摘 要: 本文先是提出开放性物理问题, 接着针对一些具体教例, 来谈论开放性物理问题的设计, 最后结合教学实践, 阐述开放性物理问题的教学策略。
关键词：开放性物理问题 设计 策略 探究 合作
一、开放性物理问题提出的背景
我国加入 WTO 日益临近之时, 我们的教育会以自信态度、饱满热情迎应随之而来的机遇与挑战, 这般情况下, 学校应提供何种教育呢? 这不得不引发广大教育工作者深层次思考。基于 WTO 的三大原则, 我们要充分认识到学校教育应体现主体性, 必须不断适应变化, 汲取外部能量, 追求持续发展, 还要考虑学生差异, 使全体学生都在原有基础上有所发展。然而, 纵览物理教育的实际状况, “重视形式、重视验证、重视书面、重视记忆”这样的现象依旧在持续, 学科中心的课程体系以及过多的限制性问题的反复演练, 在一定程度上对学生的探究活动以及创新精神造成了抑制, 对全体学生的发展不利, 对学生的全面发展不利, 对学生主动学习能力的发展不利,对发挥学生的个性特长不利, 对学生的可持续发展更是不利。
鉴于这样的情况, 教育部考试中心在对题型功能以及题型改革展开研究时, 已极为高度地关注发挥非选择题所具有的作用, 强调答案的多样性质, 鼓励考生从多个角度、多个侧面、多个层次去回答问题。教育部在关于2000年中考改革的指导意见里也明确地指出, 理科考试应当适当地增加开放性题目, 鼓励学生提出自身的见解。因此, 引入更多开放性问题, 这体现了考试改革方向, 引入更多探究性问题, 这也体现了考试改革方向, 且引入更多开放性和探究性问题, 能逐渐改变传统物理课堂教学模式, 在这一改变过程中, 学生能在解决问题时感受乐趣, 学生能在解决问题时探求知识, 还能激发求知欲, 进而逐步培养学生开放化的全球意识, 逐步培养学生主动创新的能力。
二、开放性物理问题的设计
那个被称作E1的, 在实验桌上存在着装有开水的保温瓶, 也有一只杯子, 还有一张纸。要用这些东西设计如下三个小实验, 其一为惯性实验, 其二是证明大气压存在的实验, 其三是光的折射实验, 这是1999年全国初中物理知识竞赛的试题。
E2: 如图1那样呈现, 试着依据一张一名宇航员处于地球外层空间且呈现“漂浮”状态的照片, 去提出和物理存在关联的问题。（来自2000年全国高考试题）
首先问E3, 在进行“研究凸透镜成象规律”这个实验时, 某同学先把凸透镜固定在了光具座上, 接着将光屏放置在了凸透镜的一侧, 同时又把点燃的蜡烛放置在了凸透镜的另一侧, 如果此后他在光具座上无论怎样左右移动光屏, 却都没办法在光屏上呈现出烛焰的象, 那么可能会存在哪几种原因呢? （这是2000年苏州市中考试题）
E4：尽可能多的写出辨别电源正负极的方法；
将铅笔、图钉用于自制简易密度计, 用其去测量家里食用油的密度、家食盐盐水的密度、家黄酒的密度、家酱油等液体的密度。
在呈现于图2当中样子的那电路内, R1与R2是处于并联状态的, 已知电阻R1里面有着的电流量是I1等于3安, 你要再补充一个条件, 关于此条件的数据由你自行确定, 不过不能与已有的类似或等同, 接着去求取电阻R2的电功率的大小。
①补充条件 ，计算： 。
②补充条件初中物理一题多解第一考试网，计算： 。
③补充条件初中物理一题多解，计算： 。
有一个石蜡块, 其形状不规则, 现今要去测出它的那个密度, 但是在身旁那儿呢没有天平, 并且也没有量筒, 只有俩能够把石蜡块放进去的杯子, 以及一根是自行车胎气门芯所用的细长橡皮管, 另外还有一桶水和一根大头针, 请你进行一个实验设计, 从而测出这块石蜡块的密度。
1、在物理问题里, 所关联的情境, 对于学生而言, 并非全然崭新, 学生凭借现有的知识以及经验, 能够针对问题阐述自身的见解, 不同能力水准的学生, 能够发表各自层次相异、知识范围有别的看法。像问题E1的设计, 是借助旧题重新组合打造而成的, 这样的形式致使每一个学生都能够设计出一些解决的方案。
2. 关联生产生活实际情况, 问题的背景务必要尽可能地关联真实的物理现象以及生产、生活实际情形, 以使不同学力的学生能够寻觅到知识的切入点, 进而为他们搭建知识的平台。就像问题E2便要求学生能够从照片里提供的情景与学生已所拥有的物理知识构建起联想, 通过多渠道去检索信息, 从中找寻出有意义、具价值的问题, 举例来说: 此宇航员是不是受到地球引力的作用? 此宇航员受力是不是平衡的? 宇航员背后的天空为何是黑暗的? 宇航员是怎样进行信息交流的? 他们是如何开展日常生活的? ［2］
3.不局限于教材, 开放性物理问题, 能够是对于实验、图表、模型、装置以及自然现象的认识, 还能够提出相关的建议以及方案。像是问题E3专门考查了学生对于实验的理解程度以及理解层次。依据现有教材的内容或者改变某些习题的结构能够形成开放性问题。比如问题E4是对原有限制性习题放宽条件之后所得到的条件开放题, 问题E5则是直接借助教材中的演示实验形成的过程开放题。
4.具有条件不确定的情况, 给出的答案不只会有一种类型。它是专为检验出学生综合运用物理知识去对物理问题予以解决而设计的开放类型题目, 处于所求问题呈现多元状态的情景里, 重点致力于分类的思想、演绎性的推理、向外发散的思维的训练。就像问题E6, 它存在条件不完整的状况, 答案并非固定不变, 要求学生展开正向的思维以及逆向的思维, 进行横向方面的比较分析以及纵向方面的假设计算, 演算过程虽说简单, 然而其实需要具备扎实并且全面的基本功。
5.要编制那种设计性实验, 设计性实验就是要求学生依据设计性题目里的实验目的, 以及器材（这个器材也能够不给学生）, 还有要求, 去推证相关的实验原理, 并且提出符合设计要求的某种设想, 接着确定实验的方案和方法, 再拟定实验步骤, 最后分析实验结果。就好比问题E7 , 不是用课内学习过的器材去完成, 而是用课外的器材（也就是细长的橡皮管）来做, 而且所采用的方法是教材中没有涉及到的数液滴法来完成。［3］。
三、开放性物理问题的教学策略
1.把握开放性问题教学的最佳时机
不能简单地用开放性物理问题取代常规性练习, 它这种问题模式的解决离不开基本的物理规律, 离不开计算技能, 也离不开逻辑推理能力, 所以两种问题模式若交替使用, 会起到互相弥补的功效。当学习材料含有开放性的要素处于刚好适于创设开放的问题情境的状态, 或者是以讨论的方式去把物理知识通过学习学到手时, 就可以考虑引入开放性问题。比如在学习“重力”这一节内容的时候, 或者是学习“摩擦力”这一节内容的时候, 能够引入如“假如地球上没有重力、摩擦力那么会有哪些现象发生? ”类似于这样的开放性问题。原本就拥有知识的学生, 能够凭借自身自觉性去运用, 充分把想象力施展出来, 进而让课堂之内的知识朝着课堂之外进行拓展。
在一个单元的教学进程里面, 不适宜一下子集中去涉及开放性的问题, 比如说, 在“阿基米德原理”这一章节的教学期间, 如果要求学生去构思出不一样的实验以此来证实这个定律, 不光会凭借人力去打造出课堂教学探究方面的空白状态, 并且还会致使知识点呈现出罗列以及堆积的情形, 缺少系统性, 使得学生没有办法从整体上去把控, 进而增添学生们的学习负担。除此之外, 开放性问题应当在日常的教学实践过程当中予以渗透, 没必要为了应对考试而去搞题海战术！
2.让所有学生参与问题解决的全过程
就问题E1而言, 学生能够从物理现象、规律、性质以及生活常识等诸多方面展开思考, 并且每一个小实验还能够找寻出若干种设计途径。针对光的折射实验, 同学们设计出了一些极为简便易行的小实验。比如说, 往茶杯里倒入水之后, 杯底看上去变浅了；把手放在有水的茶杯后面, 看起来变粗了。有的实验, 是课本, 上实验的, “拷贝品”, 比如说, 一张纸托住, 一茶杯水的, 实验, 而部分同学, 有所创新, 像把茶杯, 先放在干燥的, 桌面上, 比较容易拿起, 而再把茶杯, 放在一滩水上, 括号里是杯底放出空气泡, 之后去竖直拿起茶杯, 就会感到, 非常吃力。
3.在问题解决过程中进行科学方法训练
过程开放题常常借助“现象——整理——实证——发展”这种思维模式来达成探究过程, 如在问题E4方面, 于课堂之上我们留意到这般的现象: 通电螺线管作用于小磁针, 电流方向会对小磁针的偏转方向产生影响, 整理: 凭借小磁针的偏转, 我们能够运用右手螺旋定则去判别电源的正负极。实证: 针对一个正负极模糊的铅蓄电池展开实际操作。发展: 把鉴别电源正负极的其他一些方法予以对比。关于（见表一）中的另外一事, 即同E5这种类型问题的改进操作, 能够引领学生往生活实际实现广泛连接, 不但可以让学生增添动手的机会, 而且还能使学生充分体会到科学研究当中所蕴含的乐趣以及科学方法所展现出的魅力。
4.在开放性教学中培养学生的合作精神
开放性物理问题的教学营造出了交流、讨论的民主性氛围, 展现出教师跟学生之间、学生与学生之间积极探究时那种平等参与的关系。教师如同学生一般进入问题情境, 充当相应角色, 参与小组讨论, 摇身成为学生的高级合作伙伴, 还鼓励学生去提出各种有可能的假设, 给出互相的评论以及补充, 由此展开交流和比较。
【表一】
方法
所需器材
操作的简要步骤
辨别电池正负极的方法
电流表、定值电阻、开关各一只、导线若干
将电流表、定值电阻、开关与电池组成串联电路
闭合开关, 要是指针出现正偏的情况, 那么和它正接线柱相连接的那个极就是电池的正极。
电压表、开关各一只、导线若干
将电压表、开关与电池组成串联电路
把开关闭合, 要是电压表指针朝着正方向偏转, 那么和它正接线柱相连接的那一个极就是电池的正极。
开关一只、碳棒两根、盛有适量硫酸铜溶液的烧杯一只、导线若干
把两根碳棒插入到烧杯里面, 且这两根碳棒不相互接触, 然后把这样的一个装置和开关、电池组合成为串联电路。
将开关闭合, 让其通电持续一段时间, 此时一碳棒上面出现了红色的铜, 那么与这个碳棒相连的那一个极就是电池的负极。
玩具电动机、开关、已知正负极的电池组各一个、导线若干
把电动机, 与开关, 和已知正负极的电池组, 或者与待测电池组, 分别组成串联电路。
使用已知的电池来提供电力, 将开关闭合, 以此确定电动机的转动方向, 再换用等待检测的电池来供电, 把开关闭合, 要是电动机的转动方向没有改变, 那么等待检测的电池的极性与已知电池的极性是一致的。
定值电阻（阻值较大）、开关、发光二极管各一个、导线若干
定值电阻、开关、发光二极管与电池组成串联电路
把开关闭合, 要是发光二极管出现发光的情况即正向导通状, 那么和二极管正向连接着的那一极就是电池的正极。
阴阳电极一对、烧杯、水、开关一只、导线若干
将电极插入烧杯里的水中，将电极、开关、与电池组成串联电路
闭合开关, 电极为阴极其中产生较多氢气, 与这阴极相连的电池那一极是负极。