開放型實驗題,可以培養學生的創新能力,初步體現素質教育的要求。因此,在一些中考試卷中,出現了一批立意和情景新穎、耐入尋味的開放性試題,它們成為試卷中的亮點,格外引人注目。
物理開放型實驗題是指題設條件不確定、解題方法多樣化、答案不唯一的題目。這些試題或條件開放,或策略開放,或結論開放,或綜合開放,可謂千姿百態。通過求解這一類問題,可以激發學生的求知欲,提高學生學習興趣,考查學生的發散思維能力和創新能力。
開放型實驗題,一定要用開放性思維,對題目所給的條件、過程、結論,進行全面的分析。這類問題往往答案較多,要選擇簡單明了的答案進行回答,回答時要有清晰的邏輯并應使用準確的物理語言。
求解開放型實驗題,需要我們在日常生活中做個有心人,要靈活運用物理知識,挖掘題目中的隱含條件。這就需要我們抓住題目中的重點字句進行分析、推理、比較、聯想,結合概念、規律、現象、狀態、情境,圖形或圖像等方面加以理解。為加強同學們對這類試題的理解,現將它的幾種分類解析如下:
1 策略開放型
這種類型的試題要求學生根據題目所設條件和要求,尋找切合實際的多種解決問題的途徑,變學生的單向思維為多向思維,從而培養學生思維的靈活性、流暢性和廣闊性。
例1 給你一個透明玻璃杯、一支鉛筆、一塊塑料薄片,足夠多的自來水。請你選用這幾種器材,設計三個物理小試驗,并指出它所屬的物理現象或與之相關的物理知識(用文字說明)。
思路方法:本題為策略開放型試題,可以從光學、力學、聲學方面來考慮。
答案:(1)往杯子里裝水,然后把筆放到杯子后面,透過杯子發現鉛筆變粗了。這是光的折射現象。
(2)往杯子里裝水,然后把筆放進杯中,從旁邊看,鉛筆好象折斷了。這是光的折射現象。
(3)用筆尖和筆尾分別按到手指上,感覺到筆尖按下去更疼。說明壓力產生的效果與受力面積有關。
(4)把塑料薄片放在裝了水的玻璃底部,快速抽去塑料薄片,玻璃杯還留在原處。這是慣性現象。
(5)用塑料薄片把裝滿水的杯口完全覆蓋,然后把它倒過來,塑料薄片不會掉下來。證明大氣壓的存在。
(6)拿鉛筆敲打裝了水的玻璃杯,重敲比輕敲時水振動得更厲害,聽起來聲音更響。這說明聲音的響度與振幅有關。
2 條件開放型
這種類型的試題題目給出了部分條件及確定的結論,要求學生深入認識題中內部聯系,寫出能得到結論的一種條件。這類試題常以基礎知識為背景設計而成,主要考查學生的基礎知識掌握程度、歸納推理能力和逆向思維能力。
例2 2002年6月6日《海峽都市報》刊登了《貨車超限超載國道不堪重負》一文,報道了“104國道設計使用年限為15年以上,但才使用5年就大修,現已傷痕累累……”。有些運輸單位和個人只顧自己的利益,不顧國家利益,讓汽車成倍的超載是損壞路面的直接原因。請你運用所學知識解釋汽車嚴重超載加快路面損壞的原因(只需答出一種合理的原因即可)。
答案:下面給出主要的三種原因,
(1)力的作用效果會使物體形狀發生改變,汽車成倍超載,對地面壓力成倍增加,路面的形變加大,容易引起路面斷裂。
(2)車成倍超載,對地面壓力成倍增加,輪胎個數不變,接觸面積基本不變,根據壓強公式p=F/S可知,車對地面壓強成倍增加,對路面破壞加重。
(3)車輪與路面的粗糙程度不變,車成倍超載,對地面壓力成倍增加。路面受到的摩擦力也就成倍增加,導致路面磨損加快。
3 結論開放型
標準化答案會禁錮人的思維,導致學生無條件服從書本和答案,扼殺學生的創新精神。這類開放型試題從不同角度、不同層面去分析會有不同的答案。在教學中多設計—些答案開放的試題,能激發學生的思維,為教與學提供更大的空間,也可以培養學生學習的主動性和創造性。
例3 我國是一個水資源嚴重短缺的國家,節約用水應從我做起。請你就節水的有效做法提出兩條合理化建議。
答案:(1)用水后,及時關緊水龍頭;
(2)洗菜、洗臉多用盆;
(3)廢水拖地或沖廁;
(4)馬桶水箱體積小一些。
4 綜合開放型
這種類型的試題只給出一定情境,表現為條件、方法和結論開放的若干組合。要求學生在情境中自行設計相應的條件、方法和結論。
例4 給你兩個用絲線系著的吹足了氣的氣球,請你分別設計力學和電學小實驗各一個,并在下表1中簡要填寫出有關操作過程和實驗結論(即所能說明的物理知識)。

思路方法:本題為綜合開放型試題,試驗器材已確定,實驗目的及實驗方案完全開放。本題考查的是考生的實驗設計能力,要求考生具有扎實的基礎及綜合運用所學知識的能力,選擇最熟悉及最簡單的實驗方案解答,如表2所示。

誤解分析:有些同學審題不清,增加了部分器材,不合題意。
例5 在初中物理實驗中,常常用長方體木塊作為實驗器材來研究一些問題,現在請你以長方體木塊作為實驗器材之一,可以適當添加其他輔助器材,設計三個實驗來研究或說明相關的物理問題,并填入表3中。(力、熱,聲、光、電均可)

思路方法:本題不但結論開放,條件也有所開放,只是木塊為必備器材之—,同時它又是設計性實驗題。不過題材來自于平時的演示實驗,所以難度并不大。解決此類問題,要求我們平時留心觀察老師所做的演示實驗,準確把握實驗的意圖和原理。
答案,如下表4所示

誤解分析:有些同學把“研究或說明的物理問題”當作現象描述了,產生理解上的偏差,不能正確地表達現象反映的物理實質。如,添加小車做物體具有慣性的實驗時,在“研究或說明的物理問題”中,他們只是說木塊向前或向后倒下,未提及慣性問題。
(欄目編輯鄧 磊)