清華網(wǎng)絡(luò)課 “金哨”講球
世界杯前開課 吸引4500人報(bào)名 講解“香蕉球”原理 揭示“以弱勝?gòu)?qiáng)”規(guī)律
來源：法制晚報(bào) 2014-5-12 劉汨
距巴西世界杯開幕，只剩一個(gè)月的時(shí)間。比賽中，“圓月彎刀”似的“香蕉球”是怎么踢出來的？弱旅戰(zhàn)勝?gòu)?qiáng)隊(duì)有什么統(tǒng)計(jì)學(xué)依據(jù)？近日，清華大學(xué)開設(shè)一門名為《足球運(yùn)動(dòng)與科學(xué)》的網(wǎng)絡(luò)課程，請(qǐng)來“金哨”孫葆潔等專家，解答這些足球背后的科學(xué)問題，幫球迷更好地觀賞世界杯。
開課
4500人在線學(xué)球
今年是“世界杯年”，清華在線教育平臺(tái)“學(xué)堂在線”，推出了一門網(wǎng)絡(luò)課程《足球運(yùn)動(dòng)與科學(xué)》。參與授課的，有鼎鼎大名的“金哨”孫葆潔。這位昔日的著名裁判，另一個(gè)身份是清華大學(xué)體育部中國(guó)足球發(fā)展研究中心主任。
無論是清華學(xué)生，還是普通市民，均可登錄“學(xué)堂在線”平臺(tái)，免費(fèi)注冊(cè)學(xué)習(xí)這門《足球運(yùn)動(dòng)與科學(xué)》。課程包括足球技術(shù)、足球運(yùn)動(dòng)的物理規(guī)律、足球戰(zhàn)術(shù)、足球運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)學(xué)等內(nèi)容。據(jù)了解，目前已有約4500人在線學(xué)習(xí)該課程，全部修完共需16個(gè)學(xué)時(shí)。
“我們希望通過這門課程讓大家學(xué)習(xí)到足球技術(shù)，了解足球這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)的文化。”孫葆潔說，除他之外，課程制作團(tuán)隊(duì)成員還包括清華大學(xué)物理學(xué)、運(yùn)動(dòng)生理學(xué)和運(yùn)動(dòng)心理學(xué)等領(lǐng)域的教授和專家。
體驗(yàn)
視頻講解為主 課后要寫作業(yè)
今天上午，記者登錄清華大學(xué)“學(xué)堂在線”平臺(tái)，進(jìn)入《足球運(yùn)動(dòng)與科學(xué)》課程，看到視頻中多半是孫葆潔出鏡講解。身著運(yùn)動(dòng)服的“金哨”，一改往日?qǐng)?zhí)法比賽時(shí)的嚴(yán)肅表情，以輕松的語(yǔ)調(diào)講述著課程內(nèi)容。他還穿插著講一些自己吹罰比賽時(shí)的故事，以調(diào)節(jié)課堂氣氛。
記者注意到，《足球運(yùn)動(dòng)與科學(xué)》以視頻教學(xué)為主。除了老師的口述講解，還用到了不少多媒體技術(shù)。選用的比賽集錦，也多是曼聯(lián)、拜仁慕尼黑這些知名球隊(duì)的畫面。學(xué)生看完視頻后，還有課后作業(yè)要完成。不懂的問題，可以到討論區(qū)和老師、同學(xué)交流。
初衷
希望以科學(xué)的態(tài)度理解足球
授課教師除孫葆潔外，還有一位是來自清華大學(xué)物理系的葛惟昆教授。講課過程中，葛教授還自曝是多年的球迷，在年輕時(shí)踢過邊鋒的位置。“我和孫葆潔都是清華教工足球隊(duì)的隊(duì)員。”葛教授接受記者采訪時(shí)說。正是因?yàn)槠饺沾蠹覍?duì)足球運(yùn)動(dòng)的熱愛，萌發(fā)了制作《足球運(yùn)動(dòng)與科學(xué)》這門網(wǎng)絡(luò)課程的想法。
記者看到，葛教授主要負(fù)責(zé)講解足球運(yùn)動(dòng)背后的科學(xué)問題，如踢出“香蕉球”的物理學(xué)原理、弱旅勝?gòu)?qiáng)隊(duì)的統(tǒng)計(jì)學(xué)依據(jù)等內(nèi)容。“在比較感性的足球藝術(shù)中，加入這些科學(xué)內(nèi)容，也符合清華作為理工科強(qiáng)校的特點(diǎn)。”他說。
葛惟昆介紹，國(guó)外對(duì)于足球運(yùn)動(dòng)中科學(xué)原理的研究早已起步。“我2002年到訪英國(guó)時(shí)，就讀到了一本叫做《足球的科學(xué)》的書。”葛教授說，書中從數(shù)學(xué)、物理學(xué)、心理學(xué)和生理學(xué)的角度，系統(tǒng)介紹了足球運(yùn)動(dòng)的科學(xué)原理。
去年，葛教授領(lǐng)著清華物理系足球隊(duì)的幾名學(xué)生，用一年的時(shí)間將此書翻譯成中文。他告訴記者，此前參加的一次學(xué)術(shù)會(huì)議上，已經(jīng)有專家研究了C羅為什么能踢出詭異的“電梯球”，并撰寫了論文。“這是以一種嚴(yán)肅的科學(xué)研究態(tài)度，來對(duì)待足球了。”
“這兩年一直都在說足球職業(yè)化，但這不應(yīng)該只是針對(duì)聯(lián)賽的形式。”在葛惟昆看來，“職業(yè)化”的趨勢(shì)也包括以科學(xué)的態(tài)度，來理解、研究足球。“這不僅能幫助普通球迷加深對(duì)足球運(yùn)動(dòng)的理解，對(duì)這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)本身的發(fā)展，也是有好處的。”
講解
為什么能踢出“香蕉球”？
一道“圓月彎刀”似的弧線繞過人墻，皮球直掛球門死角。這一經(jīng)典鏡頭，經(jīng)常被足球場(chǎng)上的任意球大師們上演。葛教授在課程中解釋，“香蕉球”的出現(xiàn)，實(shí)際上與物理學(xué)中的“馬格努斯效應(yīng)”有關(guān)。
他解釋說，根據(jù)“馬格努斯效應(yīng)”，球被踢出后如果向右旋轉(zhuǎn)，就會(huì)受到側(cè)向的一個(gè)力。這時(shí)，球旋轉(zhuǎn)的矢量方向是向下的，速度的矢量方向是向前的。如果這兩個(gè)矢量差乘，就會(huì)有一個(gè)向右的附加力。也就是說，球向右旋轉(zhuǎn)，球的整體運(yùn)行軌跡就會(huì)向右旋轉(zhuǎn)，反之亦然。
此外，我們經(jīng)常在比賽中看到這樣的情況，“香蕉球”運(yùn)行過程中的前段，運(yùn)行軌跡更接近直線，后段開始急劇偏轉(zhuǎn)出弧線。葛教授解釋，根據(jù)“馬格努斯效應(yīng)”可以得出這樣一個(gè)公式：球運(yùn)行的偏轉(zhuǎn)角度＝空氣粘滯度×球的轉(zhuǎn)速×球的半徑×球運(yùn)行的距離÷4÷球速÷球的質(zhì)量。
從公式中可以看出，球速與球運(yùn)行的偏轉(zhuǎn)角度成反比，球速越慢，偏轉(zhuǎn)角度越大。“也就是說，球運(yùn)行過程中的前段，球速較快，偏轉(zhuǎn)不明顯。隨著球速衰減，在運(yùn)行的后段就會(huì)出現(xiàn)明顯的弧線。”葛教授說。
什么情況下弱隊(duì)贏面更大？
葛教授解釋，從統(tǒng)計(jì)學(xué)上來看，一支弱旅在球賽中能不能獲勝，跟比賽雙方全場(chǎng)總進(jìn)球數(shù)有關(guān)系。如果全場(chǎng)總進(jìn)數(shù)是奇數(shù)，弱隊(duì)贏球的概率是30%到35%。“全場(chǎng)只進(jìn)一個(gè)球，說明雙方可能都在強(qiáng)調(diào)防守。這一個(gè)球進(jìn)的偶然性就比較大，弱隊(duì)贏球的概率也較高。”葛教授說。
全場(chǎng)總進(jìn)球數(shù)是偶數(shù)時(shí)，如雙方共完成兩個(gè)進(jìn)球，比賽有接近一半的概率是兩隊(duì)打平。如果總進(jìn)球數(shù)是四個(gè)，雙方打平的概率依舊很高，接近百分之30%。“也不是說總進(jìn)球數(shù)是偶數(shù)時(shí)，弱隊(duì)一點(diǎn)贏球的機(jī)會(huì)都沒有。但肯定少于是奇數(shù)時(shí)，概率約為10%。”葛教授說。
此外，從統(tǒng)計(jì)學(xué)上看，雙方進(jìn)球總數(shù)越少，弱隊(duì)贏球的概率越高，反之則是強(qiáng)隊(duì)的贏面更大。
對(duì)話“金哨”
助球迷更好地觀賞世界杯
Fw：當(dāng)時(shí)為什么會(huì)想到開設(shè)《足球運(yùn)動(dòng)與科學(xué)》這門網(wǎng)絡(luò)課程？
孫：以前我也經(jīng)常在一些大學(xué)進(jìn)行和足球有關(guān)的講座，內(nèi)容有些就是現(xiàn)在課上講到的內(nèi)容。后來我們教工足球隊(duì)的一些老師，也認(rèn)為應(yīng)該把這些知識(shí)講給更多的人。這里也要感謝清華大學(xué)對(duì)足球運(yùn)動(dòng)的重視和支持，在這么多申請(qǐng)的課程中，選上這門課上“學(xué)堂在線”。
FW：前期準(zhǔn)備大概花了多長(zhǎng)時(shí)間？
孫：大概在10個(gè)多月前就開始準(zhǔn)備了，每天除了正常的上課，就是準(zhǔn)備這個(gè)網(wǎng)絡(luò)課程。那些用到的比賽畫面也都是我自己挑選剪輯出來的，包括后期的制作我也一直在跟。
FW：這種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的模式和您平時(shí)上課，感覺還是不一樣的吧？
孫：嗯，確實(shí)。這種網(wǎng)絡(luò)授課形式上可能更多樣，但相比傳統(tǒng)的體育課，可能參與度還不太夠。這也是我們之后要改進(jìn)的，爭(zhēng)取能在課后將大家約在一個(gè)地方，增加實(shí)際操作的機(jī)會(huì)。
FW：在課上，您還特意舉了一些自己以前做裁判時(shí)的例子。
孫：沒錯(cuò)，以前吹罰比賽時(shí)我都是實(shí)際參與這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)。那種運(yùn)動(dòng)員像風(fēng)一樣從未身邊跑過的感覺，真的很難忘卻。我甚至都能知道他們下一秒跑向哪兒。
FW：這可以看做您裁判生涯的一種延續(xù)么，或者說，以往主要負(fù)責(zé)執(zhí)法比賽，現(xiàn)在可以將更多的感受講出來？
孫：以前做裁判就是因?yàn)閷?duì)這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)的熱愛，想融入這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)在開這門課，希望幫助大家更好地理解足球，也是出于對(duì)這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)的熱愛。這兩種愛是一樣的。
FW：課程到何時(shí)結(jié)束，是否會(huì)加入與世界杯相關(guān)的內(nèi)容？
孫：目前，后面幾堂課還在修改中，如果近期足壇上有比較合適的例子，也會(huì)加進(jìn)去。我們計(jì)劃在5月底結(jié)課，定在這個(gè)時(shí)間，也是為了幫助球迷們更好地觀賞這屆世界杯。
