曹燕

命題能力是每一個(gè)教師不可或缺的一項(xiàng)基本能力，開放性習(xí)題經(jīng)常出現(xiàn)在高中物理教學(xué)或測試中.開放性的習(xí)題，主要是指其問題的結(jié)果具有開放性，即正確答案不唯一、解題思路不唯一.相比于封閉性的習(xí)題，開放性習(xí)題拓寬了學(xué)生的思維空間，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自由發(fā)揮，有利于學(xué)生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)和學(xué)習(xí)潛力的發(fā)掘.開放性習(xí)題有諸多優(yōu)點(diǎn)，但其在教學(xué)過程中的一大缺陷是現(xiàn)成的習(xí)題資源太少.那么，如何根據(jù)教學(xué)的實(shí)際需要，進(jìn)行開放性習(xí)題的設(shè)計(jì)呢？筆者認(rèn)為可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行.

1 改編現(xiàn)有的封閉式習(xí)題，使其轉(zhuǎn)變?yōu)殚_放性習(xí)題

以往的物理習(xí)題因?yàn)檫^分重視學(xué)生答案的嚴(yán)密性和準(zhǔn)確性，往往將學(xué)生的思維限定在一個(gè)狹窄的空間中，束縛了他們能力的提升.這些現(xiàn)有的封閉性習(xí)題卻可作為習(xí)題改編的素材，大加利用.常見的改編手段可以是對問題的條件進(jìn)行補(bǔ)充或刪減，使問題更趨近一個(gè)原始化的物理問題，學(xué)生對此問題進(jìn)行處理時(shí)，必須對信息進(jìn)行篩選或進(jìn)行補(bǔ)充性的發(fā)掘，才能得到正確的思路，習(xí)題的開放性會明顯得到提升.

例題1 （原題）一只正方形導(dǎo)線框abcd的邊長已知為l，總電阻為R.現(xiàn)在將其放在光滑的水平桌面上，并提供水平初速度v讓其進(jìn)入一寬度為s（s>l）豎直向下的有界勻強(qiáng)磁場（如圖1所示），該磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.并且已知導(dǎo)線框的ab邊在進(jìn)入磁場瞬間時(shí)的感應(yīng)電流為I0，且導(dǎo)線框能完全穿過該有界磁場.請你定性畫出從線框剛進(jìn)入有界磁場開始起，線框中的電流i隨位置坐標(biāo)x變化的圖象.

本題如果刪掉條件“且導(dǎo)線框能完全穿過該有界磁場”，就被改編成一個(gè)開放性的問題.因?yàn)榫€框在出入磁場時(shí)會因?yàn)榘才嗔Φ淖饔?，?dǎo)致其減速運(yùn)動的發(fā)生，至于其速度是否會減小為零，就此停下，就需要學(xué)生打開思維了：有沒有穿出去？如果沒有穿出去，是在進(jìn)入時(shí)停下，還是在離開時(shí)停止運(yùn)動？學(xué)生在處理這個(gè)問題的過程中，就必須如抽絲剝繭般，認(rèn)清運(yùn)動的每一個(gè)細(xì)節(jié).由此可見，改編成開放性的題目之后，學(xué)生的思維空間明顯放大.

2 以物理實(shí)驗(yàn)為情境，設(shè)計(jì)開放性習(xí)題

實(shí)驗(yàn)是高中物理教學(xué)的重要組成之一，對其進(jìn)行考核時(shí)也有與之相對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)題.以往的實(shí)驗(yàn)題著重考核學(xué)生對實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等等記憶性或計(jì)算性內(nèi)容，從而很多教師完全從應(yīng)試出發(fā)，在教學(xué)中以“講”實(shí)驗(yàn)代替“做”實(shí)驗(yàn)，徹底偏離了物理實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)，不利于學(xué)生相關(guān)能力的養(yǎng)成.圍繞實(shí)驗(yàn)主題，設(shè)計(jì)開放性的物理習(xí)題不僅檢查學(xué)生對實(shí)驗(yàn)操作的熟悉程度，還可以考核學(xué)生從構(gòu)建實(shí)驗(yàn)思路，到實(shí)驗(yàn)器材選擇，再到實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)，以及相關(guān)數(shù)據(jù)的處理等多方面的能力.在平常的教學(xué)中，為學(xué)生提供開放性習(xí)題讓學(xué)生打開思維，選擇自己所熟悉的手段進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這也是創(chuàng)造性思維的培養(yǎng).例如，在恒定電流一章教學(xué)結(jié)束時(shí)，可安排這樣一道開放性實(shí)驗(yàn)題讓學(xué)生來處理.

例題2 現(xiàn)有一如圖2所示的電路，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，兩只燈泡均未成功亮起.現(xiàn)在已知電路故障的原因在于其中一只燈泡是壞的（僅憑肉眼區(qū)分不出）.現(xiàn)要求在不對電路進(jìn)行拆解，也無燈泡進(jìn)行更換的前提下，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案來判斷損壞的燈泡是L1還是L2.實(shí)驗(yàn)方案的描述必須包括：是否需要其他器材，選擇哪些器材以及相應(yīng)的操作方法和判斷的依據(jù).

本題是一道故障檢測的電學(xué)實(shí)驗(yàn)題，因?yàn)轭}目沒有限定器材的使用，因此學(xué)生解決問題的切入點(diǎn)有很多，但是看似簡單的問題背后，還暗藏玄機(jī).例如燈泡的規(guī)格和電源的電壓都具有未知性，因此作為實(shí)驗(yàn)題，學(xué)生就應(yīng)該全面考慮實(shí)際操作中可能遇到的問題.本來最簡單的思路是，用一個(gè)導(dǎo)線短接在某一燈泡的兩端，在閉合開關(guān)后觀察：如果另一燈泡的是亮的，則損壞燈泡必然是正被短路的那只燈泡；如果另一燈泡不亮，則結(jié)論相反.因?yàn)橹八鲱檻]，單個(gè)燈泡在電源作用下可能會超過負(fù)荷而損毀，開放性問題的解決就要求考慮問題要全面，因此本題的解決應(yīng)該換用別的思路：利用多用電表在開關(guān)閉合時(shí)測量每只燈泡的電壓；或者是在開關(guān)斷開時(shí)測量每只燈泡的電阻.當(dāng)然，被開放性習(xí)題打開思路的學(xué)生所提出的實(shí)驗(yàn)方案肯定不止上述兩種，思路靈活的他們會給我們帶來更多的驚喜.

3 從學(xué)生生活中選擇素材，設(shè)計(jì)開放性習(xí)題

學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)為他們的物理學(xué)習(xí)提供了最原始的感性素材，學(xué)生也習(xí)慣于用自己熟悉的視角觀察和學(xué)習(xí)物理.因此，從學(xué)生的生活來尋找素材，編制物理習(xí)題，一方面能發(fā)揮開放性習(xí)題的固有功能訓(xùn)練學(xué)生；另一方面更能引導(dǎo)學(xué)生用物理的眼光來審視身邊的世界，用物理的思維來處理身邊的問題，這會大幅度提升他們的物理學(xué)科素養(yǎng).例如，圍繞自行車可設(shè)計(jì)下面一道開放性習(xí)題.

例3 在環(huán)境問題日益嚴(yán)重、能源危機(jī)逐漸惡化的今天，綠色出行是緩解當(dāng)前城市交通壓力的最佳答案.自行車就是綠[JP2]色出行最主要的交通工具之一，請觀察它的結(jié)構(gòu)（如圖3所示）， 再回憶一下你的使用經(jīng)驗(yàn)，請自己設(shè)計(jì)兩個(gè)有關(guān)自行車的物理問題（可以是力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電學(xué)等范疇的[TP4GW55.TIF，Y#]問題，無需解答）：

例如，自行車擋泥板的安裝方位有什么講究？

問題1：

問題2：

此題一反常規(guī)，讓學(xué)生自我提問，其目的就是為了讓學(xué)生能從物理的角度來品味生活，大膽質(zhì)疑，雖然問題明確指出無需解答，但是學(xué)生好勝的心理會讓他們在提出問題后，自發(fā)地思考問題的處理思路，這實(shí)際上也提升他們的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動力.

從學(xué)生的生活尋找素材能夠有效激發(fā)學(xué)生物理學(xué)習(xí)的興趣，感受學(xué)習(xí)的價(jià)值感.例如，《探究閉合電路歐姆定律》這節(jié)課，在學(xué)生探究得到規(guī)律后，可以設(shè)置一個(gè)具有一定開放度的練習(xí)題.

例4 小張買了一只袖珍手電筒，用的是兩節(jié)新干電池，取出手電筒的小燈泡，發(fā)現(xiàn)上面標(biāo)有“2.5 V，0.3 A”字樣，小張認(rèn)為產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員的意圖是使小燈泡在這兩節(jié)干電池的供電下正常發(fā)光，由此推算出了這兩節(jié)干電池的內(nèi)阻，如果小張的推斷正確，那該電池組的內(nèi)阻是多少？

當(dāng)然，開放性習(xí)題編寫的有關(guān)方法和技巧還需要我們在高中物理的教學(xué)實(shí)踐進(jìn)一步的發(fā)掘、歸納和完善，將高質(zhì)量的開放性物理習(xí)題呈現(xiàn)在學(xué)生面前，將更加完美地體現(xiàn)物理教育的本質(zhì)，當(dāng)然也會是物理新課程理念的一次成功詮釋.