“假說演繹法”對高中生物高考的重要性探究

摘 要： 為使學生有良好的精神狀態與專業知識技能應對高考，高中生物教師需要給學生提供足夠的方法指導，現基于此項認知，結合教學實際，先后分析假說演繹法的內涵，師生應用假說演繹法的基本要求以及假說演繹法的兩項重要功能，包括知識內容拓展與實驗設計完善，最后用種群的數量變化內容為例，具體說明假說演繹法的應用過程，希望可以借此給提升學生應試技巧與心理素質提供幫助，讓其在高考中取得更加理想的成績。

關鍵詞： 假說演繹法;高中生物;高考指導

在最新的高中生物學課程標準里面提到：生物學科核心素養中涉及生命觀念、科學探究、科學思維、社會責任等多項內容，其中科學思維在核心素養范圍中的定位是非常關鍵的，而假說演繹法又無疑是科學思維必不可少的一種方法，它通過從提出問題到作出假說，直至最終的得出結論過程，讓原本難以解決的問題得到有效處理，是學生生物學習及面對高考時的得力助手。

一、 假說演繹法的內涵

在開展生物科學研究時，研究者應當掌握科學的方法，而假說演繹法正可以基于其自身的科學性，成為研究者探索未知領域的重要手段。一般認為，假說演繹法側重于在充分的觀察與分析前提下主動提出問題，再通過推理與想象的形式假說解釋或處理問題的方法，然后從假說出發完成演繹推理并進行后期的實驗檢驗，若檢驗時證明實驗結果和預期結論是統一的，則假說成立，若檢驗時證明實驗結果和預期結論不相符合，是假說錯誤，我們可以把假說演繹法的基本過程用下圖來表示。

為了進一步說明假說演繹法的內涵，我們還可以將其與生物教學時常用的類比推理法進行比較，有科學家曾經利用將基因和染色體行為加以類比的形式，得出假說“基因位于染色之上”，這種用類比得出結論的方式固然有一定的邏輯性，然而是否正確卻需要更進一步的具體探討，而如果采取假說演繹法，先假定“基因位于染色之上”的結論，那么接下來需要做的是對應的實驗論證，而非進一步分門別類的探討。當我們能夠區別假說演繹法與類比推理法的不同之處，再對該方法加以應用，便不會出現思考方向的過大偏失。

二、 應考時使用假說演繹法對師生的要求

既然假說演繹法的應用價值值得重視，那么高中生物教師就需要在平時教學與解題指導時，多督促學生利用該方法，與此同時，教師也應當注意到自身與學生要有足夠的能力操作該方法。

首先，對于高中生物教師來講，本身應當具有足夠高的學科教學專業素質，特別是實驗操作技能和實驗指導技能，假說演繹法對于教師的這些方面要求較高，而且因為生物學科所涉及的理論知識較多，因此教師要注意及時指導學生設計恰當的實驗，以便對所假設的理論觀點及時進行檢驗。與此同時，教師還需要掌握必要的知識檢索能力，利用互聯網交流平臺等，充分發現有價值的生物學科教育資源，以便引導學生在廣泛的知識空間內提出假設，不使學生在假說、演繹過程中受到思維的局限。

其次，對于高中生來講，應當使之在教師的指導下掌握一定的科學思維方法，有些學校因為教學有關實驗器材與實驗工具不足，像離心機、PCR儀等的欠缺，無法通過實際實驗操作的辦法提升學生能力，此時只有科學思維方法才能保證假說演繹法各個過程的順利實施，既能對實驗設計過程與效果有合理性的觀察和判斷，也能在講求實證和注重邏輯的前提下提出假說、演繹推理、實際印證。

三、 高中生物備考時假說演繹法的重要性

（一）拓展知識內容

首先，對于高中生物高考準備工作來講，假說演繹法的應用可起到有效拓展教材內容，對學生生物學知識儲備加以豐富完善的作用。我們注意到：在應用假說演繹法時，具體過程往往從一些生活現象、實驗現象開始，學生在這些現象中主動分析判斷、發現問題，并在綜合分析后將問題提出來，接下來學生可基于邏輯推理提出可以準確解釋或回答此問題的假說。整個過程往往需要教師在準備教學時基于教材卻不受限于教材，要求學生能夠主動結合問題收集同教材相關的拓展性知識內容。如果正確使用假說演繹方法，學生必然在有效拓展教材內容方面取得長足進步，從而更加游刃有余地迎接高考的挑戰。

舉例來講，有這樣一道高考題：有一位同學在進行生物分析時，從人的基因組文庫內發現了基因A，然而當這位同學在以大腸桿菌作為受體細胞進行實地研究時，卻沒有得到蛋白A，發生這種情況的原因是什么？為了順利解決此類問題，教師可在平時教學時便指導學生利用假說演繹法做好內容拓展積累，比如可在基因工程部分的教學中，要求學生對DNA文庫與基因組文庫的內容做出對比，主動收集與原核生物、真核生物基因結構以及復制表達等方面相關的材料，再通過設問的形式思考證料、驗證假說，當遇到上述高考題時就會以充分的知識儲備來應對。

（二）提高實驗設計能力

其次，對于高中生物高考準備工作來講，假說演繹法的應用可起到促進學生實驗設計能力提升的作用，而這方面能力的有效應用，對于學生備戰高考是非常有必要的。前文已經述及，假說演繹法從已經發現的問題出發，提出與之相關的假說，再借助合于邏輯的分析演繹形式，取得預期的實驗結果，從而用實驗檢驗的形式對假說的合理性做出判斷。如果高中生物教師能夠在平時便關注到假說演繹法的充分訓練，將會讓學生極大地提升自我設計實驗能力，學生在高考時遇到實驗設計類實驗時，就不會顯得手足無措。

舉例來講，高考中曾經出現過這樣的問題：假設在宿主細胞內不發生堿基之間的相互轉換，請利用放射性同位素標記的方法，以體外培養的宿主細胞等為材料，設計實驗用于確定新病毒類型，并把實驗思路和預期實驗結果寫出來，具體要求是學生所設計的實驗應當包含能夠互相印證的兩個組別。此類問題重點考查學生是否具有足夠的科學素養以及在實驗設計方面的表現，具有一定的難度，學生需要迅速在題干信息中找到重點內容并進行分析。比如若題干信息中包括“假如在宿主細胞中不出現堿基間相互轉換”內容，學生即需要在分析后假設：可以用T與U區分DNA及RNA，而要用什么樣的具體的實驗方法呢？此時可以想到用放射性同位素對堿基進行分別標記，從而區分DNA與RNA。而當看到體外培養宿主細胞的內容時，則又可以嘗試探索怎樣使子代病毒遺傳物質帶有放射性標記，并最終得到理想的實驗驗證結果。事實證明，學生只有正確把握題干中所給出的信息，并擁有足夠強大的實驗設計能力，才能夠在解決類似問題時保持清晰的思路，而在高中生物教學過程之中，假說演繹法的介入，正是學生實驗設計能力提升的行之有效的助推策略。

四、 假說演繹法的備考應用舉例

下面筆者用種群的數量變化內容為例，具體說明假說演繹法的應用過程。

（一）在情境中提出問題

一個理想的情境可以讓學生產生身臨其境般的感受，同時也可以讓學生所提出的問題具有較強的針對性，這對于學生備戰高考是很好的模擬。例如教師可以給學生提供大腸桿菌分裂繁殖多媒體場景，讓學生直觀感受到細菌的幾何級數增長，接下來教師補充說明：約每20分鐘，大腸桿菌便會發生一次分裂，那么大家便可自然熟悉問題：如果在120小時之后，將出現多少數量大腸桿菌？

（二）在分析后假說演繹

師生共同對情境問題加以分析，并做出相應的假設，比如提出前述視頻里面的大腸桿菌不受限制地分裂原因，在分析之后提出假說：假定資源與空間環境無限，那么大腸桿菌種群增長與種群密度無關。

在這樣的假說支持之下，要求學生計算當1個大腸桿菌完成720分鐘時長的分裂之后，能夠出現大腸桿菌的數量是多少，使學生使用曲線、表格、數學方程式等形式加以表示，用1表示起始數量，用n表示繁殖代數，那么n代后大腸桿菌的數量將表示成

N=2n，若某種群起始數量是N0，時間為t，若以λ表示次年為首年數量倍數，則有Nt=N0λT。學生基于數學方程式得到曲線圖，該曲線圖只表示一種假說結果，如果有限資源的自然條件下，這樣的假說是否仍然適用呢，或者除大腸桿菌以外的其他種群是否適用呢？接下來的實驗驗證過程必不可少。

（三）實驗驗證與結果修正

教師指導學生選擇實驗材料，找到一種易于獲取，能夠快速繁殖且方便統計的生物，因此將目標鎖定為酵母菌。然后設計實驗、操作實驗，把酵母菌置于10mL培養液中，每天定時對其進行統計，如實記錄結果，5天后呈現實驗結果，并與前面的理想假說加以對比，從而修正假說，得出完善的實驗結論：若食物、空間、氣候等適宜，種群數量演變接近于理想狀態，若出現外部資源、條件的變化，種群數量相應減少。

五、 總結

在進行科學研究時，科學家應用假說演繹法的情況比較常見，與此同時假說演繹法也是學生養成科學思維與探究精神的重要形式，為了幫助學生更加適應高考場景，高中生物教師需要在平時新課教學與復習中，明確該方法對于教師與學生的基本要求，同時以高考為目標，探索假說演繹法的兩項重要功能，包括知識內容拓展與實驗設計完善，從而為提升學生應試技巧與心理素質服務。

參考文獻：

[1]李楊科，李明隆等.基于思維圖示化的“假說—演繹法”教學實踐：《孟德爾的豌豆雜交實驗一》第2課時課堂實錄[J].教育科學論壇，2019（8）：46-47.

[2]譚桂花，徐宏斌.淺談“假說：演繹法”在高中生物模型建構中的應用[J].中學課程資源，2018（10）：19-20.

[3]唐露珠.“假說—演繹法”在高中生物學教學中的實踐研究：以必修二《遺傳與進化》為例[D].成都：四川師范大學，2018.

[4]肖開秀.基于微課程的高中生物“假說—演繹法”教學實踐：以人教版必修2第1章為例[D].貴陽：貴州師范大學，2017.

[5]盧彥軍.應用“假說—演繹法”提高課堂教學效率的建議[J].生物學教學，2014（11）：64-65.

作者簡介：? 文武，福建省福安市，福建福安市第八中學。