高中生物“假说—演绎法”教学活动分析

摘 要：“假说—演绎法”是高中生物新课程教材中首次提出的科学研究方法，领悟“假说—演绎法”及其在科学研究中的应用，是高中生物课程标准及高考命题的新方向。在高中生物课堂教学中巧用“假说—演绎法”，能有效提高学生的生物科学素养、激发探究欲望。

关键词：假说—演绎；内涵；历史发展；案例

在人教版普通高中新课标教科书中首次提出“假说—演绎法”的概念和内涵。由于是首次出现在教材之中，没有引起教师和学生的足够重视，它在生物课堂教学中的价值常常被淹没，课堂教学效果大打折扣。高中新课标生物教材共有三个必修模块，在《普通高中生物课程标准（实验）》的“课程设计思路”中对每个模块的教学价值都有明确详细的阐述。例如“遗传与进化”模块的教学价值是“有助于学生领悟假说演绎、建立模型等科学方法及其在科学研究中的应用”。可见，“假说—演绎法”对贯彻落实新课标提出的“提高学生的生物科学素养”的新课程理念具有无法比拟的作用。根据近几年的教学实践研究与总结，拟对“假说—演绎法”的内涵、历史发展、教学程序及教学案例试作探讨。

一、 “假说—演绎法”的内涵及其历史发展

人教版高中生物必修2《遗传与进化》教材中P7对“假说—演绎法”的概念是这样描述的：“在观察和分析基础上提出问题以后，通过推理和想象提出解释问题的假说，根据假说进行演绎推理，再通过实验检验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符，就证明假说是正确的，反之，则说明假说是错误的。这是现代科学研究中常用的一种科学方法，叫做假说—演绎法”。

在自然科学发展历史进程中，假说—演绎法的雏形最早由古希腊最伟大的哲学家亚里士多德提出，他告诫科学研究工作者要善于观察记录自然界发生的各种现象，要善于从现象中推测机理（真理），再从机理（真理）中演绎出解释这个自然现象的机制，他进一步提出“归纳——演绎”方法。被誉为“假说—演绎法”的倡导者、现代哲学之父笛卡儿在其出版的畅销书《哲学原理》中提出真理是从天赋中演绎出来的自然真知。伟大的意大利物理学家和天文学家伽利略指出，物理学是以实验为基础的自然科学，是研究自然现象、总结自然规律的学科，物理学知识之间的联系可以用数学公式准确表达，可以充分体现在科学理论的假说——演绎之中，他进而总结出了用观察、实验和数学方法相结合来研究自然现象的方法，他被尊称为假说——演绎方法的创立者。世界最杰出的科学家牛顿运用假说——演绎方法建立了光的颜色理论，他的假说——演绎方法的主要步骤如下：（1） 观察实验现象，记录实验数据；（2） 依据实验数据提出假说内容；（3） 以假说为原理，提出某种理论；（4） 设计实验验证假说理论是否正确；（5） 创立科学理论。可以说牛顿在自然科学研究过程中进一步完善并推广了假说——演绎方法。19世纪中叶，英国哲学家、教育家惠威尔在《假说——演绎中的哲学》一书中提出作为假说至少需要三个必备条件：（1） 能说明自然界已经存在的事实；（2） 能作出不同种类的预言；（3） 能预言人类已有理论不能解释的现象或事实。因此，惠威尔进一步丰富和发展了“假说—演绎法”的概念内涵。

二、 “假说—演绎法”教学案例分析

“光合作用的发现”假说—演绎法教学流程：

1. 观察现象：教师讲述比利时科学家海尔蒙特的实验。

2. 提出问题：植物增加的重量是来自水吗？

3. 分析问题：从生态学的视角分析，植物生长需要哪些物质？还受哪些非生物因素的影响？水、阳光、空气。看来海尔蒙特的实验有很大的局限性。教师指导学生阅读光合作用的发现史。

4. 形成假说：光合作用需要水，光合作用需要光，光合作用需要空气，光合作用产生淀粉。

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

6. 实验验证：分小组分别设计相应的实验加以验证。

7. 得出结论：预期结果与实验结果一致，得出光合作用確实存在的科学结论。

此外，基因的分离定律和自由组合定律、基因在染色体上、DNA的结构和复制、斯他林和贝利斯的促胰液素的发现实验等内容都较好地运用了假说—演绎法，限于篇幅，不再一一阐述。在高中生物学教学过程中，教师通过假说—演绎法，对学生将要学习的知识进行假设，然后引导学生进行演绎推理，再通过实验加以验证，让学生经历了与科学家发现真理的类似的过程，培养了学生勇于探究、顽强拼搏的科学精神和科学态度，提升了学生运用理论知识解决实际问题的能力。因此，采用假说—演绎法进行课堂教学，对于落实每个模块在高中生物课程中的价值以及提高学生的生物科学素养的课程理念具有极其重要的作用。

参考文献：

[1] 中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准（实验）[M].北京：人民教育出版社，2003.

[2] 人民教育出版社课程教材研究所.普通高中课程标准实验教科书生物必修2《遗传与进化》[M].北京：人民教育出版社，2004.

作者简介：丁财良，福建省邵武市，福建省邵武市第四中学。endprint