科普視角下中考物理試題科學性紕繆
——以近年來全國部分省市中考物理試題為例

朱行建 陸建隆

（1.天津經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)教育促進中心，天津 300457；2.南京師范大學，江蘇 南京 210024）

科學普及簡稱科普，通常指運用大眾比較容易于接受和廣泛參與的方式，普及社會科學、自然科學知識，傳播正確的科學思想與方法，崇尚有價值的科學精神，推廣科學技術(shù)應用的活動。［1］科學素質(zhì)是指弘揚科學的精神，樹立科學的思想，了解必要科學知識與方法，具有應用分析問題和解決實際問題的能力。［2］《義務教育物理課程標準（2022 版）》指出，物理課程的宗旨是傳承人類科學事業(yè)，促進社會的進步與發(fā)展，幫助學生以物理學的眼光與視角認識自然世界，初步形成科學觀念；引導學生經(jīng)歷科學探究的過程，掌握科學研究的方法，形成科學思維習慣，能夠解決有關(guān)實際問題；引領(lǐng)學生正確認識科學與技術(shù)、社會、環(huán)境之間的關(guān)系，理解科學本質(zhì)，形成科學態(tài)度和具有社會責任；激發(fā)學生熱愛中國共產(chǎn)黨、熱愛偉大祖國和人民的情感，為培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會主義建設者和接班人奠定基礎(chǔ)。［3］

縱觀全國各地中考物理試題，部分省市的中考試題存在科學性錯誤的現(xiàn)象。由于中考試題的權(quán)威性高，傳播性強，質(zhì)疑的聲音小，久而久之就會在社會上傳播，誤導大眾。因此，有必要普及試題中的相關(guān)科學知識與技術(shù)，以正視聽。

一、中考物理試題和科學性及對科學普及的重要價值與意義

中考是高利害考試，《教育部關(guān)于加強初中學業(yè)水平考試命題工作的意見》文件對命題提出了明確的要求，在試題材料的選擇方面，要多樣和豐富，保證材料的權(quán)威性，確保政治性和科學性沒有問題。在試題情境設計方面，要增強試題情境適切性、真實性和典型性。在試題語言文字方面，要規(guī)范表達，不能表達錯誤，不能讓學生的理解產(chǎn)生歧義。［4］上述文字中關(guān)于材料的科學性、情境的真實性、語言的規(guī)范性等都體現(xiàn)了科學普及與傳播的要求。

物理試題也是一種科普作品，具有培養(yǎng)與提升中學生科學素質(zhì)的重要功能，物理試題的科學性既是保證考試目標實現(xiàn)的底線要求，也是科學普及與傳播的前提基礎(chǔ)?？茖W性是科普作品的內(nèi)涵與靈魂，［5］如果試題的科學性存在問題，即使試題的情境再美，試題形式的藝術(shù)性再高，試題問題的趣味性再強，這樣的試題也是不合格的，甚至具有欺騙性。

二、近年來全國部分省市中考物理試題科學性紕繆

（一）知識描述不客觀

知識是客觀的，知識的正確性是科學性的前提，如果試題呈現(xiàn)的知識不正確，就會給學生產(chǎn)生錯誤的認識，不利于學生科學素養(yǎng)的提升。對于中考這樣的大規(guī)?？荚嚕R的正確性無疑是最重要的。

例1.新能源汽車是我國大力發(fā)展的綠色工業(yè)。某地中考題以氫燃料新能源汽車為背景，給出氫的熱值，要求學生求出氫燃料燃燒時的一些物理問題。

該例涉及氫燃料新能源汽車問題，要求學生根據(jù)氫的熱值求出氫燃料燃燒時放出的能量，但以氫燃燒為燃料的新能源汽車現(xiàn)在還在研制過程中，尚未問世，目前使用的氫燃料新能源汽車其實是以氫燃料電池（將氫氣和氧氣的化學能直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電裝置）提供動力，而非以氫燃燒提供動力。

（二）情境呈現(xiàn)不真實

情境由支持工具與命令兩部分構(gòu)成，是以問題或任務為中心構(gòu)成的活動場域。支持工具以文章、圖片、多媒體材料等形式呈現(xiàn)給考生；而命令則借由已有的物質(zhì)支持工具，提出明確的答題指令。由此可見，支持工具必須是真實的。

例2.我國自主設計和建造了載人潛水器和無人潛水器。某地中考題設計了“海斗號”的載人潛水器，并且配備了圖片，要求學生運用浮力、壓強的知識求解有關(guān)物理問題。

該例“海斗號”的載人潛水器是不存在的，其實質(zhì)是“海斗一號”無人潛水器，由于液體壓強的作用，水越深處壓強越大，無人潛水器可以在水下很深處作業(yè)，載人潛水器的深度就要受到制約。而因此，載人潛水器與無人潛水器的下水深度區(qū)別很大。該例使用一些未經(jīng)核實的新聞片斷作為命題背景，容易誤導學生，對學生養(yǎng)成實事求是的科學態(tài)度造成不良影響，不利于科學傳播。

（三）現(xiàn)象表述不合理

物理現(xiàn)象是由物理概念、規(guī)律決定的現(xiàn)象。在大自然中包含這各種各樣的物理現(xiàn)象，很多物理現(xiàn)象都可以運用我們學過的物理知識去解釋，物理知識在認識自然世界中起到了重要的作用，通過對自然現(xiàn)象的解釋提升了學生的科學素養(yǎng)。

例3.光的反射與折射成像是常見的自然現(xiàn)象。某地中考題以水中有一點光源為背景，要求學生畫出關(guān)于水面所成像的位置點。

該例要求“畫出關(guān)于水面所成像的位置點”，參考答案只給出了平面鏡成像的像點位置，但實際上這里還有光的折射所形成的另外一個像點。因此，成像的位置點有2 個，不會出現(xiàn)題中只有1 個像點的現(xiàn)象。

（四）概念表達不準確

物理概念是對物理事實本質(zhì)屬性的科學抽象，通過現(xiàn)象或者實驗進行抽象歸納或演繹的方式概括出事物的本質(zhì)特征，對本質(zhì)特征用語言進行精準表達，形成概念的定義。因此，概念表達的準確性是科學形成的基礎(chǔ)。

例4.科學概念在理解時需要學生轉(zhuǎn)變對前概念的認識。某地中考題在考查壓強與流速的關(guān)系時，在選項中給出“空氣流速越快的地方，氣體壓強越小”的描述，并且在參考答案給出的是正確答案。

空氣流速是指空氣流動的速度，速度是描述運動快慢的物理量，只能說運動快慢，不能說速度快慢，應該說速度大小，本題給出的正確選項中空氣流速越快的描述是對速度概念不準確的表達。

（五）原理說明不可行

物理原理是指物理學中具有普遍意義的基本規(guī)律。物理學的重要作用是運用物理學原理制造各種設備、儀器，為人類服務，推動人類文明的進程。因此，各類儀器的設計與制造都是物理學規(guī)律的實際應用。

例5.新冠肺炎疫情爆發(fā)以來，在公共場所的入口有各項防護設備。某地中考題以此為背景設計了熱敏電阻自動測溫門，當人通過時，可以顯示人的體溫。

該例“自動測溫門”應用的是紅外線測溫原理，只要自然界中的物體溫度高于絕對零度（?273℃），它就時刻向外輻射電磁波（紅外線），通過對物體自身輻射紅外能量的準確測量，可以實現(xiàn)對物體的表面溫度的快速測定，而不是采用熱敏電阻來進行快速測溫。

（六）插圖畫法不規(guī)范

在物理學中，除了文字、公式以外，經(jīng)常要用到插圖、圖像來表達物理現(xiàn)象、概念或規(guī)律的含義和作用等，插圖、圖像是物理學表達的一種特有的語言。因此，在應用插圖、圖像表達物理學中的有關(guān)問題時應準確、規(guī)范，不能有錯誤。

例6.定滑輪與動滑輪是常用的設備。某地中考題給出定滑輪與動滑輪的圖如圖1，要求學生求出機械效率等物理問題。

該例中動滑輪繩子的畫法是錯誤的。由于動滑輪兩端繩子上的力始終相等，動滑輪能夠自動調(diào)節(jié)，始終保持兩端繩子之間的夾角相等，即兩段繩子要么都是直的，要么都是斜的，不可能出現(xiàn)圖示的情況。

（七）數(shù)量數(shù)據(jù)不自洽

物理概念是對物理事實本質(zhì)屬性的科學抽象，通過現(xiàn)象或者實驗進行抽象歸納或演繹的方式概括出事物的本質(zhì)特征，物理概念分為定性概念與定量概念，物理量是物理定量概念屬性的反映。物理規(guī)律反映了物理量之間的關(guān)系，揭示了物理現(xiàn)象的本質(zhì)。因此，物理量的數(shù)量數(shù)據(jù)必須是自洽的，不能與物理規(guī)律相違背。

例7.探究“冰融化時溫度的變化規(guī)律”實驗是常見的實驗。某地中考題給出了圖2 的冰融化圖像，要求學生求出相關(guān)物理問題。

該例的甲圖中冰融化的時間與事實不符合，因為冰融化時間與冰的熔化熱有關(guān)，熔化熱的定義為：標準大氣壓下，1kg的晶體剛好全部熔化所需吸收的熱量。冰的熔化熱為3.35×105J/kg，而水的比熱容為4.2×103J/（kg·oC），由此可以求出在冰融化的10min 時間里，水吸收同樣的熱量使水的溫度升高80 度，而圖中25min 時水的溫度只有10 度，顯然數(shù)據(jù)之間是不自洽的，與物理規(guī)律相互矛盾。

（八）參考答案不合理

試題的參考答案是試題質(zhì)量的一個重要方面。答案要做到客觀準確、公正合理，不存在含糊不清、模棱兩可的現(xiàn)象，特別是不能出現(xiàn)答案錯誤的現(xiàn)象。

例8.“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實驗是重要的物理實驗。某地中考題給出了圖3，要求學生判斷凸透鏡的焦距可能是14cm 為正確選項。

該例要求學生根據(jù)物距和像距判斷焦距的范圍在10?15cm 之間，因此設計選項“凸透鏡的焦距可能是14cm”為正確選項。但基礎(chǔ)較好的同學反而可以根據(jù)透鏡成像公式計算出焦距是12cm，進而判斷出該選項為錯誤答案，故本題選項設計不合理。

三、應對中考物理試題科學性的策略

中考物理試題出現(xiàn)上述問題的原因是命題教師缺乏必要的科學素質(zhì)，因此，有必要實施中學物理教師的科學素質(zhì)提升工程。按照《全民科學素質(zhì)行動規(guī)劃綱要（2021?2035 年）》中的要求，把科學精神融入教師培養(yǎng)與培訓過程之中，［6］特別是對中學物理教師開展物理學前沿知識、高新科技產(chǎn)品與設備的培訓，不斷提高中考物理命題教師的水平。在中考命題時，要有具體的應對中考物理試題科學性策略，保證中考物理試題的科學性完好，使中考物理試題有利于科學普及與傳播。

（一）保證試題材料科學性的策略

試題的材料不能是虛假的，必須是真實的，以保證試題的嚴肅性。這就要求命題教師具有較高的科學精神，首先是在材料選擇時要在權(quán)威的文獻（包括著作和期刊）、正規(guī)的官網(wǎng)上選取，不能在非官網(wǎng)、自媒體上選取材料；其次是材料選取以后仍然需要對材料進行仔細比對，確保材料的正確性。

（二）保證試題內(nèi)容科學性的策略

試題的內(nèi)容不能出現(xiàn)知識性的錯誤，以保證與物理學的概念、原理相符合。這就要求命題教師具有較高的學科素養(yǎng)，首先是要熟悉大學普通物理學的知識，至少要精通高中物理的知識，需要教師不斷地溫習大學所學的物理學知識；其次是對于新科技產(chǎn)品，在命題時要查閱產(chǎn)品的說明書，弄清楚產(chǎn)品的工作原理，使產(chǎn)品的工作原理與試題反映的現(xiàn)象一致。

（三）保證試題表述科學性的策略

試題的表述（包括文字、圖表、數(shù)據(jù)、答案）不能有歧義，不能出現(xiàn)相互矛盾的結(jié)論，以保證試題的嚴謹性。這就要求命題教師具有較好的表述能力，首先是表述要規(guī)范，不能詞不達意、插圖隨意、拼湊數(shù)據(jù)等；其次是對試題的表達要反復琢磨、仔細推敲、小心求證、認真核對等，確保對試題表達理解的公平性。