便在课堂中以学生对新兴休闲体育运动的兴趣爱好为切入点对学生进行体育教育，调动学生的体育运动热情以及积极性，从而灌输给学生终身体育的观念。因此，在中学体育教学中教师不仅仅需要注重学生对基础体育运动的了解以及基本技巧的掌握，更应掌握当前新兴休闲体育运动的专业技能，从而在课堂上对学生讲解与新兴体育运动相关的专业知识，运动过程中需要注意的事项等，并通过多媒体技术对学生讲解新兴休闲体育运动的防护措施等，从而调动学生进行体育运动的热情，为培养学生终身体育奠定基础。总之，对于中学体育教育而言，其不仅仅是一种简单的教育方式，而且也是提升我国人才素质以及社会综合素质的重要途径。而在现代体育教学的影响下，其发展主要应当从自身教育理念改善入手，同时将学生的身体素质及体育素养作为最早的培养目标，进而对学生的生活学习产生深远的影响，而且这种改革方式还能促使学生形成锻炼的习惯，以达到终身体育锻炼的目标。

作者:徐景文 单位:丽水学院附属高级中学

参考文献：

质点运动学的重点篇5

关键词：速度的分解，力的分解，解题技巧

【题】（2011卓越联盟自主招生考试）一质量为m的质点以速度v0运动，在t=0时开始受到恒力F0作用，速度大小先减小后增大，其最小值v=1/2v0。质点从开始受到恒力作用到速度最小的过程中的位移为（）

A.3mv208F（B）6mv208F（C）3mv204F（D）21mv208F

1.借助力的分解

恒力F的作用使质点的速度先减小后增大，故恒力F的方向与速度v0的方向成一大于90°且小于180°的夹角，质点做曲线运动。在处理复杂曲线运动时，我们常用到分解的思想，本问题的解决可借助于力的分解。

如图1所示，可以将力F分解为与v0方向相反的Fx和垂直于v0方向的Fy。

图1

恒力F使质点有沿v0方向的加速度-ax，垂直于v0方向的加速度ay，则质点所受的合外力为F=ma2x+a2y

质点在沿v0的方向上做匀减速直线运动，速度为vx=v0-axt

质点在垂直于v0的方向上做初速度为零的匀加速直线运动，速度为vy=ayt

某一时刻的合速度为v=v2x+v2y

当t=m2axv0F2时，质点的速度达到最小值，该最小速度为

vmin=F2v2v-m2a2xv20F2=v02，得ax=3F2m，所对应的时间为t=3mv02F

因此当质点的速度达到最小值时，质点在x，y方向上位移分别为

sx=v0t-12axt2=5316Fmv20，sy=12ayt2=3mv2016F

合位移为s=（sx）2+（sy）2=218Fmv20

2.借助速度的分解

本问题的解决还可借助速度的分解。如图2所示，将速度v0分解为与F方向相反的v1和垂直于F方向的v2。

图1

质点在沿v1的方向上做匀减速直线运动，在垂直于F的方向上质点以速度v2做匀速直线运动，合速度为v=（v1-at）2+v22

因此，当质点沿v1方向上的速度减为零时，质点的合速度最小，最小速度为vmin=v2=12v0，质点在沿v1方向上的初速度为v1=v20-v22=32v0

当质点的速度达到最小值时，所用的时间为t=32Fmv0

质点在沿v1方向上的位移和垂直于F的方向上的位移分别为x1=12at2，x2=v2t，合位移为x=x21+x22=218Fmv20

比较上述两种解法，殊路同归，二者采用的都是正交分解的方法，但是很明显用第二种方法解题会更加简便。学生在看到这道题时往往首先想到的是借助力的分解解题，因为力F既不在水平方向又不在竖直方向，可将力分解为水平方向的分量和竖直方向的分量。究其原因，主要是教师在教学中总是强调在确定矢量正交分量的方向时一般取竖直方向和水平方向，导致了学生的思维定势。

那么我们该如何改变“正交分解”中的这种习惯性思维呢？在运用正交分解法处理复杂曲线运动时，关键是理解正交分解的实质。正交分解可以将复杂的曲线运动分解为简单的直线运动，比如我们所熟悉的匀变速直线运动，匀速直线运动等。从以上两种解法可以看出：第1种思路是从力的分解入手，把力分解为与v0的方向相反和垂直于v0方向的分量，这样就可以把质点的运动看成是两个匀变速直线运动的合成。力的分解可行，但对于本题来说，借助力的分解，质点的最小速度不容易确定，计算比较复杂。第2种思路是从速度的分解入手，将水平方向上的速度分解为与F的方向相反和垂直于F的方向的分量，这样就可以把质点的运动看成是一个匀变速直线运动和一个匀速直线运动的合成。因此，当沿F方向上的速度减为零时，质点的速度最小，vmin=v2=12v0。不难看出，速度的分解可使质点的分运动更加简单，从而使问题的解决得到明显的简化。因此教师在教学中，要引导学生对正交分解的真正理解和灵活应用，把握正交分解化繁为简的原则，灵活地分解，尽可能的将复杂的运动分解为我们所熟悉的简单运动，从而达到巧妙、简洁地解题目的。掌握了这个原则，学生在解决复杂运动问题时就会做到思路清晰，简便易行。

在物理教学中还要注重对学生解题方法和思路的训练，培养学生的思维能力，让学生掌握科学的解题方法和一定的解题技巧，使学生能多角度思考问题，找到更为合理和巧妙的方法解决问题。

参考文献

[1]孙高飞.分解思想在复杂运动中的应用[J].中学物理教学参考

质点运动学的重点篇6

编写本书的指导思想是，以《全日制普通高级中学体育教学大纲（供试验用）》（以下简称新大纲）为依据，对学生进行素质教育，根据体育增强学生体系、增进学生健康的学科特点，在初中的基础上，进一步促进学生身心健康发展，全面传授提高体育知识、技能，使学生在获得体育知识、技能的同时，获得体育保健能力，侧重于终身体育意识和能力的培养，进行思想道德教育，发展个性特长，促进学生综合素质的提高。

一、改革教材编排结构，采用多元并进、相互联系的结构体系

长期以来，体育教材多是围绕着运动技术项目、身体素质和人体基本活动能力等几种分类办法编写的。以运动技术项目为主的教材结构，一般按运动项目的顺序编排，在一个具体的运动项目中，又依据运动项目的技术环节编写。例如，田径中快速跑的教材，按起跑、疾跑、途中跑、终点跑的技术环节编写。这种以运动技术为主线的编排体系，优点是符合运动技术学习的一般规律，便于学生学习运动技术。缺点是容易把学生的体育与运动员的竞技训练相混淆，不能全面地反映学校体育的目的。以身体素质为主线的教材结构，一般按照力量、耐力、速度、灵敏、柔韧等身体素质进行编排。例如，力量素质按上肢、躯干、下肢、全身各部位的练习编写教材，这种方法的主要优点是能够较好地发展学生的身体素质，有利于增强学生的体质，但是很难满足学生对体育多方面的需要。以人体基本活动能力为主线的教材结构，力图把运动技术和身体素质纳入到人的走、跑、跳、投、攀爬、悬垂等人体基本活动能力之中，弥补单纯按技术体系或发展身体练习的分类方法的不足。但是在具体分类上很难避免教材之间的相互交叉和重叠，比如，篮球技术究竟应纳入跑还是跳的教材中，不好处理。近年来，也有把体育教材分为保健康复、余暇交往、常见运动项目、发展基本活动能力和增强体质五部分结构，将田径、体操、球类等运动项目，发展身体素质与各种锻炼方法和娱乐方法纳入以上五个部分之中，力图使教材内容与教学目标相对应，更好地适应学生个体的需要。但是，这种编排方法对各类体育教材的内在联系考虑不够周密，教材的五部分结构之间相互联系不够紧密，形成了相对独立的五种内容与方法，某些方面脱离了学校体育教学的实际。

新编高中体育教材采用多元并进、相互联系的编写结构，着重解决如何在教材中全面落实向学生进行素质教育的综合目标。在教材与目标的关系上，要把目标具体落实到教材之中，使教材内容与教学目标紧密相联，不脱节，关键是选择一种合理的教材结构。多元并进的编写结构，是把新大纲规定的内容，按照体育基础理论知识、体育技术、能力培养和思想道德教育四条线，相互联系，齐头并进，既可以使各运动项目与发展身体素质练习、人体基本活动能力和娱乐项目之间相互联系，又使各类教材能够综合地、系统地落实体育教学目标。这里提的所谓“四条线”，它们之间并不是分割的，例如，离开技术是不能发展能力的。思想道德教育不能脱离身体锻炼的实践去单纯地说教，思想道德教育是在学生身体锻炼实践，即学习技术、发展能力中进行的。所以提出几条线并进，是指在教材安排上避免单纯以技术为主，而是时时在教学中提醒教师要想到四个方面的问题。为了扩展教材的功能，增加教材的信息量和可读性，在教材的体例上开发了用主、辅栏相结合的办法，教材中的主栏按四条线，相互联系，齐头并进地编写；辅栏对应主栏的内容，随文点拨、诱导、强化、扩展知识，提供应用方法、娱乐方法等，使辅栏在教材中起到引导、激活、推动教学活动、释疑、解惑、点拨诱导、援引借用、承上启下、启发联想、自我检验、深化认识、提高能力等作用。主辅栏既有侧重，又相互联系，构成较为完整的体育教材结构体系，见下表。

主栏辅栏体育知识体育技术能力培养思想教育点题应用知识应用方法应用方法挖掘各项强化锻炼价值锻炼方法评价方法教材典型补充技术原理技术要点学法建议的教育功启发源与流知识点学习提示能娱乐

预先评价应用等

二、改变知识观，注重理论联系实际，学以致用，培养能力

在传授知识与培养能力的关系上，以往的教材强调传授体育的知识、技术，强调知识、技术是能力的基础，对于在学习体育知识、技术过程中应当获得相应的能力重视不够，办法不多。因此，编写的体育教材多侧重于“是什么”、“怎样做”，而对于“为什么”、“值得做吗”、“怎样做得更好”、“做得怎样”很少涉及。新编教材根据素质教育的要求和终身体育的需要，把知识看作促进学生多方面发展的媒体，围绕学生的能力和多方面的发展展开教材，把只重视知识、技术的系统性、完整性的做法，变成既重视体育知识、技术的传授，又结合体育学科“操作性”强的特点，强调理论联系实际，培养学以致用能力。在具体编写结构中，采取了以下一些做法。

（一）使学生明确学习目标，激发学习兴趣

教材的开篇采用“学习提示”的方式。开篇具有启发性，目的是激发学生学习兴趣，诱导学生去积极思考，并让学生自己判断教材的“价值”，通过价值判断，引导学生明确学习目标。

（二）使学生知道要掌握的知识要点

教材的开篇之后，把体育基本概念和基本技术原理的知识要点明确地介绍给学生，使学生知道“是什么”，其作用是使学生明确要掌握的基本概念、原理、观点和结论，便于学生抓住核心，识记、理解和掌握，对学后评价、考核也有导向作用。此外还对教材编写的内容起规范、定向作用。

（三）给出知识，并提供获取知识的方法与途径

1.关于怎样给予学生知识的问题

以往的教材是以技术动作描述为主，使教材的量多而杂，要求学生掌握什么，掌握到什么程度不够清晰、明确。新编教材根据新大纲的精神，精选教材，重点突出，力求详略得当，侧重教材的特性、价值，明确知识点、技术点和应用点。知识技术的阐述首先是清楚、明白，然后求精练，并以图助文，图文配合，相得益彰。对初中已学过的教材，注意知识、技术的学习不断深化，不断复习，不断提高。复习内容避免简单的重复，在知识技术方面要有所拓宽、加深，在重视能力的培养和教材价值的判断能力以及运用能力等方面，一个一个台阶地向上发展。

2.关于提供获得知识的方法与途径

处理好知识与能力的关系，重要的是给学生提供获得知识的方法与途径。新编教材在知识编排体系上，首先设“预先评价”栏，学生在学习之前要知道自己当前的学习水平，同时在辅栏中采用点拨评价的方法。在叙述“学习内容与方法”中，叙述知识的同时，渗透认识事物的思想方法，即认识自己当前水平掌握知识技术要点引导实践（提示实践的方法）经过反复练习进行评价进一步提高。

（四）提供评价学习、锻炼效果的标准和评价方法

各项教材的最后，提出可定量或定性的评价标准，使学生在获得知识的同时，知道学得怎样，并在学习与锻炼的实践中得到获取知识的方法与途径，从而为引导学生体育实践、提高对身体锻炼的理性认识、培养能力提供了条件。

全书正文的微细结构采用了运动文化的源与流运动技术原理预先评价知识技术要点学法建议锻炼方法举例自我评价等顺序，同时在辅栏中相应地点拨、强化、补充、启发、应用，这种编写结构对于处理好知识、技术与能力培养的关系，引导学生学以致用，培养能力起到了导向作用。

三、更新版式设计，注意装帧新颖、规范

版式设计和装帧质量是提高教科书质量的重要环节。长期以来，体育教材的版式设计和装帧款式不尽如人意。近年来几种版本的体育教材虽然比以往有较大的提高，但从总体上看，设计仍然让人感到有些刻板。教材的知识性和可读性不够理想，在一定程度上影响了体育教材整体质量的提高。新编教材把版式设计和装帧作为提高教材质量的重要构成部分。全书双色套印，计算机排版，充分运用现代技术，从插图的构思、绘制，图表的设计，主栏辅栏的字号区别，以及双色辅网技术的运用等，大大增强了教材的视觉效果，提高了教材的可视性、可读性。特别是辅栏采用小号字，增加了信息量，提高了体育教材的文化含量。新的版式设计突出重点知识和关键的技术环节，以文为魂，以图助文，图文互补，便于学生从整体上理解教材内容的全貌和内在的文化因素，增加了知识性和可读性，使新教材更加新颖、简洁、清晰，便于学生使用。

四、立足于全面提高学生的体育素质

新编高中体育教材面向21世纪，把对学生进行素质教育作为指导思想，在教材中体现在以下几个方面。

（一）教材突出技术点，强调锻炼的实效性

人的素质是个综合的概念，身体素质是人的思想道德素质、文化科学素质和劳动技术素质的基础。离开人的身体谈人的素质发展，在理论上是片面的，在实践中也是要失败的。新编教材以素质教育为指导思想，抓住体育学科增进学生身心健康的基本功能，把体育技术作为锻炼身体，提高人的身体素质（指身体机能、形态等身体质量）的桥梁，在初中的基础上，提高了体育的技术要求。教材突出技术点，便于学生掌握，增强身体锻炼的实效性。

体育教学中不能排斥运动技术，更不能一见到竞技技术的名词术语就认为是竞技技术。教材中出现的技术与竞技运动技术有很大区别，即使是学习一些初步的竞技运动技术，其目的是用它来发展学生的身体，增进健康、增强体质，而不是让每个高中学生都成为运动员，实际上也不可能都成为运动员。基于上述思想，教材中编写的技术不过分强调技术细节和面面俱到，而是突出“技术点”，便于学生掌握运动项目的基本技术，更好地指导自身体育锻炼，提高锻炼的实效性。

（二）用方法引路，渗透应用意识，学以致用

体育是以身体锻炼的实践活动为鲜明特征的，如何使教材中的知识、技术原理有效地指导学生的锻炼，高中体育教材采取了两种办法。一是向学生渗透应用意识。办法是结合各项教材开辟了设问栏，比如“想一想”、“看一看”、“读一读”、“试一试”、“分析一下”、“保护者应注意！”、“练习者应注意！”、“怎么做这个动作”等等，提示学生学习的方法。二是引导学生动体与动脑相结合，把体育知识和技术原理与身体锻炼实践相结合，引导学生根据自身存在的问题展开学习。这样做对于提高学生分析判断和思维能力将起到积极的作用。对于适应未来社会对人才的需要，面对问题善于思考，并具有一定的解决问题的能力，将有一定的帮助。

（三）学会评价方法，培养评价能力

在使学生学会分析判断的基础上，应该培养他们具有评价能力。对事物迅速作出判断和评价是现代社会对人的素质提出的新的要求。通过对事物作出价值判断，培养学生正确的体育价值观，树立积极进取的精神，激发学生向新的目标前进的愿望，新编教材为此建立了学习评价体系。它包括学习前评价，学习过程中的评价和学习后的结果评价；评价的内容既有体育知识、技术的学习情况，也有身体机能能力的情况和心理状况；评价的指标既有定性也有定量；评价的方法是结合各项学习内容，采用自我评价、相互评价、师生互评、小组评价等等。建立较为完整的学习评价体系，有助于使学生学会评价方法，培养评价能力，从而促进素质的提高。

（四）开阔视野，丰富体育运动文化

体育作为人类文化的重要组成部分，在现代社会中占有越来越重要的地位。目前，各种媒体介绍的体育运动文化良莠不齐，虽然具有很强的即时性，但缺乏系统性，缺乏正确的诱导。新编教材把传授体育运动文化作为提高学生文化素质的重要内容之一。因此，增加了运动文化知识，提高了信息量，以适应社会发展的实际需求。教材中增加的体育知识主要设在辅栏，用于开阔学生的眼界，丰富体育文化知识，增加阅读兴趣。提供的知识大体包括六类：一是“名人论体育”，摘录了列宁、、徐特立、宋庆龄、蔡元培、陶行知、高士其、钱学森等对体育的精辟论述，使学生加深对体育的理解，树立正确的体育价值观；二是体育运动的基本概念，包括体育的功能、终身教育、运动处方、库珀12分钟跑、医务监督、运动负荷、超量恢复、人体重心、肥胖与减肥、青春期高血压、身体形态的性别差异等等；三是新的体育信息，如城市学生肥胖、超体重人数比例增加，我国学生耐力素质连续10年下降，以及美国NBA篮球介绍等；四是我国运动员对世界体育运动的贡献，如郑凤荣、朱建华、王军霞以及体操、排球、技巧等运动队的介绍等；五是中国传统养生知识，如五禽戏、十叟长寿歌、黄帝内经、兄弟民族的武术等；六是体育的历史故事。这些知识可以辅助主栏的教学内容，加深对体育的理解。此外，这些知识只作为介绍，不作为考核内容。

总之，新编高中体育教材，力求做到便于学生学技术、练身体、明道理、懂方法、会评价，开阔视野，突出能力培养，立足于全面提高学生的体育素质。

五、结束语

体育学科是综合性的文化科学基础课程之一，它以身体实践活动为鲜明特征，在身体实践中是身心统一的活动过程。作为对学生进行整体素质教育组成部分的体育学科，应该更好地发挥本身的功能，有效地增进学生的健康，增强体质，提高体育素质，为21世纪培养德、智、体等全面发展的社会主义建设人才。

尽管新编教材在指导思想、教材结构和编写方式上有新的突破，但是，体育教材建设还远远没有完成，这是一项十分复杂、艰巨的工程，需要全体体育教师、教学研究人员和各方面人士共同努力，才能不断提高教材的质量。

质点运动学的重点篇7

【关键词】自由落体运动；教学设计；规律

【教材分析】

自由落体运动是高一物理第一章第七节的内容。本节内容是在学生学习了运动学的知识后编排的，是匀变速直线运动的特例。对自由落体运动的研究一方面是对前面知识的复习和巩固，同时也加强了课本与实际生活的联系；另一方面是通过实验培养学生自主、合作、探究的科学研究方法，为学生的终身发展打下良好的基础。因此，本节课是本章知识的复习课、培养学生思维的研究课、联系生活的应用课，也是后面课程的知识准备的垫底课。所以本节课在本章中具有重要的地位和作用。

【学情分析】

在前面的教学中，学生已经初步掌握了匀变速直线运动的规律，并利用打点计时器研究过匀速直线运动和匀变速直线运动，同时对物理学中的理想模型有了一定的认识，具备了初步的逻辑思维能力和实验设计能力。

【教学目标】

知识与技能

1.研究并认识自由落体运动的特点和规律。

2.理解自由落体运动的特点和规律，并会运用自由落体运动的特点和规律解答相关问题。

过程与方法

1.培养学生观察能力和分析、处理实验数据的能力，使之会验证匀变速直线运动。

2.通过分析，归纳出自由落体运动速度、位移公式，培养学生分析、推理、综合的能力。

情感态度与价值观

1.让学生领悟突出主要因素，忽略次要因素的哲学思想。

2.通^实验探究，使学生形成实事求是的科学态度。

教学重难点

重点：自由落体运动的性质和规律。

难点：设计实验并验证自由落体运动为匀变速直线运动。

教法学法

问题教学法、实验法、讨论法。

教学准备

教师准备：（打点计时器、纸带、交流电源、铁架台、质量不同的重物12套）、PPT课件、多媒体展台、信用卡、纸片、牛顿管、真空抽气机

学生准备：三角板（或刻度尺）、铅笔、草稿纸

【教学过程】

一、引入新课

利用课前制作好的“测反应时间的尺子”测同学的反应时间。

设计意图：在课堂教学过程中，有意识地创设情境，通过提出一些与课文有关的富有启发性的问题，将学生引入情境之中，容易激发起学生学习的动机，培养其学习兴趣；通过合理创设情境，不仅能起到组织教学的作用，而且能使学生明确学习目标，产生浓厚的学习兴趣。

二、新课教学

知识点一：自由落体运动

问题1： 物体下落的快慢与哪些因素有关？

『实验探究一（1）把一张纸片和同样大小的信用卡从同一高度由静止同时释放，哪个下落得快？（2）把纸片和信用卡叠在一起，重复上述实验，下落快慢有什么变化？试猜想发生这些现象的可能原因。

（学生观察、思考后回答：由于空气阻力的影响。）

『实验探究二（1）把事先抽成几乎真空的牛顿管拿出来，让牛顿管中的铁片、羽毛由静止同时从同一高度下落；（2）再打开阀门让空气进入，重复刚才的实验。

（学生观察、思考后回答：在没有空气阻力的情况下，轻重不同，物体下落快慢相同。）

设计意图： 学生通过实验观察进而对原有的观念产生怀疑，猜想下落快慢不同的可能原因，然后再设计另外的实验去验证，得出物体下落快慢相同与轻重无关，与空气阻力有关，培养学生科学探究能力和实事求是的科学态度。

『学生活动引出自由落体运动的概念

①定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫自由落体运动。

②条件：a.初速度为零； b.只受重力作用。

说明自由落体运动是理想化模型，实际中在重力比阻力大得多的情况下，可以忽略阻力的影响；把物体自由下落的运动看成自由落体运动。

设计意图：让学生了解突出主要因素，忽略次要因素，建立理想化模型的物理思维方法。

知识点二：自由落体运动的性质

问题2： 自由落体运动轨迹是直线还是曲线？是匀速运动还是变速运动？

讨论交流：1.怎样根据纸带上点的分布特征判断物体是否是做匀变速运动？

2.重锤托着纸带自由下落能否看成是自由落体运动呢？

实验注意事项

（1）要竖直提起纸带，让重锤靠在限位孔。

（2）先接通电源，后释放纸带。

（3）选取中间一段比较清晰的点迹并每隔一个计时点依次编好计数点。

（4） 用刻度尺依次测量出x1、x2、x3、x4两点间的距离，请填好实验数据记录表格。

（教师巡视，了解情况，并给部分有困难的学生以适当的引导。）

根据实验数据归纳出自由落体运动的性质：是初速度为零匀加速直线运动，方向竖直向下。

设计意图：通过此活动，培养学生的实验设计能力、实验操作能力、数据处理能力以及归纳总结能力。

问题3：阅读教科版必修1课本P31“一些地区重力加速度值”，从表中你能发现什么规律吗？

总结：地球的不同地方，重力加速度不同，从赤道到两极，重力加速度逐渐增大。

设计意图：培养学生的概括能力，让学生了解重力加速度随纬度的增加而增大。

知识点三：自由落体运动的规律

问题4：根据自由落体运动的初速度v0=0，加速度 ，下落位移（高度）x=h，请同学们结合匀变速直线运动的基本规律，写出自由落体运动的基本规律。

设计意图：培养学生的知识迁移能力。

例题：如图，在测反应时间过程当中，若尺子下落的高度为 20cm，请估算出反应时间。

设计意图：该问题是通过回扣课前游戏，使学生对自由落体运动的规律加以巩固和提高，同时培养学生运用新知识解决实际问题的能力。

【课外作业】

1.根据自由落体运动下落时间与下落高度的对应关系，请你设计方案制作一把测量反应时间的尺子。

2.请你设计方案：用一块较重的石子和秒表来估算一座桥的桥面到水面的距离。

【板书设计】

第七节 自由落体运动

一、定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动

二、条件：1.只受重力作用；2.初速度为零

三、性质：匀加速直线运动，a=g=9.8m/s2，方向竖直向下

质点运动学的重点篇8

关键词：理论力学；命题式教学；教学组织

作者简介：孙玉周（1974-），男，河南新野人，中原工学院建筑工程学院副院长，副教授；

许君风（1973-），男，湖南邵阳人，中原工学院建筑工程学院，讲师。

基金项目：本文系中原工学院校级优秀课程“理论力学”建设项目、河南省双语教学示范课程“Engineering Mechanics”建设项目的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）14-0103-02

“理论力学”是大学工科专业专业基础课，所讲授的理论知识和分析方法是很多后续课程建立自身理论体系的基础。但是，近几年各高校对“理论力学”课程的教学学时压缩非常严重，很多高校的机械、土木类专业的“理论力学”课程学时已被压缩到60学时，有的甚至被压缩到45学时。[1，2]在这种情况下，探讨教学方法的改革、研究教学内容的合理组织变得非常必要，高校力学教师也已经在这方面做了很多有益的研究工作。[3-5]

“理论力学”课程内容的理论性和系统性非常强，具有很强的面向应用的特点。静力学、运动学和动力学三部分内容均可以容易地找到其主线，关键知识点非常清晰，掌握了课程内容的关键点和要解决的主要问题，对于课程知识的学习和理解很有帮助。经过多年的实践和研究，提出了命题式教学方法，本文重点介绍这一教学方法的主要思想，以及如何有效地组织课堂教学。

一、命题式教学方法

“理论力学”分为静力学、运动学和动力学三部分，各部分的内容具有相对的独立性，每部分要解决的主要问题非常清楚。在课程的讲授中，可把要解决的主要问题以命题的形式提出来，讲课前向学生强调将要讲授的内容所对应的命题，课程讲授中亦紧紧围绕命题展开，做到重点突出，节约时间。该方法不仅可以做到讲授思路清楚，亦可激发学生的学习兴趣和积极性，使他们容易抓住重点。对于整个“理论力学”课程的教学内容，提炼出了以下7个命题：怎样分析物体受哪些力作用；怎样计算物体上所受的未知力；质点相对于不同参考系的运动之间的关系；平面运动刚体上不同点之间的速度、加速度之间的关系；刚体的平动效应和所受力系的主矢之间的关系；刚体的转动效应和所受力系的主矩之间的关系；定轴转动刚体和平面运动刚体的动能怎样计算及动能定理应用。

此外，每个命题的讲授中亦可提出若干个子命题，子命题的提法更加具体，可以给学生布置成课堂或课下作业，若布置为课堂作业，可让学生上讲台回答。通常只要求学生回答结果，道出关键地方，强调方法的理解和应用。比如，刚体的平动效应和主矢之间的关系这一主命题在讲授中可分为两个子命题：平面运动刚体的动量怎样计算；如何描述平动效应和主矢之间的关系。

二、教学内容组织和讲授方式

一般而言，静力学部分研究物体的平衡规律，但它主要是为了解决两个关键问题：怎样分析物体受哪些力作用；怎样计算物体上所受的约束反力力。相对于运动学和动力学部分，静力学部分的知识点比较多，比较琐碎，在讲授具体知识点时，要注意向这两个关键命题上归纳，提高学生的注意力。静力学部分至少需要12次课，前两次课讲授一些基本公理和定理，以及投影、力矩和力偶这些基本概念，特别要强调力偶的概念，要把它看作一个基本概念来理解，它与转动效应直接相关。第3次课讲授约束的概念，以及怎样进行受力分析，物体系统的受力分析要讲解4～6个例题，至此，第一个命题已经解决。第4次课先讲授力系简化的思想，然后介绍怎样对平面汇交力学和平面力偶系进行简化。第4次课的第2个学时介绍力线平移定理，以及如何应用力线平移定理对平面任意力系进行简化，简单分析结果。第5次课深入介绍平面力系的简化以及结果讨论，要多举例、多向学生提问题，加强学生对方法和结果的理解，第5次课还要介绍怎样求平面力系的合力（主矢和主矩），它可以看成简化方法的应用，也可以看作合理投影定理和合力矩定理的综合运用。第6次课讲授物体的平衡条件和平衡方程，静定和超静定的概念，以及如何运用平衡方程求解平衡计算问题。第7和8次课讲解物体系统的平衡计算问题，这是静力学的重点，至少要向学生讲解8个例题，物体系统的平衡计算直接回答了第二个命题。第9次课讲授考虑摩擦的平衡计算问题，可看作一类特殊的问题，主要强调摩擦角的概念及其应用。第10和11次课讲授空间力系的简化和平衡计算，只要求学生掌握简单的单个物体的计算问题。第12次课介绍重心、质心和形心的概念和计算方法（1个学时），另1个学时可安排为习题课。

运动学部分的主线更加清晰，就是为了解决两个关键问题：质点相对于不同参考系的运动之间的关系；平面运动刚体上不同点的速度、加速度之间的关系。可紧紧围绕上面两个命题安排5次课（10个学时）讲授。第一个问题可列举坐在匀速行驶的汽车上竖直向上手抛苹果，苹果能落到我们手中，以及坐在火车上看车轮上的任一点，看到的运动是圆周运动，但从地面上看其运动是螺旋线这两个例子。第二个命题强调物体的运动其实有三种形式，一是平行移动，二是定轴转动，三是既有平动又有转动（例如在地面上做纯滚动的车轮），对于前两种运动形式，相关的分析和计算我们已经很熟悉，但第三种运动（一般的平面运动），需要在本书中掌握怎样定量地进行分析。上面内容可在第1次课中用1个学时很快讲完，然后介绍点的运动的直角坐标法和自然坐标法，以及物体的平行移动和定轴转动的定义，一个学时足够。第一次课的第二个学时直接进入第一个命题，继汽车上抛苹果和火车车轮上的点的运动两个例子，可再举2-3个例子，引入相对运动、绝对运动和牵连运动，相对速度、绝对速度和牵连速度，相对加速度、绝对加速度和牵连加速度等三组概念，然后引入点的速度合成定理（即相对速度、绝对速度、牵连速度之间的关系），并举一个简单的例子说明其应用。第二次课首先回忆上次课中分析问题的思想，对点的速度合成定理进行简单的证明，然后讲解4-5个例子（可把所有的例子分成两类，一类为直接应用，一类为间接应用）。第3次课讲解点的加速度合成定理，只要求学生能对简单的问题进行计算即可，一个学时就可以讲完。第3次课的第2个学时转入第二个命题的讲解，强调常见的刚体运动其实经常既有平动又有转动，然后引入平面运动的概念，讲解平面运动的分解和合成，通过简单的例子说明其应用。在第4次课中，通过5-6个例子讲解基点法、速度投影定理和瞬心法的应用，这是第二个命题的关键所在，在讲授三种方法应用的同时，要强调对瞬心、瞬时平动、加速度、角速度和角加速度等基本概念的理解，同时，讲课中可以适当地介绍第二个命题和第一个命题之间的关系。第5次课讲授描述平面图形内各点加速度之间关系的基点法以及其应用，重点还是分析不同类型的题目，相关的计算题要比速度问题的基点法复杂很多，可强调基点法以及第一个命题中的速度合成定理其实都是矢量方程，一个矢量方程其实相当于两个代数方程（向任意两个垂直的坐标轴上投影可得到两个代数投影方程），可解出两个未知量，最后通过一个简单的例子介绍上述两个命题的综合应用。

动力学部分研究物体的运动和受力之间的关系。对于平行移动的刚体，这一关系非常简单，就是牛顿第二定律（F=ma），理论力学中主要讲解定轴转动刚体以及平面运动刚体的运动和外力之间的关系。这一部分的内容可以归结为三个命题：刚体的平动效应和主矢之间的关系；刚体的转动效应和主矩（向质心简化）之间的关系；定轴转动刚体和平面运动刚体的动能怎样计算以及动能定理的应用。整个内容至少需要5次课。第1次课讲授动量定理和质心运动定律，其实是讲刚体的平动效应和主矢之间的关系。可考虑车轮纯滚动的例子，其运动可分解为随质心（轮心）的平动和绕质心的转动，然后提出两个子命题：平面运动刚体的动量怎样计算；如何描述平动效应和主矢之间的关系。可给学生10分钟左右的时间来看书，然后讲解和论述这两个子命题，运动学的第一个问题就解决了。讲课时要不断强调，平动效应只需要考虑质心的速度和加速度即可，刚体的总动量等于总质量乘以质心的速度，外力与平动效应之间的关系其实是外力主矢与质心加速度成正比。这部分内容不需要讲解太多应用例子，只需讲一两个例子即可。第2和3次课围绕动力学部分的第二个大命题讲授，第2次课讲授动量矩的计算和动量矩定理，要详细讲授质点、质点系和三种运动刚体的动量矩怎样计算，以及质点系对定点和质心的动量矩之间的关系，大概需要1.5个学时左右，然后讲授质点、质点系的动量矩定理，强调它们描述转动效应和外力之间的关系。第3次课，简单回忆动量矩定理，然后讲解转动惯量的计算，先讲动量矩定理的直接应用（定轴转动或类似定轴转动问题），然后把重点放在平面运动问题的求解上，即综合应用描述平动效应质心运动定理和描述转动效应的质心动量矩定理求解问题。到此为止，动力学问题的一般分析方法已经讲完。动能定理可看作从能量的角度分析动力学问题，也很重要，可为上述问题提供比较简单的求解方法，动能定理可用2次课讲解，第4次课讲解动力学部分的第3个命题，强调定轴转动刚体和平面运动刚体的动能怎样计算，以及力偶的功和功率怎样计算，同时强调要注意运用动能定理的微分形式，相对于前面的动量矩定理，这部分内容学生较易掌握，重点应该放在应用上。第5次课讲授5～6个例子分类介绍动能定理的应用。

三、应用效果和讨论

命题式教学方法的最大优点就是可以节约学时，尽可能多地讲授知识点。“理论力学”三大部分内容包含的知识点相当多，45个学时很难按照正常进度讲完所有内容，很多学校于是把运动学或动力学部分的内容或者部分内容删除掉，这给学生学习其他后续课程造成很大压力。运用本文的命题式教学方法，基本可以讲授完20世纪90年代“理论力学”教学大纲要求的讲课内容。近几年在中原工学院教学实践中证明：按照命题式教学方法讲授，学生都能较好地掌握“理论力学”的主要内容。

命题式教学方法的另一个优点是可以激发学生的学习兴趣，调动学生的学习积极性，提高学习效果。“理论力学”中的有些基本知识与“高中物理”和“大学物理”中内容重复，如果重复讲述，不能突出“理论力学”课程的面向应用的特点，学生没有学习兴趣。按照本文讲授方法，可以最大限度调动学生的学习积极性。此外，该方法亦可提高学生的应用能力，学习“理论力学”的目的就是为了解决工程实际中或后续专业课程中的具体问题，提出的每一个命题解决问题的针对性都很强，命题的直接解答中如果再结合实际问题来分析，教学效果会更好。

结合命题式教学方法，可以比较容易开展和组织创新性教学。具体做法是：教师先在黑板上写出命题（通常写1～2个子命题），稍作解释，指定1～2节内容让学生自己看15～20分钟，然后让学生上讲台讲解和点评，学生讲解和点评时要求他们多集中在命题的回答和应用上。实践证明，对于很多知识点，用这种方法效果很好，学生的注意力会很集中，充分展开思路，知识点的掌握更牢固。

近几年也在开展“理论力学”双语教学工作，命题式教学方法应用到双语教学过程中，效果明显，但还要进一步琢磨和利用命题式教学方法的灵魂。比如，很多定理的证明和推导过程可以不讲，重点放在命题的回答和解释以及定理的阐述和应用上，而证明过程直接略去，或让学生课后自己学习和理解。

参考文献：

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