物理开放性试题题型分类及应考策略

物理开放性试题题型分类及应考策略罗英一．总论“开放”是相对“封闭”而言的，传统的物理题条件完备，结论确定，解题策略单一，这类习题常称为封闭题，它的要求一般就是要找出其确定的答案。与此相反，题目条件不确定，求解问题不指明，解答方法不唯一，答案形式多样化的这类题，我们称之为“开放题”。开放性试题的基本特征：题目条件不确定，求解问题不指明，解答方法不唯一，答案形式多样化，因而对应有：条件开放，过程(策略)开放，结论开放三种形式的试题。开放性试题是以多端性、变通性、独特性为特点的创造性思维方法，能较好地培养学生发散思维能力，考查学生的分析能力以及综合运用知识的解题能力，同时又考查了学生实验操作能力和语言表达能力。学生在解题中要对问题从不同角度进行探索，从不同层面进行分析，从正反两极进行比较，克服思维定势，避免思维僵化和单一，从而有助于对问题的全面深刻认识，处理方法灵活多样，在求知中产生创新和突破。开放性试题具有将命题思路从单向封闭转向多维开放，给予学生选择和展示的空间，鼓励学生敢想敢做，激活学习的能动性，启迪思维的广阔性，培养学生创新精神的功能。二．题型形式分类说明1.条件开放：过程、结果一定，不同的条件可达到同一结果例1.如图１所示电路，把两个金属夹子夹在哪个物体的两端，闭合开关后小灯泡能发光A.铁钉B.塑料尺C.橡皮D.玻璃棒例2.要使光的传播方向发生如图2-1所示的改变，里面可能是平面镜、凸透镜、凹透镜，你认为图示方框内放置的光学元件是（）A．一定是平面镜B．一定是凸透镜C．只有平面镜或凸透镜D．平面镜、凸透镜、凹透镜均可本题考查可改变光路的镜子，不能认为只能是凸透镜，因镜子的位置没有固定，所以有多种可能，如图2-2所示。图1图2-1图2－2图42.过程（策略）开放；条件、结果都一定，解题过程开放，一题多解及少数设计性实验属于这种例3.给你一只量筒、一把刻度尺和适量的水，请你设计一个实验，估测一块橡皮泥的密度。要求：（１）写出实验步骤及需要测量哪些物理量；（２）导出用所测量的量表示的橡皮泥密度的数学表达式。本题需要测量的物理量：mV其中V可用量筒测定（排水法（V2－V1），也可用刻度尺测量（橡皮泥可压成长方体）；质量可用浮力的知识来间接测量:m橡皮泥＝m排水＝ρ水（V3－V1）V1为量筒中有部分水时的示数，V2为橡皮泥沉在水中时的示数，V3为橡皮泥(使它变成锅状)浮在水面上时的量筒示数则ρ橡皮泥＝ρ水（V3－V1）/（V2－V1）3.结果开放：条件一定，结果多种多样例4.如图3，某同学10s内将矿井里质量为32kg的物体提升4m．根据题给条件，请你计算出与本题相关的5个物理量，要求写出简要说明和结果．（g取10N／kg）可求出：G物，V物，ρ物，W有，W总，W额，P有，P总，v人，等等例5.如图4所示，体积为1.0×10-3m3的正方体木块，其下表面距水面0.06m，请你根据所学的力学知识，计算出与木块有关的三个物理量.（g取10N/kg）（1）.（2）.（3）.可求出：Ｐ下表面，Ｆ下表面＝Ｇ木＝Ｆ浮，m木，ρ木图3图5AR1R2S例6.如图5所示，R1为10Ω的定值电阻，电源电压为6V，开关闭合电流表示数为0.3A，通电5min。请你根据这些条件，求出与电阻R2有关的四个电学量。(答案略)本类试题结论不是唯一的，答案形式多样化，试题让学生直接参与设计问题，而且试题情景有广阔的质疑问题的天地，学生提出问题的过程就是创造过程，这个过程本身就蕴藏着创造思维的火花。4.开放性实验设计题：一般是策略性开放，思路不唯一，进而步骤、过程都不统一，有时实验条件都不统一，而是由你自行选定器材，完成指定的设计性实验。例7.若给你一个空墨水瓶、一个大玻璃杯、一块海棉、一些水、细沙、瓷盆,那么你能否将上述物品进行巧妙组合去探究某些物理规律或演示某些物理现象.如:(1)探究“压力的作用效果跟什么因素有关?”时,你可以选择___________________;(2)演示“物体浮沉现象”时,你可以选择：____________________;(3)进行“重力势能”的有关探究时,你可以选择：______________________。答案：⑴空墨水瓶、海棉、细沙⑵空墨水瓶、大玻璃杯、水、细沙⑶空墨水瓶、细沙、瓷盆例8.小明同学要检验“液体内部同一深度向各个方向的压强相等”这一观点.请你帮他设计一个实验，说明这一观点的正确性.(1)写出所需的器材;(2)写出主要的实验步骤;(3)设计一个记录实验数据的表格.写出你在这一实验中所应用的一种科学方法本题注意设计的实验是证明同一深度液体向各方向压强相等，实验时除“方向”不同外，其他因素都相同，也就是要用到控制变量法；另外在实验步骤中，不能得出“题中观点”是一定正确的，应该有若干种可能，叙述上用“如果得出p1=p2，则证明题中观点是正确的，如果得出p1=p2，则证明题中观点不正确”。答案略例9.请你利用一瓶矿泉水，设计两个不同的物理实验，并完成下表。操作方法实验现象物理知识示例将矿泉水瓶举起后松手瓶落下重力方向竖直向下实验一实验二条件一定，过程、结果开放。可以根据不同的物理原理设计不同的物理实验（答案略）三．复习方向认真分析典型的开放性试题，培养学生的相关意识分析近几年中考试卷不难发现，随着新课改的实施和深入，我省及各地都在加大开放性试题的比例。从题型上分析，这类试题有新颖的，更多的是在现有的传统题型上进行改进创新，即所谓老题新做。并不是说开放即“新”，是从未见过的题目。因此，教师不能在追求“新”字的时候把基本的东西、现有的传统题型丢掉，关键还在于如何在现有的传统题型中增加情境创设，加以改进和创新。下面从考查的内容角度来审视，开放性试题主要考查学生下列意识，教师在平时教学、复习时，应注意对学生这些意识的培养。（一）、培养学生的问题意识对于过去单纯的解题意识而言，具有问题意识是一种思维上的超越，培养这种意识更有利于培养学生的思考习惯和探索意识，对于学生今后的学习和发展都有良性影响。例10.你一定有过这样的操作：将一块木块慢慢地按入水中……你的手有何感觉？请就这一现象提出一个值得探究问题：_____________________。答案：水对木块的浮力与什么因素有关？木块对水有压力吗？例11.自行车是多数中学生最常用的交通工具,回想一下你骑自行车时的情景.请提出2个你能回答且与物理有关的问题,并用你学过的物理知识解答之.例:问题:走在前面的行人为什么能听到自行车的铃声?答:车铃振动发出的声音可以在空气中传播,传到行人的耳内,行人就听到了铃声.(1)问题1:__________________________答:____________________.(2)问题2:____________________________.答:____________________.答案：为什么刹车时，用力越大，车子刹的效果越好？因为刹车越用力，摩擦力越大；为什么在下坡时，不踩自行车，车速也会越来越快？因为下坡时，重力势能转化为动能，质量又不变，所以速度就加快了。图6例12.根据图6所示的两车及车速表，编一道物理习题，然后再求解出来.(可补充条件)答案：摩托车的速度是汽车的几倍？行驶1h后，摩托车比汽车的路程多多少公里？两地相距260km.请问摩托车与汽车同时出发，摩托车比汽车快多久到达目的地？例13.仔细观察图7甲、乙两幅漫画，根据你所学过的有关机械运动和参照物的知识，至少提出两个相关的问题.相对小树而言，兔子是运动的吗？如果说兔子运动的，那么它的参照物是谁呢？例14.下面是一道电学计算题，后半部分还没有编写完整，请你续编。要求：（1）条件要充分，表达要准确。（2）必须提出三个不同的问题。（3）不要求写出解题过程和最后答案。（题目）：在一份关于电烙铁的说明书上印有如右表所示的表格，求：答案：（1）电烙铁正常工作的电流;（2）电烙铁正常工作的电阻;（3）电烙铁正常工作10min时所消耗的电能.例15.一个正方形铁块，体积是10-3m3。（1）铁块的质量是多少？（2）请再增加一些条件，编写出一道力学计算题，并求解。（已知铁的密度是7.9×103kg/m3）提示：可求（1）它有多重呢？将它放在水平桌面上，对桌面压强有多大呢？（2）将它完全浸在水中，所受浮力是多少？此类题都是实际学习、生活中经常遇到的情境，要求学生根据生活、学习时的经验来设计问题。这类题的解题关键是：提问要讲究方法。首先提问要切中题意，其次提问质量要高一些，不能太浅.最后，提出的问题须自己能够解答，才算是成功的.昌九牌电烙铁额定电压/V220频率/Hz50额定功率/W30甲乙图7（二）、培养学生的评估意识有些试题主要针对学生的学科知识、科学态度、科学方法进行考查。试题可以来源于课本，利用现成的结论进行验证性评估；还可以来源于生产、生活实际，通过所学知识进行探究性评估。试题立足于教材，立意新但不难于教材。例16.某同学在研究电磁铁的磁性强弱与线圈匝数关系时认为，将两个线圈匝数不同的电磁铁并联在电源两端，由于两电磁铁两端电压相同，因此通过它们的电流就相同，这样就保持了电流相同，从而可以研究磁性与线圈匝数的关系。（两电磁铁线圈用相同的漆包线绕制而成）你认为该同学的想法正确吗？谈谈你的看法。若你要探究这一关系，你又会如何处理？答案：这位同学的想法不正确，因为线圈的匝数不同，则电阻值也会不同，在电压相同时，线圈中的电流就不会相同，这样探究的条件未确定，无法探究；应该让这两个线圈串联在同一电路中，可保证两线圈中的电流值是相同的.例17.某同学按图8电路连接，闭合开关后，发现电压表有示数而电流表无示数。请你对该同学的实验过程进行评估，分析出现这种情况的原因可能是：（1）_________________；（2）_____________________。学生对电路故障判断类题目有些畏惧，我们更应在这些方面加强训练，可在实验的基础上边实验边讲解。答案提示：（定值电阻断路）（电流表被短路）或是相关电路未接好，出现开路。例18.某同学利用滑轮组测得下表数据:物重G/N拉力F/N物体上升高度h/m绳上升高度S/m100250.52.0（1）这个同学拉物体过程中，做的有用功是多少？（2）做的总功是多少？（3）比较（1）（2）结果，你认为该同学测得的数据合理吗？若不合理，请你说说不合理的原因是什么？本题考查了学生对实验结果的科学性进行评估的能力，做实验重要，在实验基础上思考问题更重要。答案：（1）这个同学拉物体过程中，做的有用功是50J.（2）做的总功是50J.（解题过程略）图8ARSVR0图9（3）比较（1）（2）结果，你认为该同学测得的数据不合理，不合理的原因是这个机械没有一点额外功，它的效率为100%，这是不可能的。例19.我国经快速发展，很多厂商一改过去“酒香不怕巷子深”的观点，纷纷为自己的产品做广告，但有些广告制作却忽视了其中的科学性。如图9所示的两幅广告中各有一处科学性的错误，请你找出来并简要说明它违背了什么物理原理或规律。甲图的错误：_____________，它违背了______________；乙图的错误：_____________；违背了________________.这道试题的立意很新。新课程标准明确指出要“从生活走向物理，从物理走向社会”，要养成学生实事求是、尊重自然规律的科学态度，不迷信权威，具有判断大众媒体是否符合科学规律的初步意识.答案：甲图中壶口与壶中水面不相平，违背了连通器原理；乙图中的小勺水面内外的部分看起来没有偏折，违背了光的折射规律.（三）、培养学生的知识迁移、转换意识知识的迁移是创新意识的一种体现，开放性试题的立意往往比较新颖，思考问题时，有时直接去考虑是行不通的，这就需要发挥联想，需要进行知识间的迁移和转换。因此教学中在让学生掌握知识的同时，要注意引导学生发掘现象间、知识间的横向联系。例20.若导体失去了电阻，我们的生活将会发生那些变化？各写出一种可能发生的有利和不利的现象。提示：绝缘体消失了，全是超导体，有利的是远距离输送电的成本下