朱行建 陸建隆

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

科學(xué)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(xué)、自然科學(xué)知識，傳播正確的科學(xué)思想與方法，崇尚有價值的科學(xué)精神，推廣科學(xué)技術(shù)應(yīng)用的活動。［1］科學(xué)素質(zhì)是指弘揚科學(xué)的精神，樹立科學(xué)的思想，了解必要科學(xué)知識與方法，具有應(yīng)用分析問題和解決實際問題的能力。［2］《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 版）》指出，物理課程的宗旨是傳承人類科學(xué)事業(yè)，促進(jìn)社會的進(jìn)步與發(fā)展，幫助學(xué)生以物理學(xué)的眼光與視角認(rèn)識自然世界，初步形成科學(xué)觀念；引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，掌握科學(xué)研究的方法，形成科學(xué)思維習(xí)慣，能夠解決有關(guān)實際問題；引領(lǐng)學(xué)生正確認(rèn)識科學(xué)與技術(shù)、社會、環(huán)境之間的關(guān)系，理解科學(xué)本質(zhì)，形成科學(xué)態(tài)度和具有社會責(zé)任；激發(fā)學(xué)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(shè)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(xué)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(dǎo)大眾。因此，有必要普及試題中的相關(guān)科學(xué)知識與技術(shù)，以正視聽。

一、中考物理試題和科學(xué)性及對科學(xué)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(xué)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(xué)性沒有問題。在試題情境設(shè)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(dá)，不能表達(dá)錯誤，不能讓學(xué)生的理解產(chǎn)生歧義。［4］上述文字中關(guān)于材料的科學(xué)性、情境的真實性、語言的規(guī)范性等都體現(xiàn)了科學(xué)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(xué)生科學(xué)素質(zhì)的重要功能，物理試題的科學(xué)性既是保證考試目標(biāo)實現(xiàn)的底線要求，也是科學(xué)普及與傳播的前提基礎(chǔ)。科學(xué)性是科普作品的內(nèi)涵與靈魂，［5］如果試題的科學(xué)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(xué)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(xué)性的前提，如果試題呈現(xiàn)的知識不正確，就會給學(xué)生產(chǎn)生錯誤的認(rèn)識，不利于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升。對于中考這樣的大規(guī)模考試，知識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(xué)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(xué)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(xué)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(wù)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(shè)計和建造了載人潛水器和無人潛水器。某地中考題設(shè)計了“海斗號”的載人潛水器，并且配備了圖片，要求學(xué)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(dǎo)學(xué)生，對學(xué)生養(yǎng)成實事求是的科學(xué)態(tài)度造成不良影響，不利于科學(xué)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(xué)過的物理知識去解釋，物理知識在認(rèn)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(xué)生的科學(xué)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(xué)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(dá)不準(zhǔn)確

物理概念是對物理事實本質(zhì)屬性的科學(xué)抽象，通過現(xiàn)象或者實驗進(jìn)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(jìn)行精準(zhǔn)表達(dá)，形成概念的定義。因此，概念表達(dá)的準(zhǔn)確性是科學(xué)形成的基礎(chǔ)。

例4.科學(xué)概念在理解時需要學(xué)生轉(zhuǎn)變對前概念的認(rèn)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(yīng)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(zhǔn)確的表達(dá)。

（五）原理說明不可行

物理原理是指物理學(xué)中具有普遍意義的基本規(guī)律。物理學(xué)的重要作用是運用物理學(xué)原理制造各種設(shè)備、儀器，為人類服務(wù)，推動人類文明的進(jìn)程。因此，各類儀器的設(shè)計與制造都是物理學(xué)規(guī)律的實際應(yīng)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(hù)設(shè)備。某地中考題以此為背景設(shè)計了熱敏電阻自動測溫門，當(dāng)人通過時，可以顯示人的體溫。

該例“自動測溫門”應(yīng)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(zhǔn)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(jìn)行快速測溫。

（六）插圖畫法不規(guī)范

在物理學(xué)中，除了文字、公式以外，經(jīng)常要用到插圖、圖像來表達(dá)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(xué)表達(dá)的一種特有的語言。因此，在應(yīng)用插圖、圖像表達(dá)物理學(xué)中的有關(guān)問題時應(yīng)準(zhǔn)確、規(guī)范，不能有錯誤。

例6.定滑輪與動滑輪是常用的設(shè)備。某地中考題給出定滑輪與動滑輪的圖如圖1，要求學(xué)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(xué)抽象，通過現(xiàn)象或者實驗進(jìn)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(xué)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(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)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(xué)生判斷凸透鏡的焦距可能是14cm 為正確選項。

該例要求學(xué)生根據(jù)物距和像距判斷焦距的范圍在10?15cm 之間，因此設(shè)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(xué)反而可以根據(jù)透鏡成像公式計算出焦距是12cm，進(jìn)而判斷出該選項為錯誤答案，故本題選項設(shè)計不合理。

三、應(yīng)對中考物理試題科學(xué)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(xué)素質(zhì)，因此，有必要實施中學(xué)物理教師的科學(xué)素質(zhì)提升工程。按照《全民科學(xué)素質(zhì)行動規(guī)劃綱要（2021?2035 年）》中的要求，把科學(xué)精神融入教師培養(yǎng)與培訓(xùn)過程之中，［6］特別是對中學(xué)物理教師開展物理學(xué)前沿知識、高新科技產(chǎn)品與設(shè)備的培訓(xùn)，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(yīng)對中考物理試題科學(xué)性策略，保證中考物理試題的科學(xué)性完好，使中考物理試題有利于科學(xué)普及與傳播。

（一）保證試題材料科學(xué)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(yán)肅性。這就要求命題教師具有較高的科學(xué)精神，首先是在材料選擇時要在權(quán)威的文獻(xiàn)（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(jìn)行仔細(xì)比對，確保材料的正確性。

（二）保證試題內(nèi)容科學(xué)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(xué)的概念、原理相符合。這就要求命題教師具有較高的學(xué)科素養(yǎng)，首先是要熟悉大學(xué)普通物理學(xué)的知識，至少要精通高中物理的知識，需要教師不斷地溫習(xí)大學(xué)所學(xué)的物理學(xué)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(xué)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(yán)謹(jǐn)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(dá)意、插圖隨意、拼湊數(shù)據(jù)等；其次是對試題的表達(dá)要反復(fù)琢磨、仔細(xì)推敲、小心求證、認(rèn)真核對等，確保對試題表達(dá)理解的公平性。