科普视角下中考物理试题科学性纰缪——以近年来全国部分省市中考物理试题为例

朱行建 陆建隆

（1.天津经济技术开发区教育促进中心，天津 300457；2.南京师范大学，江苏 南京 210024）

科学普及简称科普，通常指运用大众比较容易于接受和广泛参与的方式，普及社会科学、自然科学知识，传播正确的科学思想与方法，崇尚有价值的科学精神，推广科学技术应用的活动。［1］科学素质是指弘扬科学的精神，树立科学的思想，了解必要科学知识与方法，具有应用分析问题和解决实际问题的能力。［2］《义务教育物理课程标准（2022 版）》指出，物理课程的宗旨是传承人类科学事业，促进社会的进步与发展，帮助学生以物理学的眼光与视角认识自然世界，初步形成科学观念；引导学生经历科学探究的过程，掌握科学研究的方法，形成科学思维习惯，能够解决有关实际问题；引领学生正确认识科学与技术、社会、环境之间的关系，理解科学本质，形成科学态度和具有社会责任；激发学生热爱中国共产党、热爱伟大祖国和人民的情感，为培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人奠定基础。［3］

纵观全国各地中考物理试题，部分省市的中考试题存在科学性错误的现象。由于中考试题的权威性高，传播性强，质疑的声音小，久而久之就会在社会上传播，误导大众。因此，有必要普及试题中的相关科学知识与技术，以正视听。

一、中考物理试题和科学性及对科学普及的重要价值与意义

中考是高利害考试，《教育部关于加强初中学业水平考试命题工作的意见》文件对命题提出了明确的要求，在试题材料的选择方面，要多样和丰富，保证材料的权威性，确保政治性和科学性没有问题。在试题情境设计方面，要增强试题情境适切性、真实性和典型性。在试题语言文字方面，要规范表达，不能表达错误，不能让学生的理解产生歧义。［4］上述文字中关于材料的科学性、情境的真实性、语言的规范性等都体现了科学普及与传播的要求。

物理试题也是一种科普作品，具有培养与提升中学生科学素质的重要功能，物理试题的科学性既是保证考试目标实现的底线要求，也是科学普及与传播的前提基础。科学性是科普作品的内涵与灵魂，［5］如果试题的科学性存在问题，即使试题的情境再美，试题形式的艺术性再高，试题问题的趣味性再强，这样的试题也是不合格的，甚至具有欺骗性。

二、近年来全国部分省市中考物理试题科学性纰缪

（一）知识描述不客观

知识是客观的，知识的正确性是科学性的前提，如果试题呈现的知识不正确，就会给学生产生错误的认识，不利于学生科学素养的提升。对于中考这样的大规模考试，知识的正确性无疑是最重要的。

例1.新能源汽车是我国大力发展的绿色工业。某地中考题以氢燃料新能源汽车为背景，给出氢的热值，要求学生求出氢燃料燃烧时的一些物理问题。

该例涉及氢燃料新能源汽车问题，要求学生根据氢的热值求出氢燃料燃烧时放出的能量，但以氢燃烧为燃料的新能源汽车现在还在研制过程中，尚未问世，目前使用的氢燃料新能源汽车其实是以氢燃料电池（将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置）提供动力，而非以氢燃烧提供动力。

（二）情境呈现不真实

情境由支持工具与命令两部分构成，是以问题或任务为中心构成的活动场域。支持工具以文章、图片、多媒体材料等形式呈现给考生；而命令则借由已有的物质支持工具，提出明确的答题指令。由此可见，支持工具必须是真实的。

例2.我国自主设计和建造了载人潜水器和无人潜水器。某地中考题设计了“海斗号”的载人潜水器，并且配备了图片，要求学生运用浮力、压强的知识求解有关物理问题。

该例“海斗号”的载人潜水器是不存在的，其实质是“海斗一号”无人潜水器，由于液体压强的作用，水越深处压强越大，无人潜水器可以在水下很深处作业，载人潜水器的深度就要受到制约。而因此，载人潜水器与无人潜水器的下水深度区别很大。该例使用一些未经核实的新闻片断作为命题背景，容易误导学生，对学生养成实事求是的科学态度造成不良影响，不利于科学传播。

（三）现象表述不合理

物理现象是由物理概念、规律决定的现象。在大自然中包含这各种各样的物理现象，很多物理现象都可以运用我们学过的物理知识去解释，物理知识在认识自然世界中起到了重要的作用，通过对自然现象的解释提升了学生的科学素养。

例3.光的反射与折射成像是常见的自然现象。某地中考题以水中有一点光源为背景，要求学生画出关于水面所成像的位置点。

该例要求“画出关于水面所成像的位置点”，参考答案只给出了平面镜成像的像点位置，但实际上这里还有光的折射所形成的另外一个像点。因此，成像的位置点有2 个，不会出现题中只有1 个像点的现象。

（四）概念表达不准确

物理概念是对物理事实本质属性的科学抽象，通过现象或者实验进行抽象归纳或演绎的方式概括出事物的本质特征，对本质特征用语言进行精准表达，形成概念的定义。因此，概念表达的准确性是科学形成的基础。

例4.科学概念在理解时需要学生转变对前概念的认识。某地中考题在考查压强与流速的关系时，在选项中给出“空气流速越快的地方，气体压强越小”的描述，并且在参考答案给出的是正确答案。

空气流速是指空气流动的速度，速度是描述运动快慢的物理量，只能说运动快慢，不能说速度快慢，应该说速度大小，本题给出的正确选项中空气流速越快的描述是对速度概念不准确的表达。

（五）原理说明不可行

物理原理是指物理学中具有普遍意义的基本规律。物理学的重要作用是运用物理学原理制造各种设备、仪器，为人类服务，推动人类文明的进程。因此，各类仪器的设计与制造都是物理学规律的实际应用。

例5.新冠肺炎疫情爆发以来，在公共场所的入口有各项防护设备。某地中考题以此为背景设计了热敏电阻自动测温门，当人通过时，可以显示人的体温。

该例“自动测温门”应用的是红外线测温原理，只要自然界中的物体温度高于绝对零度（−273℃），它就时刻向外辐射电磁波（红外线），通过对物体自身辐射红外能量的准确测量，可以实现对物体的表面温度的快速测定，而不是采用热敏电阻来进行快速测温。

（六）插图画法不规范

在物理学中，除了文字、公式以外，经常要用到插图、图像来表达物理现象、概念或规律的含义和作用等，插图、图像是物理学表达的一种特有的语言。因此，在应用插图、图像表达物理学中的有关问题时应准确、规范，不能有错误。

例6.定滑轮与动滑轮是常用的设备。某地中考题给出定滑轮与动滑轮的图如图1，要求学生求出机械效率等物理问题。

该例中动滑轮绳子的画法是错误的。由于动滑轮两端绳子上的力始终相等，动滑轮能够自动调节，始终保持两端绳子之间的夹角相等，即两段绳子要么都是直的，要么都是斜的，不可能出现图示的情况。

（七）数量数据不自洽

物理概念是对物理事实本质属性的科学抽象，通过现象或者实验进行抽象归纳或演绎的方式概括出事物的本质特征，物理概念分为定性概念与定量概念，物理量是物理定量概念属性的反映。物理规律反映了物理量之间的关系，揭示了物理现象的本质。因此，物理量的数量数据必须是自洽的，不能与物理规律相违背。

例7.探究“冰融化时温度的变化规律”实验是常见的实验。某地中考题给出了图2 的冰融化图像，要求学生求出相关物理问题。

该例的甲图中冰融化的时间与事实不符合，因为冰融化时间与冰的熔化热有关，熔化热的定义为：标准大气压下，1kg的晶体刚好全部熔化所需吸收的热量。冰的熔化热为3.35×105J/kg，而水的比热容为4.2×103J/（kg·oC），由此可以求出在冰融化的10min 时间里，水吸收同样的热量使水的温度升高80 度，而图中25min 时水的温度只有10 度，显然数据之间是不自洽的，与物理规律相互矛盾。

（八）参考答案不合理

试题的参考答案是试题质量的一个重要方面。答案要做到客观准确、公正合理，不存在含糊不清、模棱两可的现象，特别是不能出现答案错误的现象。

例8.“探究凸透镜成像的规律”实验是重要的物理实验。某地中考题给出了图3，要求学生判断凸透镜的焦距可能是14cm 为正确选项。

该例要求学生根据物距和像距判断焦距的范围在10−15cm 之间，因此设计选项“凸透镜的焦距可能是14cm”为正确选项。但基础较好的同学反而可以根据透镜成像公式计算出焦距是12cm，进而判断出该选项为错误答案，故本题选项设计不合理。

三、应对中考物理试题科学性的策略

中考物理试题出现上述问题的原因是命题教师缺乏必要的科学素质，因此，有必要实施中学物理教师的科学素质提升工程。按照《全民科学素质行动规划纲要（2021−2035 年）》中的要求，把科学精神融入教师培养与培训过程之中，［6］特别是对中学物理教师开展物理学前沿知识、高新科技产品与设备的培训，不断提高中考物理命题教师的水平。在中考命题时，要有具体的应对中考物理试题科学性策略，保证中考物理试题的科学性完好，使中考物理试题有利于科学普及与传播。

（一）保证试题材料科学性的策略

试题的材料不能是虚假的，必须是真实的，以保证试题的严肃性。这就要求命题教师具有较高的科学精神，首先是在材料选择时要在权威的文献（包括著作和期刊）、正规的官网上选取，不能在非官网、自媒体上选取材料；其次是材料选取以后仍然需要对材料进行仔细比对，确保材料的正确性。

（二）保证试题内容科学性的策略

试题的内容不能出现知识性的错误，以保证与物理学的概念、原理相符合。这就要求命题教师具有较高的学科素养，首先是要熟悉大学普通物理学的知识，至少要精通高中物理的知识，需要教师不断地温习大学所学的物理学知识；其次是对于新科技产品，在命题时要查阅产品的说明书，弄清楚产品的工作原理，使产品的工作原理与试题反映的现象一致。

（三）保证试题表述科学性的策略

试题的表述（包括文字、图表、数据、答案）不能有歧义，不能出现相互矛盾的结论，以保证试题的严谨性。这就要求命题教师具有较好的表述能力，首先是表述要规范，不能词不达意、插图随意、拼凑数据等；其次是对试题的表达要反复琢磨、仔细推敲、小心求证、认真核对等，确保对试题表达理解的公平性。