把握特点 让开放性试题不再“任性”

孙国亮

开放性试题是指题设条件不确定、解题方法多样或答案不唯一的题目。这类试题有助于培养同学们的发散思维能力、创新意识，能体现对学科核心素养的考查，但恰恰是由于试题的多样化、不确定性的“任性”呈现，让很多同学感觉难以捉摸，新“课标”确定了以核心素养为导向的课程目标，与之相对应的是，初中学业水平考试物理学科命题趋势将发生变化。考试内容不会局限于教材，探究性、开放性试题将适当增加，开放性物理试题大致可分为四种类型。即条件开放型、过程开放型、结论开放型和综合开放型。

条件开放型

条件开放型试题的特点是题设中有隐含条件或不指明所要求解的问题，同学们解这类试题的基本思路就是从题设人手。寻找题中包含的有用信息或隐含条件，变换角度，创设情境。从而使解题过程具有开放性。

例1 在高速公路上，甲、乙两辆汽车匀速同向行驶，以甲车为参照物。乙车向西运动，如果以地面为参照物，那么乙车向______运动，且v乙______v甲。

解析：此题是运动相对性问题。同学们认真审题会发现本题所需的关键条件。以地面为参照物时，甲车运动方向不确定。因此有下面两种可能情况。

（1）以地面为参照物，如果甲车向西运动，由于两车同向匀速行驶，那么乙车也是向西运动的，根据“以甲车为参照物。乙车向西运动”可知，v乙>v甲。

（2）以地面为参照物，如果甲车向东运动，由于两车同向匀速行驶。那么乙车也是向东运动的。根据“以甲车为参照物。乙车向西运动”可知，v乙

答案：西 >（或填“东”“<“）

过程开放型

过程开放型试题的特点是条件、结论都一定，解题过程或策略开放。一题多解及开放设计性实验属于这类题。此类题目一般是策略开放，思路不唯一，进而步骤、过程都不唯一。开放设计性实验有时连实验条件都不唯一，需同学们白行选定器材，再根据题目需要设计实验步骤，完成指定的设计性实验。

例2 声音要在介质中才能传播。空气可以传播声音。请你设计一个简易实验。证明液体也能传播声音，请写出实验所需要的器材、实验步骤及实验现象与结论。要求设计的实验具有可操作性，且符合安全原則。

解析：这是一道方法和过程均开放的试题。我们可以从以下方面找实例：①教材中，将要上钩的鱼会被岸上的说话声或脚步声吓跑；②实际生活中，运动员在水中游泳时可以听到教练的哨子声，以上实例说明，液体能传播声音，结合教材中“真空罩中的闹钟”实验，适当理顺、扩展。就可以变成一个具备可操作性的实验。

答案：实验器材：闹钟、可密封的塑料袋、装满水的塑料盆。

实验步骤：先用塑料袋将正在发声的闹钟密封起来，然后将其浸没在装满水的塑料盆中。

实验现象与结论：若仍能听到声音，则说明水（液体）能传播声音；若不能听到声音，则说明水（液体）不能传播声音。

结论开放型

结论开放型题目的特点是条件一定，结论多种多样，根据试题提供的信息，从不同的方向分析会有不同的结论，可以激发同学们思考的积极性，利于培养同学们的学习主动性和创造性。同学们解答此类题时要在符合要求的结论中选择最有把握的结论作为答案。

例3 （2023·云南）我国自主研制的“奋斗者号”载人潜水器在马里亚纳海沟成功完成了万米级海试，潜水器配备了先进的声学系统，声学系统由母船部分和潜水器本体部分组成，为“奋斗者号”实现了水声通信、精细探测和定位导航。

水声通信是“奋斗者号”与母船之间唯一的沟通方式。因为可见光和电磁波在海水中传播时衰减很快，也无法通过一根连接母船的线缆来进行通信，所以科学家为“奋斗者号”量身定制了一套数字水声通信系统，如图1所示，它将语言、文字等信息编码调制后，通过换能器进行发射和接收，实现数据交换，准确高效地把所有的关键数据与母船进行交换。

精细探测为“奋斗者号”在水下航行和作业提供了安全保障。尽管马里亚纳海沟两侧都是非常陡峭的海山，但是“奋斗者号”安装有前视成像声呐设备，可对前方海山的距离和轮廓进行实时探测，帮助它精准避开障碍物。

定位导航使“奋斗者号”水下作业精准高效，由于水下没有卫星定位，必须使用声学定位。下潜之前，科学家通过设备的标定实验，使声学系统可以输出精确的前向速度、侧向速度等关键数据，再将定位与多普勒测速仪、惯性导航设备进行组合来导航，这样就能实现万米海底“大海捞针”。“奋斗者号”利用定位导航功能仅半小时就收回了之前在海底布放的一些目标物。

（1）因为可见光和电磁波在海水中传播时衰减很快，所以______是“奋斗者号”与母船之间唯一的沟通方式。

（2）前视成像声呐设备能发出______（填“超声波”或“次声波”），让潜水器在漆黑的万米深海中精准避障，这说明声音能传递（填“信息”或“能量”）。

（3）请写出“奋斗者号”声学系统的一个优点：______。

解析：本题的第（3）问为结论开放型试题。同学们可以在阅读题干信息时变换角度思考，寻找其中蕴涵的物理相关内容，从多个方面回答，例如，可以结合“奋斗者号”声学系统在使用过程中的便利性，得出“使用灵活、方便”；可以从通信距离方面考虑，得出“通信距离远”；还可以从工作效果方面考虑，得出“探测精准、高效”等。

答案：（1）水声通信 （2）超声波 信息 （3）略（参考解析）。

综合开放型

综合开放型题目的特点是，有多种条件，有多样解题策略，结论也不唯一，这类试题有利于发展同学们的个性和发散思维能力。