社会和经济发展的信息化和全球化趋势，对人的创新精神培养和创造型人才的成长，提出了前所未有的紧迫要求．改变封闭的、脱离现实生活，偏重知识传授的倾向，构建一种有助于学生投入社会生活，亲历实践过程的课程与教学体系，使学生形成一种对知识主动探求，并重视实际问题解决的积极学习方式，在高中物理问题解决中，加强对物理开放问题的教学就显得十分必要．

　　传统物理教学以传授知识为中心，教材配备的习题通常有“完备的条件”和“固定的答案”，物理问题的情景十分理想，解决问题的策略程序化．我们称这类习题为封闭性问题．与封闭性问题相反，物理开放问题没有“完备的条件”和“固定的答案”．正由于没有固定的答案，问题解决的策略也不是唯一的．即问题答案的开放是第一步；接着是问题解决策略的开放，即多样性；最后是问题本身的开放，一个问题可以变化出许多新的问题．按照问题的结构可将物理开放问题细分为：情境开放问题，条件开放问题，策略开放问题，结论开放问题和综合开放问题等五个类型．

　　随着人们对物理开放问题在测试学生能力水平，特别是测试学生学会学习能力和创造能力水平中重要作用的认识的不断提高，物理开放问题已越来越多地被引入各类物理选拔性考试．例如2000年上海高考物理试题中的第15题，题目提供了一名宇航员“漂浮”在地球外层空间的照片，要求学生根据照片展现的情景提出两个与物理知识有关的问题．这就要求学生在照片提供的情景和自己的认知结构之间建立联想，从中发现有意义、有价值的问题，其想象空间十分开阔，答案也是很开放的．这一具有前瞻性的举措着实为物理问题教学指明了新的努力方向．

　　作为科学教育重要组成部分的物理学科教育，不仅要培养学生从具体的或观察所及的事物通过经验归纳获取知识的能力，而且要发展学生从概念、规律经假设而演绎新的知识，进而判断、评价和发展学生的创新能力，在这一方面，封闭性问题存在着明显的局限性．对此，笔者多年来有意识地对物理开放问题进行尝试教学，从中获得了一定的成效，现把物理开放问题教学主要功能归纳总结如下：

　　一、有助于学生自主信息加工能力的培养

　　条件开放问题的教学最有利于信息加工技能的培养，传统的物理教学，教学信息资源面窄，信息运动通量小，是形成学习模式被动接受的重要原因．要改变这种现状，就要加强条件开放问题的教学．

　　例1（条件开放问题）臭氧在大气中含量甚微，其浓度峰值在离地面25km左右的高度．臭氧在大气中的总量相当于压强为P₀＝1atm，温度为T₀＝273K时，厚度为由d₀＝0．30cm左右的气体层．大气压强P随离地面高度h的变化关系为：p＝P₀e^-h／8000（忽略温度对大气压强的影响）．其中h的单位为m．若臭氧集中在离地面高度为h₁＝24km处的大气层中，该高度的温度为t₁＝－50℃．（已知e^－1＝0．37e^－2＝0．14e^－3＝0．05）试求：（1）臭氧层所在处的气体压强．（2）估算臭氧层的厚度．

　　通过上例的教学，使学生自主地选择、评价和处理题给信息，精彩纷呈的信息加工策略，在思想交锋中会自然涌现．为学生自立信息加工能力的提高提供了可能．

　　二、有助于学生创新能力的培养

　　由于封闭性问题条件完备，答案固定，很难激发学生的创新意识．然而开放问题由于条件的不完备、答案的不固定，往往能促成学生做出大胆的假设，得到异乎寻常的结果．

　　例2（结果开放问题）已知盒子里面有一个由电源和几个阻值相同的电阻组成的电路，盒外有四个接线柱（图1），用电压表分别测量各接线柱间的电压得出：U₁₂＝5V、U₃₄＝3V、U₁₃＝2V、U₂₄＝0，则“黑盒”里的电路该怎样？

　　通过这类开放问题的教学，能使学生对现有知识的不满足，对已有结论不轻信，富有好奇、富于幻想．这样能促使学生提出一些新奇的问题，大胆质疑，能够对已有的结论提出不同见解，对问题提出改进、完善的办法，加强了思维训练，从而达到创新能力培养的目标．

　　三、有助于学生发散思维能力的培养

　　发散思维是从一个目标出发、运用全部信息，进行放射性联想，寻求多种途经，多种思维方式．这无疑是开放问题教学的长处．

　　例3（策略开放问题）如图2，质量为m＝1．0kg的小木块以V₀＝6m／s的速度水平滑上停在光滑地面上的平板小车，平板小车的质量M＝0．2kg，小木块与平板车之间的动摩擦因数μ＝0．2，为使小木块不从车上掉下来，平板车的长度至少为多少？

　　该题解法很多，可采用牛顿运动定律、运动学公式、动能定理、动量定理、动量守恒定律、能量守恒定律、图象法等来解．对优秀生和特长生要求可高些，要求其掌握上述的各种解法，对中等生、“暂差生”可适当放宽些，只要求能用其中的一种或几种解法解题就行了．又如：在电阻的测量实验中，可以让学生分别采用欧姆表法、伏安法、替代法、半偏法、惠斯通电桥法等进行研究，并对各种方法的特点、功能、优点和缺点等进行分析和评价．该模式可以开阔学生思维，促进思维的升级，激起多种联想，提高应变能力，为学生发散思维能力的培养奠定基础．

　　四、有助于学生理论联系实际能力的培养

　　物理教学内容与科学、技术、社会联系比较密切，其中不少知识是现代科学技术的基础．因此，在物理教学中，理论联系实际，结合科学、技术、社会教育是深化改革、提高学生科学素质的一项措施．前几年由于受“片面追求升学率”的影响，在物理教学中出现了联系社会和生活实际少的不良倾向．使物理成了很多学生望而生畏的学科．随着现代科学的发展，大量科学技术成果被广泛地应用到生产和生活中，各种电器进入家庭，进入娱乐场所，成为人们生活中必不可少的用具，那么帮助学生从身边的科学开始，逐步面向社会，培养理论联系实际能力已是我们物理教师义不容辞的责任联系生活实际不仅使编选物理开放问题具有取之不尽的素材，而且使物理开放问题教学有了更丰富的内容．

　　例4（情境开放问题）据媒体报道，按照计划，邀游太空6天零18小时、行程540余万公里、绕地球飞行108圈的“神舟”三号安全返回．若将“神舟”三号绕地球的运动近似地看作匀速圆周运动，并且已知地球赤道上的重力加速度g＝9．780m／sz，则由上述条件就可以估算出

　　A．“神舟”三号绕地球运行的周期

　　B．“神舟”三号绕地球运行的轨道半径

　　C．地球的半径

　　D．引力常量G

　　从上例可知，物理开放问题的情境往往是真实的，其数据往往也是实际问题中的真实数据，与实际生产、生活和现代科学技术密切相关．因此，物理开放问题教学有助于学生理论联系实际能力的培养．

　　怎样才能在物理问题解决教学过程中既减轻师生负担，又提高教学效益呢？适当采用开放问题教学，必将会产生事半功倍的效果．