基于問題解決的初中物理教學設計

四川省成都市雙流中學實驗學校 何 鐵 王春艷

基于問題解決的物理教學要把跟學生生活聯(lián)系密切的問題、社會熱點中的物理問題、現(xiàn)代科技成果等有實踐情境的教學內(nèi)容引進物理課堂；創(chuàng)設真實情境，并通過對真實情境的思維加工來建立物理概念；用物理規(guī)律分析和解決真實情境中的問題。本文將以筆者參加全國第六屆中學物理名師賽執(zhí)教的課題“平面鏡成像”為例，通過創(chuàng)設真實的問題情境有目的地提出一系列不同類型的問題或任務，引導學生主動發(fā)現(xiàn)、積極探索、實踐體驗、解決問題，幫助他們深層次理解并掌握和平面鏡成像相關的物理觀念和物理規(guī)律，實現(xiàn)從能力到品格的整體發(fā)展，從而落實物理課程核心素養(yǎng)的育人策略。

一、教材分析

“平面鏡成像”是教科版物理八年級上冊第四章“在光的世界里”第三節(jié)的內(nèi)容，前面學了光的直線傳播（涉及與本節(jié)內(nèi)容相關的小孔成像）和光的反射規(guī)律，平面鏡成像是光的反射定律的應用。從物理方法上講，學生還要學會用“等效替代法”來比較像和物的大小關系，其探究思想和方法又是后續(xù)學習凸透鏡成像規(guī)律和其他物理規(guī)律的基礎。

二、學情分析

（一）學生的年齡特點和認知特點

八年級的學生正處在青少年時期，具有強烈的好奇心，較強的觀察能力。通過八年級（上）前幾章物理的學習，學生已經(jīng)具備初步的實驗探究能力以及基本的物理研究方法，正處于抽象思維能力發(fā)展的最佳時期。

（二）在學習本課之前具備的基本知識和技能

學生具備“物與像”的生活體驗，如照鏡子、河水“倒映”岸上的景物等有關事例，但并不明白其中的道理。能正確掌握使用刻度尺有關知識，具備一定的實驗探究能力、邏輯思維能力，數(shù)學中學過軸對稱的概念。

三、教學目標

（1）通過列舉實例，能說出生活中平面鏡成像的現(xiàn)象。（2）通過實驗，探究并了解平面鏡成像時像與物的關系。（3）通過實驗探究平面鏡成像時像與物的關系，初步了解實像和虛像的區(qū)別。通過折紙體驗，了解平面鏡成像原理。（4）通過了解平面鏡的應用，能聯(lián)系生活實際，提高將科學技術應用于日常生活、社會實踐的意識，增強學習物理的動機和社會責任感。

四、教學重點、難點及突破策略

1.教學重點：平面鏡成像的規(guī)律

突破策略：學生通過照鏡子等體驗做出猜想，教師引導對問題猜想進行歸類，以確定探究的核心問題。教師搭建腳手架，引導學生討論設計可行的實驗方案，并利用自制教具，引導學生合作完成實驗探究。利用實驗觀察到的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù)、作圖痕跡，總結(jié)歸納出像和物關于鏡面對稱的結(jié)論。

2.教學難點：（1）探究實驗的設計；（2）虛像的理解。

突破策略：設計實驗，引導學生比較同桌兩個人手的大小，進行方法遷移，能不能借用重合的方法比較像與物的大小。教師演示無法通過移動像和物進行重合比較，進而讓學生自然想到借用“替身”來比較像與物大小。接著讓學生上臺嘗試用替身來比較像物大小，結(jié)果失敗，引出新問題，并提出用玻璃板代替平面鏡的方案，由此“等效替代”的研究方法自然在學生頭腦中自主構(gòu)建。

五、教學設計思路

本節(jié)課設計的總體思路是，創(chuàng)設情境引入新課，認識平面鏡成像現(xiàn)象，搭建科學探究的“腳手架”，引導學生探究平面鏡成像規(guī)律。通過追問，引發(fā)學生對平面鏡成像原理的深度思考。最后挑戰(zhàn)高階任務，引導學生進行知識的創(chuàng)新與遷移，使其在探究活動中了解過程和方法，構(gòu)建平面鏡成像的認知規(guī)律，同時在挑戰(zhàn)中體驗學習的快樂。

六、教學流程

教學環(huán)節(jié)1：新課導入。

教師活動：展示神秘透明金字塔，演示“佩珀爾幻象”。提問：你觀察到了什么，對此有什么疑問嗎？

設計意圖：創(chuàng)設情境，設置懸念激發(fā)學習興趣。

教學環(huán)節(jié)2：平面鏡成像現(xiàn)象教學。

教師活動：利用LED燈演示平面鏡成像現(xiàn)象，提問：（1）你看到了什么？（2）除了平面鏡能成像，你還觀察到生活中哪些物體能成像？

設計意圖：幫助學生建立平面鏡成像的概念模型。

教學環(huán)節(jié)3：平面鏡成像規(guī)律教學。

任務1：照鏡子猜想像和物的關系。

教師活動：創(chuàng)設問題情境，引導猜想。幫助學生歸納整理確定核心問題：（1）像和物的大小關系。（2）像和物的位置關系。

設計意圖：聚焦本節(jié)課的核心問題，讓學生明白本節(jié)課的學習任務。

任務2：設計方案探究像和物的大小關系和位置關系。

教師活動：提問：（1）如何比較像和物的大小關系？（2）如何確定像的位置？

引導：如何比較同桌兩個人的手掌大小？指導學生將“替身”放到鏡子后面比較大小，提問如何解決看不到替身的問題。

設計意圖：搭建腳手架，引導學生突破“比較像物大小，確定像的位置”難點，增強自信。讓學生理解等效替代法的概念，滲透物理方法的學習。

任務3：合作探究像和物的關系。

教師活動：給出實驗器材，交代實驗注意事項。巡視指導學生探究，拍照留證據(jù)。

設計意圖：讓學生明白實驗目的和注意事項，提高探究效率。學會合作，體驗探究的樂趣，解決本堂課的核心問題。

任務4：探究平面鏡成實像還是虛像。

教師活動：播放課件并提問：對比小孔成像，你覺得平面鏡成像成的是實像還是虛像，如何探究？

設計意圖：從已知到未知，建立虛像和實像的概念。

任務5：正確找出人物模型在鏡子中的像。

教師活動：演示像和物對折后重合。提問像和物的關系。

設計意圖：檢驗學生的學習效果。幫助學生發(fā)現(xiàn)并建立像物對稱的模型。

教學環(huán)節(jié)4：平面鏡成像原理教學。

教師活動：提問：平面鏡為什么可以成像而且成的是虛像？

折紙演示平面鏡成像原理。

設計意圖：突破虛像及成像難點的教學。

教學環(huán)節(jié)5：平面鏡成像規(guī)律的應用。

教師活動：引導用物象對稱解決問題。

任務6：讓水平方向的物體AB通過平面鏡所成的像A′B′在豎直方向。

設計意圖：遷移創(chuàng)新，培養(yǎng)動手能力，促進對像物對稱的理解，為解釋金字塔之謎搭建腳手架。

教學環(huán)節(jié)6：課堂小結(jié)

教師活動：解釋透明金字塔成像的奧秘，揭示佩珀幻象的物理原理。

設計意圖：從物理走向社會，培養(yǎng)學生知識的遷移與創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和科學精神，讓學生學會反思。

七、結(jié)語

本節(jié)課整合豐富的教學資源，為學生創(chuàng)設學習情境，激起學生的欲望，引導學生感悟科學的奧妙。將前沿的偽全息技術引入課堂，引導學生關注“STSE”（科學、技術、社會、環(huán)境），讓學生親身經(jīng)歷科技改變生活，并能運用所學知識去做出解釋，培育學生科學態(tài)度與責任素養(yǎng)。