物理开放性试题解法初探.doc

物理开放性试题解法初探 赵静琳 山东省平阴县第四中学 250400 开放性试题是指试题允许、倡导并鼓励答案多元不唯一的一种试题方式，所涉及的往往是基础性、多样化和综合性的知识，主要考查学生理解、分析和综合能力。物理开放性试题有条件开放试题、结论开放试题、条件和结论同时开放的综合性开放试题三种基本形式。现将我在教育教学过程中遇到的开放性试题三例示例如下：1、 条件开放性试题条件开放性试题的特征是题干所给的条件比较宽泛，应试者根据题目隐含的信息进行分析、理解、设计，从而自己分析出解决问题的方法。一般而言，这种开放性试题的答案指向比较明确，结论开放程度不明显。例：宁夏回族自治区中考试题：有两根长度、粗细、外表颜色都差不多的金属棒，一根是铝的，一根是铁的。请你根据它们的理化性质，用尽可能多的各种类的不同方法把它们区分开来，简述使用方法要点。（5分）答：方法1： 方法2： 方法3： 方法4： 方法5： 方法6： 方法7： 方法8： 评分说明：本题考查学生的发散思维水平，计分公式如下： 式中a表示方法类别，如“密度类比较法”，“材料强度类比较法”，“电阻类比较法”。b表示方法种数，如密度比较类的比较方法有“测量密度法”、“重量比较法”、“质量比较法”三种。取值范围：（1）a、b、f取整数，且ba （2）0f5 （如果大于5，取5）分析：本题目的明确，要求学生将两金属棒区分开来，但是没有过多的条件限制，从题目中不难看出，只要达到区分的目的，学生可以采用任何可行的方法，可以选用任意的器材，属于条件开放性试题。 解题指导： 本题从物理的角度来看，有下面五类解法：第一类：密度大小比较法1、 测量密度法：分别测出两种金属棒的密度，密度大的是铁棒2、 重量比较法：用弹簧秤分别测出两金属棒的重量，较重的是铁棒3、 质量比较法：将金属棒分别放在天平的两盘上，质量大的是铁棒第二类：材料强度类比较法1、 弯折法：较易被弯折变形的是铝棒2、 敲击法：用铁锥或其它硬物体敲击，易敲扁的是铝棒3、 切割法：用钢丝钳剪切，易剪断的是铝棒第三类：电阻比较法：取相同长度、横截面积的两种金属，测其电阻大小，电阻小的是铝棒第四类：磁铁吸引比较法：能被磁铁吸引的是铁棒第五类：导热性能比较法：导热性能好的是铝棒学生解答示例：（1） 测量密度，大的是铁（2） 用手掂重量，重的是铁（3） 分别放在天平上测其质量，质量大的是铁（4） 用手弯曲两金属棒，易弯的是铝（5） 长度、横截面积相同，测其电阻，电阻小的是铝学生解答中，（1）、（2）、（3）方法均属于“密度大小比较法”；（4）属于“材料强度比较法”；（5）属于“电阻比较法”。可见，学生共用了5种方法，即b=5，5种方法分属于三类，a=3，代入公式得f=3，即该生该题得3分。 这种试题是给定学生考察的目的，来让学生探求满足要求的方法和条件，主要考查学生的基础知识掌握的程度、归纳推理能力和发散思维能力。2、 结论开放性试题 没有确定答案的开放性试题为结论开放题，该类题目的答案不是唯一的，而且任何一种答案都符合并满足试题的要求。例：某大型仓库有前后两个门，现有电铃、灯泡各一个，开关两个，导线若干。请你根据所学的知识，帮助值班人员设计出守门电路。要求：能让值班人员知道是前门来人还是后门来人。分析：在本题中，条件是限定不可变的，但是答案却是多元的。我们可以考虑用现有的灯泡的亮暗与否以及电铃有无声响来区分前后门来人。 试题解答： 设计方案一：设计的电路图如图1所示，将电铃和灯泡分别安装在两条支路上，前后门各安装一个开关S1 、S2。工作原理为：当前门来人按下开关S1时，电铃发声，此时灯不发光，值班室人员知道前门来人；若后门来人按下开关S2时，电灯发光而电铃不响，值班人员知道是后门来人。设计方案二：用电灯发光和电铃发声表示前门来人，仅有电铃发声表示后门来人。电路设计如图2所示，将电铃安装在干路上，而电灯安装在前门的支路上，前后门各安装一个开关S1、S2。工作原理为：当前门来人按下开关S1时，灯发光同时电铃响，若后门来人按下开关S2时，只有电铃响而灯不亮。设计方案三：用电灯发光表示前门人，用电铃发声和电灯发光表示后门来人。电路设计如图3示：将电灯安装在干路上，而电铃安装在后门的支路上，前后门各装一开关S1 、S2，工作原理为：当前门来人按开关S1时，电灯发光而电铃不响，若后门来人按下开关S2时，电灯发光的同时电铃响。3、综合开放试题既没有确定答案形式又没有确定设问形式的开放性试题为条件和结论的综合性开放试题。该类试题要求应试者能够自己整合解题需要的条件，再由题干的指向原则分析解决问题。由于此类题目没有固定的条件，所以没有固定的答案。例：2003年6月1日，三峡库区正式蓄水，6月2日文物工作者还在加紧库区的文物挖掘和搬迁工作，一位工作者发现了一古代的小酒杯，请你自选器材，自行设计一个实验测定小酒杯的密度（小酒杯可以放入量筒中），要求写出实验步骤以及相应的数学表达式（改编自湖北黄冈中考试题）分析：本题没有给定条件，要求自选器材，所以得出的方法也就比较多，导致没有固定答案，故本题属于条件和结论均开放的综合开放试题。例解：方法一：器材：天平、量筒、水步骤：天平称出小酒杯的质量m用量筒装适量的水，记下水的体积V1把小酒杯放入量筒，记下此时体积V2，则小酒杯的体积为V杯=V2-V1计算小酒杯的密度=方法二：器材：弹簧测力计、量筒、细线、水步骤：把小酒杯用细线悬于弹簧测力计下，称出其重量G，则m=用量筒装适量的水，记下水的体积V1，把小酒杯放入量筒，记下此时体积V2，则小酒杯的体积为V=V2-V1，小酒杯的密度方法三：器材：弹簧测力计，细线，水步骤：把小酒杯用细线悬于弹簧测力计下，测出起重量G，把酒杯浸没于水中，用弹簧测力计测出此时小酒杯的视重G1，根据阿基米德原理有： 得 小酒杯的密度为：方法四：器材：量筒，水银，细针步骤：用量筒装适量水银，记录水银的体积为V1，把小酒杯放入量筒中，酒杯处于漂浮状态，记下此时的体积，则用细针将小酒杯全部压入水银中，记录水银的体积为V3，则小酒杯的体积为根据受力平衡： 即 代入得小酒杯的密度为：由上例可知，综合性开放试题，只给出题目的要求和目的，解题的策略与结论都要求应试者自行设定与寻找，这样的问题其条件解题策略以及解答都是开放性的。从以上三例分析解答过程中，我们可以看出，解答开放性试题关键要做到以下几点：1、看清题目要求，读懂题意。读懂题意是解答问题的前提，否则解题不是无从下手，就是徒劳无功。读懂题意包括两层含义：一是读懂试题要求，要求应试者用什么方法解答什么问题；二是读懂试题所给的材料包含的关键性物理信息。2、带着问题，回扣教材。开放性试题的命题依据及答案取向是以教材为基础的，解答开放题必须回归教材，回归教材就是以问题为中心向教材求索，找出解答问题的“知识支点”，并组织答案。3、发散思考，灵活创新。正确运用发散思维是解答开放性试题最为重要的思维武器，如果没有多角度思考问题的方式，灵活多变的解题方法，就有遗漏答案的可能，但需要指出的是，“多角度”不是“任意角度”，一定要紧扣“符合题目要