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系密切的問題、社會熱點中的物理問題、現代科技成果等有實踐情境的教學內容引進物理課堂；創設真實情境，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教的課題“平面鏡成像”為例，通過創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，引導學生主動發現、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律，實現從能力到品格的整體發展，從而落實物理課程核心素養的育人策略。

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”第三節的內容，前面學了光的直線傳播（涉及與本節內容相關的小孔成像）和光的反射規律，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學習凸透鏡成像規律和其他物理規律的基礎。

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象和記錄的數據、作圖痕跡，總結歸納出像和物關于鏡面對稱的結論。

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建。

五、教學設計思路

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

六、教學流程

教學環節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：創設情境，設置懸念激發學習興趣。

教學環節2：平面鏡成像現象教學。

教師活動：利用LED燈演示平面鏡成像現象，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。

教學環節3：平面鏡成像規律教學。

任務1：照鏡子猜想像和物的關系。

教師活動：創設問題情境，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：聚焦本節課的核心問題，讓學生明白本節課的學習任務。

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??？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。

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。幫助學生發現并建立像物對稱的模型。

教學環節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。

教學環節5：平面鏡成像規律的應用。

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：遷移創新，培養動手能力，促進對像物對稱的理解，為解釋金字塔之謎搭建腳手架。

教學環節6：課堂小結

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，培養學生知識的遷移與創新能力，培養學生的科學態度和科學精神，讓學生學會反思。

七、結語

本節課整合豐富的教學資源，為學生創設學習情境，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、環境），讓學生親身經歷科技改變生活，并能運用所學知識去做出解釋，培育學生科學態度與責任素養。