车上，物体与小车上表面间的动摩擦因素为μ，设小车足够长。试求物体在小车上滑行的距离。
对上述例题可以改变设问的角度，使其指向多样化；也可以适当变化问题情境，从而使指向更开阔。
问1：物体从滑上小车到相对静止所经历的时间多长？ 问2：物体对外做功多少？ 问3：小车获得多少机械能？ 问4：全过程系统产生多少热量？
问5：若要物体不会从小车上滑下，小车至少多长？ ??
③比较某些对象的异同点
比较，是确定事物同异关系的思维过程和方法，是一种整理、加工经验和实验材料并使之上升为理性认识的不可缺少的逻辑手段；鉴别，则是通过比较识别事物的共同点和差异点。比较和鉴别是中学物理中经常应用的一种科学思维方法，要鉴别就得进行比较，有比较才能鉴别。通过比较和鉴别，可以发现相近物理现象、物理规律的相异点及其相互联系，可以消除理解上的含混，因而构成了物理开放问题编选(也是物理开放问题教学)的一项重要内容。
[例1.4.5]写出核反应与一般化学反应的不同点。
本题是一道典型的跨学科问题，它要求学生有较强的分析、比较和归纳能力，并且要跳出物理学科的界限，作横向比较：
对单位质量的物质而言，核裂变反应释放的能量远远大于化学反应的能量。
核反应是原子层次上的变化，而化学反应是分子层次上的变化，换言之，核反应前后元素发生变化，化学反应前后元素保持不变。
一种同位素不论处于何种价态，它们的核反应性质是相同的，而两者的化学性质是不同的。 同一元素的不同同位素（例如C和C ），两者的化学性质是相同的，但它们的核反应性质是不同的。
[例1.4.6]比较牛顿第三定律和二力平衡条件中两个力的关系。
[例1.4.7]在实验室测量电阻通常有几种方法？试对这几种测量方法进行比较？
在物理问题解决教学中，用比较方法编选物理开放问题的教学内容十分丰富，例如可以让学生比较质量和重量、动量和动能，比较万有引力定律和库仑定律、动量定理和动能定理、动量守衡定律和机械能守衡定律，机械振动和机械波、振动图形和波动图形，比较摆长相同、带电量相同的几个钢球在不同电磁场中的振动周期等问题。
④实际问题中，寻求多种解法和结论
在实际问题中，寻求问题的多种解法和结论，这也是编制物理开放问题的有效方法。例如在 ① 张 越：《特级教师导学物理》，上海交通大学出版社，2000年9月第2版，p.454。 ② 查有梁：《物理教学论》，广西教育出版社，1996年12月第1版，pp.428——429。
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②
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物理实验中，即使实验目的和要求相同，但依据不同实验原理和选择不同实验器材，实验方案也往往具有多样性([例1.4.8])；如果给定一些实验器材而没有其它限制，也可以让学生进行发散性的电学实验设计([例1.4.9])。
[例1.4.8]测量电池的电动势和内电阻是高中物理的一个重要实验。利用电学实验中常用的仪器和仪表，可能有哪几种测量电池电动势和内电阻的方法。试画出实验电路，说名其测量原理和方法，并讨论哪些方法是比较精确的。试就你想到的各种方法加以归纳，你从中能得到测量电池电动势和内电阻的一般规律吗？
[例1.4.9]在电学实验中，提供以下实验器材：安培表（0～0.6安～3安）、电压表（0～3伏～15伏）、滑动变阻器（0～50欧、2安）、电池、小灯泡、几个阻值不一的定值电阻、电键和若干导线。要求利用上述器材尽可能多地设计一些电学实验。
⑤对给定的问题，探讨问题各要素之间的相互关系
[例1.4.10]两只伏特表串联起来接到一个高内阻的电源上，第一个表的读数为12伏，第二个表的读数为6伏，若将第二个表单独接到电源上，读数为12伏。由上述条件，你能得出关于电源及伏特表的哪些物理量或它们间的什么关系(例如电源内阻和伏特表内阻的关系、两个伏特表内阻间的关系、电源的电动势、第一个电表单独接到电源上的读数等)？
[例1.4.11]试根据磁电式仪表工作原理，分析提高仪表灵敏度的措施。
在研究着一问题时，你想到了什么？电动机、或是发电机？什么样的磁场？如何提高带电粒子在电场中偏转的灵敏度？如何提高交流发电机的最大电动势？
⑥联系生活实际
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，而且还有助于提高学生将理论知识应用于实际的能力。例如，在现行高中物理课本中就有这样的问题②：
[例1.4.12]用气筒给自行车打气时打气筒筒壁的温度会升高，请你对这种现象的原因提出两种解释，并分析哪种是主要的，然后设计简单实验验证你的分析。
问题的情境是开放的，它需要学生先提出猜想（假设），再设计实验对假设加以验证，并反思实验设计的科学性、合理性。
[例1.4.13]刚出炉的爆米花为什么并不烫手？按照这一道理，如果把充满气的自行车内胎的气门芯拔去，待不再对外放气时，胎内气体的温度怎样？从这里分析，你理解等温膨胀、等压膨胀、绝热膨胀、自由膨胀了吗？
[例1.4.14]冷的水滴和热的水滴落地时声音为何不同？ ??
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① 方维华：《以设计性实验为载体，培养学生的创造性思维能力》，《物理教学》，2000年第4期，pp.11——14。 ② 人民教育出版社物理室：《高中物理课本（试验本·必修）》第二册，人民教育出版社，2000年12月第2版 ，p.21。
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值得提及的是，在美国物理问题解决教学中，很多知名物理教育专家和教师都提倡在物理习题教学中，对较高水平的学生或以讨论式教学的小组，使用一种知识面宽、且需要跨学科知识的“广涉及问题”(contest-rich problem)的习题形式，在问题的编制上注意与人文科学的综合、与物理学发展史和物理学科的现代前沿结合、与科学方法紧密联系、与真实问题缩小差距等，这些对我们编选物理开放问题具有一定的启发意义。事实上，正如物理开放问题本身具有开放性一样，物理开放问题的编选方法也是开放的。
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① 仲新元：《美国物理教学中的“广涉及”问题》，《物理教学探讨》，2000年第4期。
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第二章 物理开放问题解决的有效策略
教学的根本目的是为了促进学生的发展，培养学生分析问题、解决问题的能力是促进学生发展的一个重要方面，也是广大教育工作者始终关心和努力探讨的问题。本章在一般问题解决过程和一般问题解决策略的心理学研究基础上，对物理学科问题解决过程和物理学科问题解决策略进行了专门分析和讨论，并从一般和特殊辩证关系出发提出了提高学生解决物理（开放）问题能力的五项教学建议。
2.1一般问题解决过程的心理学研究
问题解决很早就引起了心理学家的兴趣。自50年代以来，计算机科学和认知心理学领域的专家学者一直致力于开发可用于各种情境的问题解决方式，他们应用先进的研究方法，为我们勾画出了一般问题解决的整个过程。
2.1.1问题的识别
问题识别看起来很简单，事实上却是解决问题的一个十分重要步骤。正确识别问题需要学生的创造性、坚持性以及尽力避免如此迅速但却草率地给出解答。
研究表明，阻止学生有效识别问题的障碍有四个，它们是：①缺乏定义问题的经验；②缺乏专业领域的知识；③在清晰地定义问题之前就急于得到问题的解决方案；④进行幅合性思维的倾向。
通常，学生识别问题的经验来自于先前学习的课程。然而，在这些课程教学中，大部分问题都是定义完善的，而且是由教师和课本直接提供的，学生并没有受到识别问题、定义问题的足够训练和由此获得相关的经验。另一方面，某一具体专业领域的知识和背景知识无论在一般问题解决中，还是在问题的识别中都起着十分重要的作用。在清晰地定义问题之前就急于得到问题的解决方案和进行幅合性思维的倾向，对学生的问题识别也产生重要的负面影响。 2.1.2问题的表征
一般问题解决过程的第二步是问题的表征。对问题如何表征直接影响到问题解决的难易和快慢。
既然问题的表征对问题的解决至关重要，那么我们该如何去表征问题呢？问题的表征可以用各种变化的方式，例如以抽象的方法、把问题写下来、或绘制成图片、图表、草图和列表等方法 ① 高 文：《一般的问题解决模式》，《外国教育资料》，1999年第6期，pp.19——24。
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问题识别 问题表征 策略选择 应用策略 结果评价 图2——1 布朗斯福特与斯特恩开发的五步问题解决模式 以简化对问题的思考。问题的表征有两种基本形式：内在表征（心理表征）和外在表征。由于工作记忆的容量有限，而许多问题又是如此复杂，以至于工作记忆很容易超载。所以，运用视觉或书面的问题表征常常是十分有用的，因为它有助于在一个大的情境下建构问题的框架、并将问题与学习者现有的知识背景联系起来，从而减少工作记忆的负担。 2.1.3策略的选择
策略的选择，亦即制定解决问题计划，是一般问题解决过程的第三个步骤，这是问题解决最重要的一步，也是人们感到最困难的地方。
广义地说，任何解决问题的过程都是设法找到一条从问题起始状态达到目标状态的通路，或者也可说是从已有知识中推理出未知知识的过程。在这一过程中，采用联想搜寻和逻辑推理（双向推理、知识关联）是获得问题解决思路的最一般、也是最常用的方法。联想搜寻的应用是以一定数量的问题结构图式为前提的，它需要解决问题经验的长期积累；而逻辑推理的应用实质上是在已有知识和未知知识之间建立关联；两者构成一个有机联系的整体。 2.1.4策略的应用
经过问题的表征和策略的选择之后，就是策略的应用阶段，即执行问题解决计划。策略成功应用的关键是清晰地说明和表征问题并选择一个适宜的类比。如果该过程的起始阶段能有效地完成，那么该策略的应用就其本质而言就是一种常规。
在策略的应用这一环节上，存在着明显的个别差异。有些人对问题解决的方法相当熟悉，执行起来毫不费力，能够迅速地解决问题。而有些人则会出现相反的情况。在执行过程中，还可能会遇到意外的情况，有经验的问题解决者会很快地变换思路，采用更合适的方法来解决问题，显示出较强的灵活性。 2.1.5结果的评价
对问题解决的评价是在问题解决之后，因而有人认为这一步对问题解决是无关紧要的。其实不然。有关元认知与自我调节的研究表明，大部分的发展性成长和学习经验改进发生在源于有效评价问题解决成果之中。
结果的评价作为问题解决的最后步骤是十分重要的。在这一过程中，对问题解决的评价可以使学生更好地理解某一具体方法的适应性；通过对一种方法在一种情境的不适用的仔细考虑，有助于学生在其它情境中更好地利用；通过对问题解决结果真实性的评价，可以使学生避免把尽快找出答案作为问题解决的唯一目标，进一步明确问题解决是一个合乎逻辑的过程，只有合乎这一前提，问题解决的结果才有意义。
结果的评价也是学习者常常感到困难的一个步骤。事实上，任何复杂的问题解决，都应伴随两种评价：对结果的评价和对过程的评价。从上述五步问题解决模式可以看出，对问题解决的回顾与总结（结果评价）是在问题解决之后，更贯穿于问题解决的整个过程之中。为了加深对问题
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