生物力學特征范例6篇

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生物力學特征

生物力學特征范文1

一、爆發力的生物力學特征

生物力學表明,肌肉張力發展過程的長短與負荷大小有關。負荷增大時張力發展所經歷的時間長,肌肉收縮產生動作的潛伏期隨著負荷的增大而延長。爆發力是快速力量的組成部分。國內學者把快速力量定義為:“運動員在完成動作過程中,神經肌肉系統以盡快的速度發揮出盡可能高的力量的能力”。國際上對快速力量的定義有不同的提法,但公認通過測力所得?!癋-t”曲線可定量地反映和評定運動員的快速力量。有人認為,爆發力是指肌肉在克服次極限阻力過程中產生最大加速的能力,爆發力可用F-t曲線中力的最大增長值(最大變化率)來表示。國內有學者有同樣的認識,認為爆發力是力和速度的產物,亦稱為速度力量,運動力學將其稱為功率,其數值大小與肌肉收縮速度和收縮力量有關。由此可見,提高爆發力必然考慮F、V兩個方面。如果在散打訓練中掌握了力與速度的關系,便可提高訓練效果。因此筆者認為,發展爆發力的特征是必須運用最大負荷與快速的合理結合,只有力與速度的結合,才能有效地提高爆發力。

二、最大動量訓練法

最大動量訓練法即是最大負荷與最大速度相結合訓練運動員爆發力的方法。成都體院運動生物力學的教研室人員按照運動生物力學的思路,緊緊抓住肌肉力量訓練中“力”這一主要因素,成功地運用了“黑箱”理論,研究出了一種新的發展肌肉爆發力的訓練方法――最大動量的練法。分析其原因,最大負荷用力時,大腦皮質的運動中樞發放強而集中的高頻沖動,這種沖動不僅可以動員興奮性較高的慢性肌纖維,而且可動員興奮性較低的某些快肌纖維參與工作,從而使用力肢體大多數的肌纖維參加工作,為爆發用力準備了強大的動力勢能。經過較長時間反復對肌肉作這種性質的刺激,必然使肌肉的功能朝著這個方向作適應性的變化,使肌肉輸出沖量的能力得到增強。而肌肉輸出沖量能力的提高,必然對肌肉爆發力起著決定性作用。

如何運用最大動量訓練,是提高運動爆發力的關鍵。根據爆發力的生理機制,最大負荷+快速度的爆發力組合練習會產生最佳效果。根據肌肉的生物力學原理,任何單一練習都達不到預期的效果。實驗證明,最大負荷和輕質負荷快速練習在爆發力組合方法中是缺一不可的,沒有輕負荷快速練習前的最大負荷練習所造成的“爆發力勢能”,爆發用力時想快也快不起來,沒有大負荷練習后的輕負荷快速運動,其“爆發力動能”無法建立快速爆發力的動力定型,那么,運動員在散打實戰中也不會應用自如。

最大動量訓練法運用步驟:

(1)分析散打運動員的力量素質和技術狀況,有針對性地設計一組力量練習動作。

(2)選用合理的測試手段(如臥推鉛球、深半蹲、側踹沙袋、直拳擊打測力器等),測試不同負荷下練習動作產生的輸出沖量,測算最大輸出沖量所對應的適宜負荷量。在此后一段時間的力量訓練中,根據運動員各自的適宜負荷量進行訓練。

(3)檢查訓練效果,及時糾正不足之處。經過一段時間(約2~3個月)的訓練,由于適應性變化,水平有所提高,此時要重新測算適宜負荷量,為下一段時間提供新的指標。如此循環,使散打運動員爆發力迅速提高。

訓練最大動量爆發力應注意以下問題:

1、應確?!白畲筘摵伞焙汀白畲笏俣取本毩曋g盡可能的短時間間隔。

2、運用最大動量訓練,必須在肌肉不疲勞的情況下進行。因為肌肉疲勞時收縮速度減慢,此時進行爆發力練習,不可能取得良好的效果。

3、最大負荷力量練習與最大速度練習的動作結構應盡量一致。因為兩部分練習必須先后作用于同樣的肌肉,才能起到發展爆發力的作用。

生物力學特征范文2

大學生的心理特征

心理學的研究表明,大學生的心理發展正處于迅速走向成熟的階段,他們精力充沛,富于理想,以天下為己任,有強烈的求知欲望。但他們又有急于求成,脫離實際,一遇挫折就容易消極的弱點和傾向,特別是剛入校的大學生在“勝利者”的“成就感”的鼓舞下,心理上處于一種亢奮的狀態之中,熱衷于有幾小時、幾天、幾周或幾個月精神過分旺盛活動(G.S霍爾)。大學時期心理變化是其一生最復雜,動蕩最大的時期。其主要表現為自我意識加強,強烈要求塑造真正的自我,情感豐富,但波動性強烈,敏感而自尊,具有了較豐富和深刻的情感體驗。意志品質發展不平衡,遇到困難容易退縮,經受不起心理挫折。性格逐漸走向成熟,表現穩定。大學生這些心理特征表現為武術教學提供了有益的依據。

心理特征與武術教學的辯證關系

武術教學是由武術教師的教與學生的學共同組成的一種教學活動,是人與人之間相互交流的活動。他的教學過程必然會產生反正的心理活動。心理特征影響武術教學進行,武術教學又可促進心理特征的發展。

武術教學不但要求學生具有較好的身體素質,而且對學生的意志品質要求也很高。學生在學習過程中的任何心理反映,都能反映他們的技術學習,武術教學的效果與武術教學的順利進行;

“教武育人”是武術教學的宗旨,“未曾習武先學禮,未曾習武先習德”,武術始終把武德列為習武的先決條件,武術教學過程就是培養學生勤奮、刻苦、果敢頑強、虛心好學、勇于進取的良好習性和意志品質的過程。

心理特征在武術教學中的利用

明確武術功能,樹立正確的教學思想。

武術不僅是一項體育運動,而且是一種民族文化,是中國人民長期積累起來的寶貴文化遺產。教師在教武術的同時,也在教中國民族文化,有責任有義務肩負這個光榮的使命,繼承發揚我們民族的優秀武術文化。

提高業務能力,加強心理研究。武術教學具有很強的主觀能動性,教師的業務水平高低,直接影響學生對武術的情感意識,武術教師只有提高自身技術能力,深入鉆研學生的心理特征,才能在武術教學活動中深刻地影響學生,產生強大的向心力,提高和激發學生習武情緒,搞好武術教學。

加強師生情感交流。武術教學過程不僅是一種言傳身教的體育教學過程,也是教師與學生之間情感交流的過程。教師的行為品德在教學中逐漸體現出來,他自覺不自覺地影響著學生的情感和興趣。在教學中應注意學生的情感變化,加強師生情感交流,使師生之間形成一種和諧快樂的氣氛。學生在這種樂觀愉快的群體里進行武術訓練,不僅能產生愉快的感覺,而且對武術技術的掌握也有促進作用,為武術教學創造良好的環境。

生物力學特征范文3

關鍵詞:中學生;物理;心理;思維;教學

一、學習物理的心理形成過程

1.從物理感覺到物理知覺

感覺是認識的初級形成,是一切知識的源泉,它屬于認識的感性階段。物理概念、規律的形成都需要經過分析大量的物理現象及物理實驗的驗證,才能使其感知主體,形成對物理過程的整體認識。例如,在學習熔解時,晶體是怎樣熔解的?通過觀察分析熔解過程,對其有了整體認識,使同學感到熔解過程應具備:達到熔點,繼續吸熱。

2.從物理知覺到物理表象

知覺是大腦對客觀事物的初步分析和綜合的結果,是感覺與思維之間的重要環節。學生在學習中從各種物理現象、實驗中通過分析總結出的概念和規律是在知覺基礎上形成的物理表象。物理表象雖具有一定的概括性,但它仍屬于認識過程的感性階段,仍是事物的直觀特征的反映,是從具體的形象思維到抽象思維既而形成物理概念和規律的過渡和橋梁。

3.從物理表象到抽象思維

對于物理現象,實驗直接概括形成的物理表象,是以感覺和知覺為基礎,屬于非本質的東西,很多物理概念、規律的形成僅靠物理表象是不行的,還需揭示其本質,抓住本質的東西,將感性認識上升到理性認識,才能形成正確的概念和規律,如牛頓第一運動定律的形成過程,憑感知人們認為有力作用,物體就運動,沒有力的作用,物體就靜止。但究其本質原來運動的物體,停止一切外力后會怎樣呢?只有這種由現象到本質的分析研究,才能形成正確的認識。

二、中學生學習物理的心理障礙

1、物理學科本身因素造成的障礙

(1)物理抽象難學造成的興趣障礙。由于物理學本身比較抽象、難懂,特別是高一學生,物理學中的一些難點容易成為學生學習的分化點,導致其學習成績不理想,這樣容易使部分學生失去對物理學習的興趣,而造成興趣障礙。

(2)物理問題的復雜性造成的思維障礙。物理問題往往都是多因素的問題,在這些因素中,有的是顯因素,有的是隱因素。而隱因素有時在問題中起指導作用,有時在問題中又起干擾作用。由于學生不具備正確對待隱蔽因素的心理適應能力,以致該排除隱蔽因素干擾時,排除不了,該接受隱蔽因素指導時,又忽視了它的指導作用,從而造成思維障礙。

2、學生自身的思維障礙

(1)學生思維能力的限制造成的興趣障礙。由于中學生正處在形象思維向抽象思維的轉折期,學生的抽象思維能力比較低,對一些抽象而陌生的物理概念、單位、模型的學習感到困難,從而失去學習物理的興趣。

(2)學生思維品質缺陷形成的思維障礙。這類思維品質障礙主要有:面性思維障礙。它是指學生在物理學習中不能全面地分析問題,滿足于對事物的一知半解,只憑對事物的局部了解就草率得出結論的一種心理障礙。B消極定勢思維障礙。學生在學習過程中,定勢思維有積極意義,有時也存在消極影響。消極的定勢思維是指學生不自覺地把一種習慣固定的思維方式生搬硬套到解決物理問題中,限制了思維的靈活性,對相近或相關問題,容易引起自動化的定向反射,引起定勢思維障礙。C邏輯思維障礙。由于物理現象的普遍性,中學生在學習某種物理概念和規律之前,就形成了有關概念的各種觀念。在物理學習中,由于先入為主的原因,使一些錯誤的生活經驗對學生的物理概念規律的形成起消極作用,造成學生思維上的障礙。

三、利用中學生學習物理的心理特征,改進物理教學方法,提高教學質量

1.利用教學情感,使學生愛學

由于中學生正處在一個感情發展期,兼幼稚與成熟為一體。關注中學生的情感,使學生更加健康地學習和生活,并且利用情感特點進行物理教學指導。情感是人對客觀事物是否符合自已需要的態度的體驗。心理學研究表明,情感是學習效果的一個重要心理因素,教師的理解、興趣和喜愛要導致學生的理解、興趣和喜素是影響教愛,即發生情感的共鳴與轉移,這是教學成功的關鍵。在物理教學中首先要建立良好的師生情感。教師對學生的熱愛和期待是學生學習的動力,同時教師的情感影響著課堂氣氛。其次要發展和豐富學生對物理學科的良好情感。教學中應讓學生感受物理學之美:物理規律的和諧統一、公式的簡潔對稱、物理實驗的巧妙精湛等。這些美的感受能引起學生學習物理的興趣,減輕心理壓力,提高學習效果。再次要給學生創造學習成功的機會和教給學習成功的方法。心理學家認為:人有一種自我實現、獲得承認、取得成功的愿望和需要。學習成功的體驗會增強學生學習的信心和興趣,獲得繼續前進的強大動力。

2.據中學生初、高中學生的思維特點,做好初、高中物理教學的銜接。

初中生與高中生思維有個過度期。而物理有是一門對思維能力要求很高的學科。根據學生的思維變化特點,做好物理教學的銜接與轉化。

A.從畫圖入手幫助學生建立理想化的物理模型和理想化過程――訓練科學抽象法。

理想化的物理對象模型和理想化過程是抽象思維的產物,是研究物理規律的一種行之有效的方法。引入物理模型,可以使問題的處理大為簡化而又不會發生太大的偏差。在傳授知識的同時,向學生滲透處理較復雜的物理問題時采用的具體分析、合理簡化、科學抽象的方法,有利于思維能力的培養。

理想實驗也是物理學中一種特殊的科學思維方法,它是在系統的觀察與實驗的基礎上,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,對實際過程作出更深入的邏輯分析和抽象的一種方法。

B.學會運用理性知識的基本邏輯思維的方法

學生習慣應用類比的方法做題.初中大量訓練的結果是:照著老師的例題套用公式就可以做對題。高中階段如果沿著這條思路走下去,到了高三知識、方法的綜合程度一高,學生就會亂了方寸,成績就會急劇下滑。要教會學生分析問題、解決問題的有力手段,掌握問題的實質,學會歸納總結。

3.轉變學習觀,變機械學習為意義學習。

由學習心理可知,學習分為機械學習和意義學習兩類。只有當人全身心參與,將其認知、情感、信念、意圖及各部分經驗都融合在一起時進行的學習才是“意義學習”。學生進行意義學習的前提條件是學習內容對學生具有“個人意義”,即學習內容是否真正為學生所需要。只有當學生覺察到學習內容與他自己的目的有關時才會全身心投入,意義學習才會發生。因此在物理教學中教師要引導中學生由形象記憶轉化為抽象記憶,或由機械記憶轉化為理解記憶,目的在于培養學生正確的思維、記憶方法,把教學內容轉變成學生易于接受和樂于接受的信息,抓住學生的興趣或需要,讓他們興致勃勃地投入到學習活動中,并在學習中正確地使用鼓勵、表揚、誘導等手段。幫助學生快速高效地進行物理“意義學習”。

4.總之,消除學習障礙培養興趣是關鍵

學習興趣是學生的認識需要的情緒表現,是學生在愉快體驗的基礎上形成的樂于積極地去接觸、認識某一事物的意識傾向。在學習實踐中,興趣對學生的學習活動將產生巨大的推動作用。學生一旦對學習產生興趣,就會充分發揮自己的積極性和主動性。濃厚的興趣將是學生刻苦鉆研、勇于攻關的強大動力。

綜上所述。物理教學的實踐告訴我們:要提高中學物理教與學的效益,必須研究和掌握學生物理學習的心理活動特點和規律,并以此為基礎充分調動學生的主體因素,優化學生物理學習的情感、態度和價值觀。

參考文獻:

[1]許國梁主編,束炳如等改編,中學物理教學法,高等教育出版社,2004

[2]皮連生主編:教學設計,高等教育出版社2000年版

[3]馬桂佳.青少年學習障礙及其調整.北京:教育科學出版社.1997

[4]段金梅,武建時.物理教學心理學.北京:北京師范大學出版社,1988.

生物力學特征范文4

關鍵詞 生物教學;在線討論;WISE

中圖分類號:G652 文獻標識碼:B

文章編號:1671-489X(2015)22-0167-02

Characteristics and Enlightenment of Foreign Biology Inquiry Teaching Case//WU Tianhao

Abstract Our high school biology teaching promotes inquiry learning

vigorously, but in the actual teaching is not so perfect. Inquiry teaching abroad has many features like inquiry-based learning process visualization, emphasizing the integration of knowledge and problem solving, scientific inquiry with technical support, which provides important inspiration for our biology teaching.

Key words biology teaching; online discussion; WISE

1 前言

目前我國中學生物教學中大力倡導探究性學習[1],但在實際教學中探究性學習的實施并不到位。究其原因多種多樣,如現行評價體系對于探究的重視程度不足,探究教學所需的教學資源要求過高等,這些原因造成生物探究教學開展受阻。而生物作為一門以實驗為基礎的學科,探究教學又是必不可少的,這樣的矛盾嚴重阻礙生物教學的效果。此類問題也曾在國外生物教學中出現,為了應對這一問題,美國伯克利大學開發了WISE平臺,輔助開展生物探究教學,取得較好的教學功效。WISE中有許多經過教學實踐的成功案例,分析其特征及優勢,能為我國生物教學提供一些啟示與借鑒。

2 WISE及其案例特征分析

WISE全稱為基于網絡的探究式科學環境(Web-based Inquiry Science Environment,簡稱WISE)[2],其由美國國家科學基金會(NSF)贊助,加利福尼亞大學伯克利分校的Bell和Linn教授開發,1998推廣使用。WISE平臺的使用者可以注冊教師賬號或學生賬號,教師賬號可以使用項目管理、學生管理、課程開發和編輯等功能,而學生賬號則提供在學項目列表、作業單等;學生賬號可組成課程探究小組,進行協作學習。WISE提供了一個基于網絡進行科學探究的學習環境,其中的課程囊括了中小學生物、物理、化學等學科,用戶登錄后即可開展相應課程的學習或管理[3]。

WISE平臺中有一個典型生物教學案例:“Ocean Bottom Trawling, What A Drag!”(海底拖網捕撈,這是個錯誤!)其以海洋拖網捕撈為背景,幫助學生了解被捕撈魚群的變化,從而理解生物進化的過程,并使學生對于進化理論產生較為深入的理解。這個探究教學案例具有如下主要特征。

探究學習過程可視化

首先,WISE使學生探究過程可視化。平臺項目常將探究過程分為數個步驟,逐步開展。在“Ocean Bottom Trawling, What A Drag!”中,探究過程被分為問題介紹、進化理論闡述、魚群進化實驗、魚群變異與遺傳、魚群代際變化和匯總六個步驟,吻合美國國家課程標準中根據實驗證據來核查已有結論,運用各種手段來搜集、分析和解釋數據,得出答案、進行解釋并做出預測,把結果告知于人這幾個探究步驟[4]。

其次,WISE使學生探究思維做到可視化。WISE在每個教學步驟之后都提供了一個筆記(note)板塊,要求學生記錄思維過程,以及對于課程內容的思考,保留探究過程和思維的痕跡;在學習過程中的協作學習部分,WISE提供了在線討論(online discussion)功能,方便學生在線討論問題,在開展協作學習的同時將討論過程、對于學習內容的理解等內容提供給教師,呈現交流過程中的思維變化。此外,項目提供給學生一個思維集錦(idea basket),要求學生記錄自己的想法,并在后面的學習中及時補充、修正這些想法,最后整理這些觀點,幫助學生完整記錄思維過程。

強調知識整合學習與問題解決 在本案例中,教學活動的目的是要求學生學習拉馬克和達爾文的進化理論,但是并沒有一開始就提出進行兩個理論比較,而是在問題介紹部分中提出屬于生態學范疇的海洋拖網捕撈活動,以拖網捕撈中小丑魚的生存問題引入進化理論,強調不同知識之間的整合學習。在項目的中間部分通過實驗等方式讓學生學習進化理論,進而得出小丑魚種群將如何變化的答案。在學習進化理論的過程中,目標始終指向預測小丑魚生存的問題,旨在解決實際問題。

技術支持下的科學探究 WISE通過提供一系列基于網絡技術支持的模擬實驗幫助教師開展探究教學。模擬實驗完全符合科學探究過程,這一系列的過程在幫助師生開展探究活動的同時也強化了學生對于科學探究的認知,對于探究流程更加熟悉?!癘cean Bottom Trawling, What A Drag!”中為了證明進化對于生物種群的影響,項目提供了一個模擬實驗,比較各種生存環境下池塘中魚的游泳速度,最終得出結論:在存在選擇壓力的情況下,游泳速度慢的魚會被淘汰,從而在多代之后留下速度越來越快的魚。

3 WISE及其案例對于我國生物教學的啟示

積極建立網絡平臺,促進探究學習過程可視化 探究學習在我國難以開展的一大原因就是探究過程的內隱性,學生探究活動完成后除去數據記錄之外,極少有表現學生探究過程、思維歷程的載體,由此使探究學習這一過程難以直觀觀察。而WISE則通過現代教育技術手段使探究過程做到可視化,將探究過程按步驟分開,使學生對探究過程有直觀的認識和總體的把握。

不僅在教學過程中存在內隱性這一問題,探究學習在課程評價階段同樣存在相當的難度,我國現行評價體系難以量化甚至無法展示學生的探究能力。這正是目前教學評價體系重視知識而輕視能力這一弊端產生的原因之一。評價的難以開展導致在需要對學生進行評價的情境中,教師難以評價學生的探究能力,而只能對于知識進行評價,導致紙筆測驗成為唯一評價標準,應試教育無法根除,素質教育難以開展。比如在自主招生等要求對于學術型人才篩選的測試中,校方可以通過對于學生探究學習情況的調查,了解學生的探究能力,了解其是否適合于本校或本專業。由此,評價才能發揮其導向作用,引導教學偏重探究、偏重能力,而不是一味追求知識。

此外,在現行教育體系中,教師在學生學習后很難準確掌握每個學生對于學習內容的理解情況,因此很難針對性地對于學生的學習誤區進行糾正。尤其在國內大班教學的現實情況中,了解每個學生學習過程和思維過程幾乎是不可能的。這就造成學生學習產生誤區而無法及時糾正,錯誤屢屢發生卻不清楚發生原因,對于教學造成極大不良影響。而教師可以通過學生思維的可視化來觀察每個學生的思維,由此來把握學生的學習情況,糾正思維誤區,幫助學生保持思路正確。由此可見,探究學習過程可視化對于探究教學的開展、教學評價都有重要意義,如果積極推動網絡學習平臺的建設,學生的探究學習就有可能作為學習評價的重要一環而存在,促使學校、教師和學生重視科學探究。

強調知識整合學習,以解決問題為導向 在我國現行教學體系中,知識點常以專題形式呈現,雖然便于學生的知識體系構建,知識之間關聯較好,但是在知識掌握之后缺乏知識的整合,使知識仍然是獨立的知識,而難以產生相互之間的關聯,難以形成邏輯上完整、可以用于解決完整問題的完整知識體系。課程難以突破分科課程的壁壘,無法形成在教學中有重要意義的綜合課程。學科間的橫向聯系被割裂,由于不符合認知的邏輯,導致學生難以整體發現、分析和解決問題。這一點與注重與現實生活的聯系的高中生物課程理念是相左的,因此應當注重知識整合與解決問題。

我國生物教學在生物進化一部分的教學導入使用的例子為枯葉蝶的進化原因,這一例子在生物知識如此普及的今天似乎已落后于時代,很難引起學生的注意,難以使學生真正對問題產生好奇,進而進行以解決問題為導向的探究,而是僅僅注意書本材料。無法做到以問題為導向確實是我國生物教學的一大遺憾,而WISE則重視真正以問題為導向,在教學過程中始終指向解決小丑魚生存的問題,由此使學習的目的針對解決問題而非獲得知識,這一點是完全符合探究學習本質的。通過網絡平臺的推廣,以解決問題為指向的綜合課程將更加易于開發。

加強技術支持,促進對生物概念、理論的深刻理解 WISE在“進化”部分設計的模擬進化實驗很好地模擬了進化過程,讓學生直觀看到進化如何發生,如何影響生物的性狀,使學生具象地了解進化。WISE提供的活動不僅有實驗,還有建模設計、辯論、討論、頭腦風暴、角色扮演等,可以充分活躍學生的思維。探究教學在我國教學中無法順利開展的一大關鍵問題在于資源不足。受限于時間、空間、客觀條件等因素,很多探究活動難以開展。如生物教學中“進化”這一部分,教師很難在現實中找到適合的例子來證明進化的發生,更難以向學生展示進化對于生物性狀的影響。在人教版課本中,“進化”這一部分沒有提供探究實驗,因為確實難以開展實驗。在實際教學中教師或完全不進行實驗,或使用類比模擬實驗,如在某一顏色背景板上“抓”顏色不同的“獵物”,以此模擬自然選擇的過程。這樣的教學不但耗費教師的精力,而且在實際開展中會遇到學生故意搗亂等未知問題,教學效果如何尚不得而知。

通過對比發現,WISE所提供的模擬進化中自然選擇的實驗不但無需模擬,真實再現可能發生的情況,而且不需要教師做大量準備,更不存在學生搗亂的情況,教學效果必將十分良好?,F代教育技術支持下的探究教學不僅可以節約課堂時間,促進對生物概念、理論的深刻理解,增強教學效果,甚至能打破教學資源不足的窘境。這些優勢將促使教師更加積極主動地開展探究教學。

我國由于探究教學起步較晚,與國外尚有一定差距,而WISE的成功帶來很多啟示。如果在我國能夠全面推廣類似的網絡平臺教學,相信對于我國生物課程及教學的發展是大有裨益的。

參考文獻

[1]普通高中生物課程標準(實驗)[S].北京:人民教育出版社,2003.

[2]WISE[EB/OL].[2015-05-30].http://wise.berkeley.edu.

生物力學特征范文5

一、特征淺析

1.學習欲望欠強烈

學習欲望的強烈與否直接反映出一個學生對待學習的主動與被動.凡主動者,往往對該門學科有興趣,參與探討的意識強、積極性高,始終樂在學習過程之中;而被動者,則興趣不濃或全無,存在盲從心理、逆反心理,習慣于被教師牽著學、逼著學,視學習過程如度日如年.

2.思維速度跟不上

面對教師的提問,絕大部分優秀生舉手積極、發言踴躍,更有甚者,沒等教師提問結束,罔顧他人之感受而搶答;而后進生,其思維似乎始終沒被“激活”,思考滯后、節奏慢拍,當教師點評和給出肯定答案時,不是裝懂,就是“盲人看戲——跟著笑”.

3.理解能力比較弱

后進生不同于優秀生,他們對生活中的物理現象,往往只知其然,而不知其所以然;對于物理原理,只知道去死記硬背,很難理解其物理意義;面對較復雜的實驗過程,常常充當“操作中的看客”、“討論中的聽眾”,一課結束,茫然一片.

二、轉化策略

1.摒棄偏見,讓后進生覺得“我也行”

“活動單導學”教學模式,立足于平等對待每一位學生,激發的是學生的共同參與意識和行為.對此,筆者經過探討并嘗試了下列做法:1.為后進生開啟希望之門.如,在家長對孩子已經失望、甚至絕望的情況下,與家長談心,同孩子交心,闡明“放棄百分之一的希望就等于零”的道理,對學生寄予高于其家長的期望值,希望之門就能開啟.2.選擇話題,引導學生.如,生活話題,天冷時,互搓雙手,就感到暖和,是因為摩擦生熱、做功產生內能的緣故;趣味話題,騎自行車時,雙手脫把,車照樣前行且不倒,是因為騎車人掌握了控制平衡的本領;愛國話題,如,沒有當年“兩彈一星”的橫空出世,中華民族將很有可能被開除出球籍,也不可能圓今天的“飛天”之夢.可見,學好物理是多么的重要!

2.設計問題,讓后進生覺得“我會行”

“活動單導學”教學模式,突出強調的是關注整個班集體,讓每一位學生都能體驗到成功的快樂.為了改變后進局面,激發后進生的學習欲望,實施中,筆者在充分預設的基礎上,關注過程、隨機應變.現擇計劃之一的“設計問題”,闡述如下:(1)提供一看就懂的問題.師:你喝燙水時為什么要小心?生:燙水溫度高.(2)準備一想就通的問題.師:人在炎日的夏天喝燙水為什么感到不爽口?學生除了重復“燙水溫度高”的答案外,細想一番后,便知“燙水放出的熱量多”.這時,筆者不放過傳播生理衛生知識的機會,闡明夏天喝燙水不爽口但能解渴、益體的道理.(3)選擇一點就會的問題.師:在雪地上開車,為什么會出危險?生A:滑;生B:剎車基本失去作用;生C:沒了摩擦,難以控制……筆者趁機進行點撥:怎樣才能避免事故的發生?生甲:鏟雪;生乙:別開車;生丙:小心點……見時機已成熟,筆者引進“摩擦”的概念,闡述“增加有益摩擦”的道理.4.設計一講就明的問題.師:你分別被手指戳和被針頭扎后,哪一種疼痛感更強?生:針頭.師:好,這就是“壓強”,它有大有小.隨后,分析壓強與壓力及受力面積之間的關系.學生一懂就樂,一樂便覺得自己會行.

3.激發興趣,讓后進生覺得“我能行”

“活動單導學”教學模式,注重的是動態課堂、活力課堂、魅力課堂的打造,把結果和過程看得同等重要,重視學生對知識的掌握,關注學生能力的提升.筆者在該模式的引領下,把激發興趣作為主線貫穿于整個教學過程的始終,大膽把后進生引進“迷宮”、推入“死?!保诮處煹年P愛和指導、學生的陪伴和幫助下,使之“覺醒”、“重生”,產生迷宮不“迷”、死海不“死”的欣慰.一年來,筆者時刻關注自己的幫扶對象,視其如子,逐步開辟了一條條有效途徑:(1)寓概念于感覺之中.如凡對速度概念認識不清的學生,筆者組織他們到田徑場進行賽跑,用快慢去感覺速度,認識到速度就是距離與時間的比值;對密度概念難以理解的學生,組織他們分別手持體積相同、質量不等或體積不同、質量相等的物體,感覺“沉重度”、看看誰“龐大”,得出密度可用物體的質量和體積的比值來表示.(2)累計突破,見證進步.對平時的作業、階段性測評以及組內開展的小競賽等物理題的正確率、失誤率、錯誤率,及時進行統計,縱比自我、橫比他人,測算出進步指數.(3)嘗試挑戰,增添勇氣.如果進步指數增長明顯,可重新確立更高的努力目標、尋找新的競爭對手,進行趕超.至此,在筆者的全部幫扶對象中,已有近半數的學生走出了困境.

4.搭建平臺,讓后進生覺得“我真行”

生物力學特征范文6

關鍵詞:運動損傷;防護服裝;運動生物力學;防護模型

中圖分類號:TS941.2 文獻標志碼:A

A Study on Protective Cloths Based on Sports Biomechanics

Abstract: Based on introducing sports biomechanics as well as current study on protective equipment and protective clothes, the article draws the conclusion that it is very important to study protective clothes by using sports biomechanics and puts forward the theoretical basis, technical problems and technical route for using sports biomechanics in garment applications.

Key words: sports injury; protective clothes; sports biomechanics; protective model

近年來,我國參與體育運動或日常鍛煉的人口越來越多。在對全國體育人口比例的調查中發現,1996年的體育人口在總人口中所占的比例為31.4%,2000年增加到33.9%,而到2007年又增加到37.1%,短短10多年的時間里增加了5.7個百分點。

但是在運動中,由于人們并未太多地注意保護自己,常常會引起相應的關節、肌肉、韌帶的意外損傷。網球運動常常會導致肘部、肩袖部損傷,范?克拉莫(Von Kramer)對網球運動中出現的損傷進行過調查,結果表明,網球運動中肘關節損傷占全部損傷的41%,是最容易損傷的部位;肩袖損傷占其全部損傷的39%,僅次于網球肘。在跑步運動中,常常會發生小腿肌肉拉傷,有研究顯示,有高達35% ~ 65%的健身者與專業運動員曾經發生過下肢損傷。老年人、小孩以及肢體殘疾人在日常的行走過程中,由于自身缺乏一定的平衡能力,往往會因為磕碰、摔倒等突發狀況而意外導致肌肉和骨骼損傷。有國外學者曾做過相關的研究,該研究揭示了在老年人的摔倒中,將近53%是因為行走、站立的不穩定所導致的。

運動損傷已經給運動員、業余愛好者、老年人、小孩等帶來了傷害,也是人們生命安全的重要隱患之一。也有不少人缺乏自我保護意識,認為在業余的體育鍛煉和比賽中,做準備活動,然后再多加注意一些,受傷的幾率也就小了,其實這種想法是不正確的。因為這種損傷,比如說扭傷、摔傷、各種磕碰傷,在運動損傷里只占到了2%,它的名稱叫做意外傷,而將近98%的損傷是那種運動技術性傷。所以基于運動的生物力學,研制減少骨骼與肌肉損傷的防護性服裝,是一個很大的趨向。

1 運動生物力學的研究

運動生物力學是生物力學的分支學科,是研究體育運動中人體機械運動規律的科學。其主要任務是運用生物學和力學的理論和方法研究人體從事各種運動、活動以及勞動的動作技術,使復雜的人體動作技術奠基于最基本的生物學和力學規律之上,并以數學、力學、生物學以及動作技術原理的形式加以定量描述。運動生物力學的發展與研究,為提高體育運動的成績、預防運動損傷、設計研發防護器材奠定了理論基礎。

1.1 運動生物力學的實際應用

對于運動生物力學的研究,特別是在應用上,具有自己的特色,大致可歸結為以下幾點:

(1)在競技體育運動動作的技術方面,根據人體的體態、素質、機能等情況,研究適合個人的最佳運動和活動技術的動作方案,并通過動作技術診斷使之逐步完善;

(2)從預防運動損傷的觀點出發,對各種體育、活動以及生產勞動進行生物力學分析,找出致傷因素,并設計出相應的預防與治療措施;

(3)運動生物力學不僅研究人體,而且也研究與運動相關的器械的運動規律,按照人體形態、結構和機能的生物力學特征,設計和改進運動器材、設施、服裝與用具以及勞動機器、工具等。

1.2 運動生物力學與防護器材

從運動生物力學的角度出發,對體育運動或健身鍛煉中用于防護人身安全、避免運動損傷的器材,提出設計和改進的設想及要求,是一項非常艱巨的學科任務,當前基于運動生物力學研制的防護用品主要有護具、運動鞋。

新型橄欖球頭盔與傳統頭盔相比有著本質的區別,新型頭盔的外層覆蓋了一種新型樹脂吸振緩沖材料,它可以有效地防止運動員以頭盔作為進攻武器沖撞對手。在運動的過程中,人體的各個關節肌肉常常由于過多的運動量或瞬間的揮擊、拉伸發生拉傷或震傷。戴上護具后,就可以對相應部位的肌肉、韌帶加壓舒服,減緩可能的過度拉伸,并協助肌肉動作,對關節部位起到支撐作用。對于關節出現不同程度勞損的老人以及正在發育期的小孩來說,進行遠足郊游或體育鍛煉時,很有必要選擇一定的護具。

國內外一線運動品牌,其運動鞋技術的每一項進步都離不開生物力學研究,結構設計和技術創新都遵循人體運動生物力學原理。國際一線運動品牌都擁有自己的核心技術,如Nike的air氣囊鞋底科技和足跟穩定技術、Adidas的HUG環抱系統和智能芯片技術、李寧新一代單弦弓減震技術等。無論核心技術如何創新變化,結構設計必須遵循運動生物力學的原理,其主要的生物力學原理是緩震減震、能量回歸、足跟控制、模擬踝足和回歸自然。

2 防護服裝的研究

伴隨著運動的普及,傳統的防護服裝基本上從舒適性、結構設計、功能材料等角度出發進行設計研究,通過研究改變或加強面料的性能來達到服裝吸濕排汗透氣、防火、防水等效果,或者從服裝結構設計出發,采用多開口寬松式設計,在前胸、腋下、前后衣片采用連續開口散熱功能設計,設計了一套具有散熱功能的籃球比賽服裝。而在運動過程中能真正地起到對人體防護作用的,往往都是要通過佩戴護具來達到目的,從拳擊的頭盔到籃球的護足,每一個易受傷的關節都有相對應的護具來產生防護的效果。

但是現階段基于運動生物力學研究的運動防護僅限于護具以及運動鞋,而客戶對防護服裝的要求卻逐漸從原來的吸濕排汗等舒適性方面提升到舒適、功能、美觀、防護一體化上來,更多地希望可以通過服裝本身就可以達到防護人體的目的。

所以,有必要從人體出發,通過測量人體各關節點運動的三維坐標數據的變化,將其轉化為人體關節運動的生物力學參數,通過分析生物力學參數數據,建立人體防護模型,明確服裝面料與防護模型相互之間的關系,并結合服裝材料學、服裝結構設計、人體工效學等相關知識,設計具有防護性能的服裝。

3 運動生物力學在服裝上的應用

在體育運動、日?;顒右约吧a勞動中骨骼和肌肉損傷是難以避免的問題,解決這一難題,必須以人體運動為目標,運用人體解剖學、人體生理學、力學的理論與方法來探索人體運動規律,根據骨骼和肌肉的變化,建立外部防護模型,獲取防護服裝所需達到的力學參數,為開發運動防護服裝提供理論依據。

3.1 理論依據

在運動過程中,骨骼及肌肉功能模型的研究比較成熟,是確定肌肉長度、肌肉拉力線、肌力臂、肌力矩、肌力等關鍵因素,但卻沒有明確指出骨骼及肌肉損傷的臨界值,建立外防護模型是解決該問題的關鍵途徑。

基于人體骨骼與肌肉的動力學模型,模擬在外部約束條件下骨骼和肌肉的變化,通過逆向動力學方程式和有限元模擬獲取相關參數,建立外防護機制,即防護模型;在外加反應實驗的作用下,明確服裝材料的性能與外防護模型之間的關系,為研制高質量的運動防護服裝、減少運動過程中骨骼及肌肉的損傷提供理論依據。

3.2 技術問題

(1)建立骨骼及肌肉的模型,需要運用動態捕捉系統捕捉關鍵點的運動信息,測量人體在空間的位置和方向,即人體骨骼、關節的運動軌跡。動態捕捉系統通常分類為 3類:機械式、電磁式和光學式,價格不菲。

(2)結合人體運動軌跡的數據,通過人體建模仿真軟件進行模擬,并推導出骨骼及肌肉的最優化的防護機制。

(3)通過實驗驗證分析,明確防護模型與服裝面料的性能特征之間的關系,為研發防護性能最優的服裝提供依據。

3.3 研究方案

針對一項具體的運動,主要研究內容有以下幾個方面:

(1)運用動態捕捉系統捕捉人體關鍵部位的空間運動軌跡;

(2)借助人體建模仿真軟件,將空間運動軌跡的數據轉化為生物力學參數,如各關節的位移、速度、加速度及肌肉長度、肌力臂、肌力矩等,進而計算出有關人體防護力學參數;

(3)基于骨骼及肌肉模型,運用逆向動力學的方法,建立人體外部防護機制;

(4)根據各種服裝材料的性能,通過有限元的模擬,確定材料的性能與防護模型相互之間的關系,獲取防護服裝所需的防護參數;

(5)人體建模仿真軟件對所獲取的服裝防護參數進行模擬,以進一步獲得最優防護的服裝。

技術路線如圖 1 所示。

4 結語

運動損傷常常給運動員、體育愛好者、老人、小孩等帶來意想不到的身體傷害,然而,傳統的防護服裝基本上從服裝的舒適性角度進行研究,通過改變面料的特性來達到服裝的防濕透氣、吸濕排汗等,或從服裝的結構設計出發,改變服裝衣下間隙、開口特征等來提高服裝的著裝舒適性。國外對于運動防護服及裝備的研究則比較深入,從人體的頭部到腳的各個器官都配有特定的防護用具,所以基于運動生物力學研究防護服裝必將是未來的研究熱門。

外防護模型的建立是運動生物力學應用到服裝領域的關鍵,也是制約防護服裝研發的主要因素。防護模型的研究處于起步階段,只有建立起防護模型,才能進一步明確服裝材料與防護力學參數之間的相互轉化關系,也為研制減少運動損傷的運動裝備奠定技術基礎。

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