图源:FIFA
被判点球后C罗亲吻足球
他闭上双眼,深呼吸
然后助跑、果断起脚
皮球势大力沉直窜对方球门
图源:新华社
C罗也成为历史首位
连续五届世界杯取得进球的球员
大家观看比赛时有没有想过
在如此多的球类运动中
足球的球速是最快吗?
哪种球飞得最远?
球速之“王”竟然是它?
所有球类运动无非是用手、脚、球棒或球拍击打球,球的尺寸、形状和重量差异使得它们具有不同的速度以及运动轨迹。
那么问题来了,在这些球类运动中,速度最快的是哪种球?是令人热血沸腾的足球,是挥汗如雨的网球,还是快得看不清轨迹的乒乓球?
图源:摄图网
答案其实是外形最不像球的羽毛球。
目前吉尼斯官方认可的最快的羽毛球记录来自丹麦选手科丁,2017年1月10日,在印度羽毛球超级联赛上,科丁在正式比赛中杀出一记速度高达426 公里/小时(约118 m/s)的杀球。这意味着什么?这个记录中羽毛球的最高速度,比“复兴号”动车组列车最高运行时速(400公里/小时)还要快。
图源:Physics of ball sports各种球类运动的最高运动速度
羽毛球为什么能飞得那么快?原因其实并不复杂,主要是因为羽毛球比较轻(重量只有5克),并且球拍足够长(不超过680mm)。
图源:Annu. Rev. Fluid Mech 各种球的尺寸、重量及速度等基本参数
球体在空中的运动往往只受到空气阻力和重力的作用,它的速度一般只会逐渐减小(篮球等例外)。想要获得最快的运动速度,球体需要在离开运动员接触的瞬间获得最大的加速度。相对于网球、足球和其它球体,羽毛球非常轻,因此同等大小的力在它身上则会产生更大的加速度。
图源:Physics of ball sports 高尔夫球和羽毛球的挥拍动作
最能“飞”的球——高尔夫球
高尔夫球是飞得最远的球,单次击球可以移动200米以上,标准高尔夫球场,一般布置18个球洞,总长度要控制在6002~6400米,球场面积50~75公顷(1公顷=10000平方米),实际大小要根据球场的地形来确定。
不仅如此,高尔夫还走出了地球,成为了首个星际间的球类运动项目。1971年2月6日,执行阿波罗14号任务的宇航员艾伦·谢帕德(Alan Shepard)挥动球杆在月球上打起了高尔夫球,从而使他成为有史以来第一位,也是目前唯一一位在月亮上打过高尔夫球的人。
图源:NASA 正在月球打高尔夫球的宇航员艾伦
高尔夫球有一个让人大跌眼镜的现象:越是光滑的高尔夫球,越是飞不远。
我们都认为,球形是最完美的形体,表面越是光滑,则在飞行的过程中,球面与大气的摩擦就越少,同等用力的情况下,理应飞得越远。但是,高尔夫球不是这样。
图源:《高尔夫50年》高尔夫球的变迁
毛根海教授所著《奇妙的流体运动科学》一书中,有这么一个数据:同等条件下,布满小酒窝的高尔夫球,它在飞行中所受到的阻力只有光滑球的一半,而飞行距离是光滑球的5倍。物体在流体中运动时,前后压力差所带来的阻力就叫做“形状阻力”。现代核潜艇使用“水滴型”外形就是为了减少形状阻力。
图源:科普中国
如上图,顶部的垂直竖版,其形体阻力最大,原因是其后方的“低压区”面积最大,第二个球体的低压区有所减少,直至底部的水滴型,其形状阻力最小。通过流体力学实验,人们发现,光滑的与布满小酒窝的球相比,后者产生的低压区面积更少。球上的无数小酒窝,它可以起到让空气紧贴球面的作用,这使得平滑的气流能顺着球体表面延伸到更靠后的位置时才产生分离。
图片来自航空航天工程师Jeffrey A. Scott
最受欢迎的球类运动——足球
无论是从影响力、参与人数还是赛事热度来看,足球都是当之无愧的世界第一运动。不过今天既然讲到球速和形体阻力的问题,那么我们也一起来看看足球缝线对足球轨迹的影响。
图源:百度百科
普天同庆足球是2010年南非世界杯决赛阶段设计的新款足球,也是最近几届世界杯中,最饱受批评的一个足球。在它还刚刚面世时,生产厂家就宣传说:这个球只用了8块表皮就将足球拼接完成,完美地包住了内胆,这是史上最圆的足球。
然而,这颗球却是守门员的“噩梦”。空气动力学家梅塔博士提出,“粗糙度的大小,决定了出现‘蝴蝶球效应’的最佳临界速度是多少。”
蝴蝶球轨迹蝴蝶球指的是球在空中飞行时几乎没有旋转,从而导致它的飞行轨迹不可预测,守门员很难判断。蝴蝶球的原理是球表面上有缝线,在飞行过程中,气流经过缝线时,会产生更多湍流,由于左右不对称,湍流增加了球侧面的偏转力。尾流左右摇摆,飞行飘忽不定,如飞舞蝴蝶。
图源:中国科普博览常规足球通常将32块球面通过缝线拼合而成,缝线的总长度以及缝线的深度决定了足球的光滑度,缝线越多越粗糙。常规足球一般在48公里每小时球速时才会产生最大化的“蝴蝶球效应”。
而普天同庆足球,由于其总缝线长度很短,导致其成为当时最光滑的足球,经过空气动力学试验,人们发现,在80~88公里每小时球速时,普天同庆才会产生最大化的蝴蝶球效应,而80公里左右时速恰恰是射门,以及任意球的典型球速。
END
资料来源:央视科教、科普中国、中国科普博览、知乎
整理:董小娴
如何有效推进中高职一体化******
如何有效推进中高职一体化
——以工程造价专业为例
随着“一带一路”建设、装配式建筑的推进,工程造价咨询行业对拥有高素质、复合型、能适应数字技术的人才需求量呈现显著增长趋势。为此,笔者所在的浙江建设职业技术学院依托工程造价国家高水平专业群,开展浙江省工程造价专业中高职一体化培养研究与实践,探索省域工程造价专业人才培养新格局。
聚焦“适需+变革”,在焦点与难点上下功夫
首先,瞄准职业教育高质量发展焦点。实施中高职一体化贯通培养,能有效协调中、高职院校之间的关系,发挥中职教育基础性作用,促进中高等职业教育一体化发展,切实形成纵向贯通的现代职业教育体系,满足学生成长成才全面发展的需要。当前新一轮科技革命和产业变革深入发展,职业教育必须及时调整人才培养内容,传授符合经济产业发展所需的知识与技能,培养学生知识技能快速迁移等核心素养,服务普惠性人力资本提升。
其次,破解中高职一体化难点堵点。中高职一体化人才培养在浙江省已探索实践多年,但尚存在质量不高、效率较低、机制不畅等问题。为此,学校统筹全省工程造价领域行业企业、职业院校力量,以目标一致、协同发力取代不同主体、各自为政,破解协而不同之困;以行业指导、真实需求取代经验为主、闭门造车,破解定而不准之困;以标准引领、一体实施取代分层分段、衔接不畅,破解贯而不通之困;以一体设计、体系重构取代重复设置、效率低下,破解散而不全之困;以能力为本、综合评价取代分数至上、单一评价,破解偏而不全之困。
聚焦“转化+标准”,在能力与课程上下功夫
一是能力为本。遵循职业能力由低到高、由简单到复杂螺旋式发展的成长规律,采用“工作领域—工作模块—工作任务—职业能力—学习水平”的“五步”逐层推进分析法,实施工程造价职业能力分析,形成工程造价专业六大典型工作领域、13个工作模块、113个职业能力的能力结构。以能力体系为前提,将职业岗位向课程内涵过渡,分析职业能力在课程中的映射点,将职业对能力的要求映射至课程内容及要求,绘就能力课程转化导出图。
二是课程为重。贯通构建五年学制课程体系,设置公共基础课、专业核心课、专业拓展课、实践课程等。同时,紧紧抓住课程体系这一关键,统筹省域内开设工程造价专业中高职学校的教学现状,统筹中职学段、高职学段培养目标与过程,统一制定工程造价中高职一体贯通培养学制人才培养方案。
三是标准为要。整合全省工程造价领域政校行企资源,组织技术力量,以高质量为导向,系统制定了工程造价专业教学标准、课程标准、实训标准、师资标准、质量保障等一系列标准体系,涵盖专业人才培养全要求、全过程、全要素。
聚焦“成长+生态”,在育人与育才上下功夫
坚持学生为本,构建“144”育人体系。围绕学生一体化全面成长核心任务,实施定职业方向、定行动能力、定培养方案、定课程标准四大行动。彰显工程造价中高职贯通人才培养的一体性、实践性、连续性、进阶性四大特性。省域工程造价专业一体化系统育人功能更加清晰、课程体系更加优化、组织运行更加高效、相互衔接更加通畅、特色成效更加鲜明。
坚持立德树人,构建五大育才新生态。坚持德技并修,强化全员育人、全程育人、全方位育人,实施德智体美劳“五育”融合培养,构建合作育人新生态。坚持一体设计、衔接贯通、系统培养、螺旋递进、作用显著,构建课程改革新生态。组建教师发展成长共同体、构建教师同学共研好机制、实施互挂双聘多元交流好模式、实现校企融合校际融通好协同,形成中高职教师团队教研新生态。坚持统一标准、合作开发、创新形态、共享资源,打造教材资源新生态。以共建、共享、共赢、共发展为理念与路径,创新中高职院校一体化办学治理新生态。
聚焦“协同+共享”,在师资与保障上下功夫
赋能教师成长,组专业研学共同体。教师是教学实施的主体,中高职教师的成长是中高职一体化课改实施的有力保障。成立“浙江省工程造价专业教师研学共同体”,开展专业教学、专业建设等交流;通过“走出去挂职,引进来培训”方式,中高职学校每年互派教师挂职交流;开展行业最新技术、行业动态、职业教学成果的介绍和共享。
融合实训基地,设教学资源共享池。在工程造价实训基地建设中,引入多元社会资源,实现实训基地的共建共享。制定专业实训设备的建设标准,完善共建共享实训设备的政策制度和管理方法,明确合作院校之间权利和义务;整合实训基地的资源,完善共建共享运行平台,成立共建共享实训设备管理办公室,负责实训设备日常管理、教学、维护等工作。
聚焦“执行+评价”,在成效与质量上下功夫
创新“三教”改革,塑造智慧魅力课堂。教材是教学内容的主要载体和教学模式的重要支撑。工程造价专业强化深化职业教育教材建设,新教材以工程造价专业知识和技能为核心,遵循职业岗位工作过程,以实际工程项目、真实典型任务、模块为载体,根据工程造价产业动态进行优化。组织教师联合企业专家编写区域特色教材,将岗位能力、工作标准、技术规范等融入课程。组织中高职一体化教研活动,全面“上好一堂混合式教学课程、学好一门MOOC、评好一门标准化课程、组好一门个性化课程”,打造“五活五化”智慧魅力课堂。
关注学生成长,精准全程数字画像。设计开发学生智慧成长社区线上系统,从入学、就学到就业进行全生命周期管理,不但学生的德育养成、专业学习、实习实践等常规性规范性教育教学数据会被实时录入系统,学生在校园内参加讲座学习、接受各类培训、参加志愿服务等个性化信息行为数据,也会被智慧成长社区系统记录,毕业时生成一份个性化成长档案,构建全面独特的“数字画像”。该系统通过一体化培养路径,实现向中职校延伸,全面跟踪中职生的“五育”表现,为过程评价和升学就业提供参考依据。
中高职一体化贯通式培养高素质技术技能人才,肩负着培养大国工匠、能工巧匠、高技能人才的重任。必须因地制宜、按照专业特点、统筹省域学校与专业资源,方能有序高质量推动职业教育各阶段、各类型、各层次学校教育的纵向融通,切实增强职业教育适应性。
(作者:何辉,系浙江建设职业技术学院校长)
《中国教育报》2023年01月10日第7版
(文图:赵筱尘 巫邓炎)