开放物理新题型探究(新课标初中物理教案)

初中物理开放性题型探究
广州市萝岗区九佛第二中学林燚燚
内容摘要：
本文针对近年来物理中考出现的开放性题型，对其进行分成四类：方法开放型、答案开放型、过程开放型和条件开放型，对每类题型进行分析，探究其解题方法，使学生更进一步了解开放性题型，从而提高他们的解题能力。

关键词：
开放思维能力分析
近年来中考物理出现了一种新的题型——开放性题型。

它比条件完备、过程具体、方法确定、结论明确的传统题型更能反映学生的基本知识和基本技能的掌握程度以及学生的智力和能力水平，这类题型比传统题型的盲目多练或单调的重复更能保持学习的兴趣和注意，更能较好地培养和考查学生的逻辑思维能力、发散思维能力、抽象思维能力、灵活运用知识和迁移知识的能力，符合素质教育的要求。

因此，开放性题型是近年来各地中考物理的热点题型。

开放性物理新题型从命题的要素和题目的组织结构上分析，我认为大致可分为以下几种形式。

一、方法开放型
方法开放型是指题目的解题方法不是唯一的，是开放性物理新题型最常见的一种形式，它的侧重点在于考查学生提出问题的能力。

提出问题的能力是一种非常重要的能力。

求解此类问题时要善于针对问题情况多层次、多角度地提出问题，思维要开阔，要具有发散性，从而培养学生的分析、判断能力和灵活运用知识的能力。

例1：有一件标称纯金的工艺品，其质量是100克，体积是6厘米3，请你用两种方法判断它是否用纯金（不含有其他常见金属）制成的？（ρ金=19.3×103千克/米3）分析：一般来说，一题多解的题目，题目中涉及多少个物理量，解题方法往往便至少就有多少种，故本题共有三种解法。

方法一：比较质量，根据m=ρv计算出纯金工艺品的质量，把这个质量和工艺品的实际质量进行比较，计算出来的质量等于100克，就是纯金制成的，否则就不是纯金。

方法二：比较体积，根据v=m/ρ计算出纯金工艺品的体积，把这个体积和工艺品的实际体积进行比较，计算出来的体积等于6厘米3，就是纯金制成的，否则就不是纯金。

方法三：比较密度，根据ρ= m/v 计算出纯金工艺品的密度，把这个密度和金的实际密度进行比较，计算出来的密度等于19.3×103千克/米3，就是纯金制成的，否则就不是纯金。

二、答案开放型
答案开放型是指题目的答案是不唯一的或不确定的，它的侧重点在于考查学生全面分析问题的思维能力。

它要求学生在透彻分析的基础上，大胆猜想，充分利用发散思维和抽象思维去寻求可能的结果或结论。

便于培养学生思维的全面性。

例2、以乙车为参照物，甲车向东行驶，如果以地面为参照物，甲、乙两车的运动情况可能是怎样的？
分析：本题可转化为乙车上的乘客看见甲车向东行驶这一具体的物理情景来进行猜想，共有五种可能。

1、甲、乙两车均向东行驶，且V 甲>V 乙
2、甲车向东行驶，车静止。

3、甲车向东行驶，乙车向西行驶。

4、甲车静止，乙车向西行驶。

5、甲、乙两车均向西行驶，且V 甲<V 乙
三、过程开放型
过程开放型是指题目的物理过程存在多种可能性。

它要求
学生能对可能存在的不同物理过程利用发生思维和逻辑思维的便于培养学生思维的敏捷性和严密性。

例3：图中，虚线框内有两个阻值相等的电阻R 1、R 2和
一个开关S 1，现使开关S 1闭合时，电流表的示数增加0.2
安，电路的总功率增加1.6瓦，请画出两种可能的连接
电路图，并分别计算电源电压U 和电阻R 1、R 2的值。

（
1）、画电路图1和计算。

（2）、画电路图2和计算。

分析：首先虚线内有两个电阻和一个开关，开关可能
与电阻串联，也可能与电阻并联。

当开关与电阻串联时，
开关断开，电阻开路，开关闭合，电阻通路；当开关
与电阻并联时，开关断开，电阻通路，开关闭合，电
阻短路。

所以虚线框内两个电阻的连接可能是串联、
或单个（另一个电阻被开关开路或短路）。

其次开关闭
合时电流表的示数和电路的总功率增加，说明电路的总
电阻变小。

结合上述两个方面及串并联电路和电路总电
阻的特点可判断开关闭合前后，虚框内电阻的连接情况
可能是：1、串联——并联，2、串联——单个（开关闭
合后，另一个电阻被并联开关短路），3、单个——并联
（开关闭合前，另一个电阻被串联开关开路）。

而通过
一个开关实际无法实现串联——并联的变换，所以虚线
框内电阻和的开关连接情况如图2、图3
例4：甲、乙两实心物体的密度之比为ρ甲：ρ乙=2 ：3，体积之比为V甲：V乙=2 ：1，放入水中静止后浮力之比可能为多少？
分析：本题中ρ甲、ρ乙与ρ水的关系不明确，所以放入水中后的物理过程存在多种可能性：
1、ρ甲<ρ乙<ρ水，即甲、乙两物体均在水中漂浮。

2、ρ甲<ρ乙＝ρ水，即甲在水中漂浮，乙在水中悬浮。

3、ρ水<ρ甲<ρ乙，即甲、乙两物体均在水中下沉。

4、ρ水＝ρ甲<ρ乙，即甲在水中悬浮，乙在水中下沉。

5、ρ甲<ρ水<ρ乙，即甲在水中漂浮，乙在水中下沉。

因为漂浮和悬浮时Ｆ浮＝Ｇ物，所以１、２两种情况的浮力相同，４、５两种情况的浮力也相同，故本题的答案共有三种可能。

根据阿基米德原理和物体的浮沉条件可分别解得：Ｆ甲浮：Ｆ乙浮＝４：３或２ρ甲：ρ水或２：１。

如果甲、乙两物体可能是空心物体，情况就更多了。

四、条件开放型
条件开放型是指对题目的条件在一定的基础上进行横向或纵向的拓展延伸。

它要求学生能利用横向思维和逆向思维区分不同条件下的异同点，能对知识进行综合的运用和灵活的迁移，进而作出准确的判断或计算。

便于培养和提高学生思维的灵活性和灵活的应变能力。

例5：某电热饮水器上有Ａ、Ｂ两根电热丝。

将两根电热丝串联接在电源上，２０分钟可将饮水器中的水加热至沸腾；若将Ａ单独接在同一电源上，同样使初温和质量相同的水加热至沸腾，需要多久时间？（不计热量损失）
分析：本题应抓住两个隐含条件和串并联电路关系来确定解题依据。

首先，同一壶水，
不管采用何种方式加热，把水煮开水所需吸收的热量是相等的，所以总的解题依据是：ＱＡ＝ＱＢ＝Ｑ串。

其次，因电源电压不变，根据焦耳定律的变形公式，上式可变为：
Ｕ2·t A/R A = U2·t串/R串= U2·t B/R B，再根据串并联电路总电阻的关系，上式又可变为：t A/R A = t串/R串= t B/R B，代入题目条件即可解得结果。

例6：１、一冰块漂浮在烧杯的水面上，水未溢出，当冰块熔化后，烧杯中的水面如何变化？
２、若冰块漂浮在盐水中，则当冰块熔化后液面如何变化？
３、若冰块漂浮在密度为ρ＝０.９５×１０3千克/米3的油中，则当冰块熔化后液面如何变化？
４、若冰块内包含有一木块，则当冰块熔化后水面如何变化？
５、若冰块内包含有一石块，则当冰块熔化后水面如何变化？
６、若冰块内包含有一气泡，则当冰块熔化后水面如何变化？
分析：本题的有关条件灵活多变，应综合利用阿基米德原理和物体的浮沉条件以及物态变化的知识进行分析判断。

1、据阿基米德原理和物体的浮沉条件以及物态变化的知识可推断出冰块浸在水中的体积与冰块熔化后变成水的体积相等，故水面高度不变。

2、ρ盐水>ρ水，根据阿基米德原理和物体的浮沉条件可知，在浮力相同时，冰块浸在盐水中的体积比浸在水中的体积小，所以冰块熔化后盐水的液面升高。

3、与问题２相反，因ρ油＜ρ水，根据阿基米德原理和物体的浮沉条件可知，在浮力相同时，冰块浸在油中的体积比浸在水中的体积大，所以冰块熔化后油的液面降低。

4、冰块熔化前石块与冰块一起漂浮，冰块熔化后石块下沉，即石块受到的浮力要减小，结合问题1可知，冰块熔化后水面要降低。

5、熔化前木块与冰块一起漂浮，冰块熔化后木块仍然漂浮，即木块受到的浮力不变，结合问题1可知，冰块熔化后水面高度不变。

6、泡质量可忽略不计，故与问题1相同，冰块熔化后水面高度不变。

当然，上述有关开放性物理新题型的分类及思维能力的要求是为了分析讲的，实际的开放性题目可以是以上各种类型的综合。

因此，总体来说，开放性物理新题型是指相对传统的题型而言条件多变、过程复杂、方法灵活、结果多样的对各种思维能力要求较高的物理新题型。

参考文献：
1、苏文华、刘朝霞编著，初中物理典型题选，广东科技出版社（2004年1月）
2、皮连生主编，学与教的心理学，华东师范大学出版社（2005年9月）。