高中生物“假說—演繹法”教學活動分析

摘 要：“假說—演繹法”是高中生物新課程教材中首次提出的科學研究方法，領悟“假說—演繹法”及其在科學研究中的應用，是高中生物課程標準及高考命題的新方向。在高中生物課堂教學中巧用“假說—演繹法”，能有效提高學生的生物科學素養(yǎng)、激發(fā)探究欲望。

關鍵詞：假說—演繹；內涵；歷史發(fā)展；案例

在人教版普通高中新課標教科書中首次提出“假說—演繹法”的概念和內涵。由于是首次出現(xiàn)在教材之中，沒有引起教師和學生的足夠重視，它在生物課堂教學中的價值常常被淹沒，課堂教學效果大打折扣。高中新課標生物教材共有三個必修模塊，在《普通高中生物課程標準（實驗）》的“課程設計思路”中對每個模塊的教學價值都有明確詳細的闡述。例如“遺傳與進化”模塊的教學價值是“有助于學生領悟假說演繹、建立模型等科學方法及其在科學研究中的應用”。可見，“假說—演繹法”對貫徹落實新課標提出的“提高學生的生物科學素養(yǎng)”的新課程理念具有無法比擬的作用。根據(jù)近幾年的教學實踐研究與總結，擬對“假說—演繹法”的內涵、歷史發(fā)展、教學程序及教學案例試作探討。

一、 “假說—演繹法”的內涵及其歷史發(fā)展

人教版高中生物必修2《遺傳與進化》教材中P7對“假說—演繹法”的概念是這樣描述的：“在觀察和分析基礎上提出問題以后，通過推理和想象提出解釋問題的假說，根據(jù)假說進行演繹推理，再通過實驗檢驗演繹推理的結論。如果實驗結果與預期結論相符，就證明假說是正確的，反之，則說明假說是錯誤的。這是現(xiàn)代科學研究中常用的一種科學方法，叫做假說—演繹法”。

在自然科學發(fā)展歷史進程中，假說—演繹法的雛形最早由古希臘最偉大的哲學家亞里士多德提出，他告誡科學研究工作者要善于觀察記錄自然界發(fā)生的各種現(xiàn)象，要善于從現(xiàn)象中推測機理（真理），再從機理（真理）中演繹出解釋這個自然現(xiàn)象的機制，他進一步提出“歸納——演繹”方法。被譽為“假說—演繹法”的倡導者、現(xiàn)代哲學之父笛卡兒在其出版的暢銷書《哲學原理》中提出真理是從天賦中演繹出來的自然真知。偉大的意大利物理學家和天文學家伽利略指出，物理學是以實驗為基礎的自然科學，是研究自然現(xiàn)象、總結自然規(guī)律的學科，物理學知識之間的聯(lián)系可以用數(shù)學公式準確表達，可以充分體現(xiàn)在科學理論的假說——演繹之中，他進而總結出了用觀察、實驗和數(shù)學方法相結合來研究自然現(xiàn)象的方法，他被尊稱為假說——演繹方法的創(chuàng)立者。世界最杰出的科學家牛頓運用假說——演繹方法建立了光的顏色理論，他的假說——演繹方法的主要步驟如下：（1） 觀察實驗現(xiàn)象，記錄實驗數(shù)據(jù)；（2） 依據(jù)實驗數(shù)據(jù)提出假說內容；（3） 以假說為原理，提出某種理論；（4） 設計實驗驗證假說理論是否正確；（5） 創(chuàng)立科學理論。可以說牛頓在自然科學研究過程中進一步完善并推廣了假說——演繹方法。19世紀中葉，英國哲學家、教育家惠威爾在《假說——演繹中的哲學》一書中提出作為假說至少需要三個必備條件：（1） 能說明自然界已經存在的事實；（2） 能作出不同種類的預言；（3） 能預言人類已有理論不能解釋的現(xiàn)象或事實。因此，惠威爾進一步豐富和發(fā)展了“假說—演繹法”的概念內涵。

二、 “假說—演繹法”教學案例分析

“光合作用的發(fā)現(xiàn)”假說—演繹法教學流程：

1. 觀察現(xiàn)象：教師講述比利時科學家海爾蒙特的實驗。

2. 提出問題：植物增加的重量是來自水嗎？

3. 分析問題：從生態(tài)學的視角分析，植物生長需要哪些物質？還受哪些非生物因素的影響？水、陽光、空氣。看來海爾蒙特的實驗有很大的局限性。教師指導學生閱讀光合作用的發(fā)現(xiàn)史。

4. 形成假說：光合作用需要水，光合作用需要光，光合作用需要空氣，光合作用產生淀粉。

5. 演繹推理：植物在光下吸收CO2和H2O進行光合作用合成了淀粉，從而使自身的重量得以增加。

6. 實驗驗證：分小組分別設計相應的實驗加以驗證。

7. 得出結論：預期結果與實驗結果一致，得出光合作用確實存在的科學結論。

此外，基因的分離定律和自由組合定律、基因在染色體上、DNA的結構和復制、斯他林和貝利斯的促胰液素的發(fā)現(xiàn)實驗等內容都較好地運用了假說—演繹法，限于篇幅，不再一一闡述。在高中生物學教學過程中，教師通過假說—演繹法，對學生將要學習的知識進行假設，然后引導學生進行演繹推理，再通過實驗加以驗證，讓學生經歷了與科學家發(fā)現(xiàn)真理的類似的過程，培養(yǎng)了學生勇于探究、頑強拼搏的科學精神和科學態(tài)度，提升了學生運用理論知識解決實際問題的能力。因此，采用假說—演繹法進行課堂教學，對于落實每個模塊在高中生物課程中的價值以及提高學生的生物科學素養(yǎng)的課程理念具有極其重要的作用。

參考文獻：

[1] 中華人民共和國教育部.普通高中生物課程標準（實驗）[M].北京：人民教育出版社，2003.

[2] 人民教育出版社課程教材研究所.普通高中課程標準實驗教科書生物必修2《遺傳與進化》[M].北京：人民教育出版社，2004.

作者簡介：丁財良，福建省邵武市，福建省邵武市第四中學。endprint