物理開放性題型的例析

   近年來，隨著物理課程標準和考試題型的改革，在物理試卷里出現了一類“答案不固定”、“條件不完備”、“解題方法不唯一”，以培養(yǎng)能力為宗旨的認知性物理問題——開放性試題。該類題通常給出一組信息，利用已學知識，進行整理和發(fā)現，提出符合科學事實的規(guī)律性的見解，將答案求出。下面例析幾類物理開放性試題。 
   一、發(fā)散式 
   發(fā)散式開放性試題的特點是思維的多向性，答案的多樣性。該類題主要考查學生靈活運用相關知識、分析、解決間題的創(chuàng)新能力。解題時要求學生在平時的學習中，要綜合運用知識，經常從不同角度思考問題，善于對某一現象做出多種解釋，學會靈活應變，培養(yǎng)聯想、發(fā)散思維能力和創(chuàng)新精神。 
   例1 簡要寫出粗略地測出一臺手扶拖拉機速度的方法。 
   解析 此題主要考查學生的發(fā)散思維能力和創(chuàng)新精神．題目中沒有給出器材，不少學生受思維定勢的影響，喜歡在給定器材的條件下依據器材再選擇方案，沒有想到此題的器材和方法都可以自定，擴大了解題空間．該題與實際聯系較密切，測量方法很多，答案不確定，有利于學生從不同角度自由想象、自由選擇．要想求出速度，必須設法測得距離和時間．首先，要確定測量標志．如先在公路上確定兩個明顯標志（大樹、房屋等）A、B，這樣時間和距離都統(tǒng)一到A、B之間．其次，要強調用什么工具、方法測出距離和時間．如：⑴用“走步”方法或用皮尺測得A、B間的距離s；⑵用手表或秒表測得拖拉機經過A、B的時間t；⑶最后說明如何求得拖拉機的速度，用公式v = s / t．只要符合題意的合理答案都可以． 
   二、遷移式 
   遷移式開放性試題的特點是新穎性和抽象性強．該類題主要考查學生閱讀理解能力、類比推理能力、知識遷移能力、邏輯思維能力和創(chuàng)新思維能力．解題時，必須抓住下列環(huán)節(jié)：首先沉著冷靜，認真審題，通過試題獲取信息；其次是結合加工處理信息，求同遷移為自已的知識；第三根據信息應變創(chuàng)新，將抽象問題具體化，把新知識或規(guī)律迅速遷移應用到新情境中去；最后規(guī)范表達． 
   例2 根據中國能源網（WWW.china5e.com）提供的資料：“隨著世界人口的增加和經濟的發(fā)展，人類對能源的需求日益增加，權威機構預測，到2020年全世界的能源需求將比1995年的能源需求增長一倍，如果這些能源全部使用化石燃料——煤、石油、天燃氣，到2020年，世界上就難以找到滿足100億人口的煤礦和油田可供開發(fā)了．”同學們，你們作為21世紀的建設者，如何解決人類將面臨的能源問題？除了煤、石油、天然氣以及水能等常規(guī)能源外，21世紀可以開發(fā)利用哪些新能源？結合國情提出你對我國能源開發(fā)利用的設想． 
   解析 此題要求學生按照“信息事實→總結歸納→設想同類事物”的科學思維過程，對解決能源危機的問題進行概括歸納，主要考查學生在閱讀中尋找信息和運用科學方法進行思維的能力．由于我國能源開發(fā)的設想可以從不同角度進行概括歸納，因此題目是開放的，答案不唯一。⑴節(jié)能、提高能源利用率和開發(fā)能源．⑵新能源：核能、太陽能、風能、地熱能、氫能、潮汐能、海洋能．⑶能結合實際、根據具體情況提出方案，設計合理、有創(chuàng)新、條理清楚的均可． 
   三、搜索式 
   搜索式開放性試題的特點是涉及面廣泛，解答時要從物理知識的整體范圍內立體搜索．該類題主要考查學生搜索整理知識、類比聯想、舉一反三的能力．解這類試題的關鍵在于平時要注重對知識的歸納積累以及掌握獲取物理知識過程中辯證思維的方法． 
   四、討論式 
   討論式開放性試題的特點是答案具有不確定性，隨條件或結果的變化有幾種可能性．該類題主要考查學生的綜合運用知識的能力，具有一定的研討性、靈活性、思維發(fā)散性等鮮明特征，是培養(yǎng)學生良好的解題能力、全面靈活運用知識能力的最好方法之一。解題時，要求綜合運用所學知識，通過全面分析，一一列出它們的可能性，再根據已知條件和所學物理知識進行檢驗，確定正確的結果． 
   例4 為了測定一小正方體木塊（不吸水）的密度，可供選用的實驗器材有：托盤天平（含砝碼）、量筒、刻度尺、大頭針、水．請你設計3種不同的實驗方案，只要求將每種方案所選用的器材填入下面的橫線上．方案⑴_______；方案⑵_______；方案⑶________。 
   解析 此題主要考查學生靈活運用知識的能力．解題時需綜合利用測量密度、浮力等知識來分析．測木塊的密度的基本思路是設法測得或求得體積和質量，體積可用刻度尺測量后進行計算而得出，或用排水法測得，也可借用量筒的刻度定性比較；質量可用托盤天平直接測得，或借助浮力知識求出重力后間接計算得出。以上這些測體積和質量的方法的不同組合可形成多種方案．⑴托盤天平、刻度尺．⑵托盤天平、量筒、水、大頭針．⑶量筒、水、大頭針．⑷量筒、刻度尺、水．⑸刻度尺、水．⑹量筒、水．

   認真學習開放性試題。