假說是指根據已知的科學事實和科學規律,對未知的科學事實和規律所作的一種推斷和解釋。新課程改革首次將假說作為教學內容編入科學類教材.體現了假說這一基本的科學方法,對培養學生科學探究能力具有不可缺少的作用。
1 假說的基本特征
1.1 科學性和推測性
假說不是無根據的猜測和幻想,而是人們以已認識并掌握了的有關科學知識為依據,以一定的確實可靠的事實材料為基礎,并按照科學邏輯的方法推理而成。如美國生物學家沃森和英國物理學家克里克,根據DNA衍射圖譜和“腺嘌呤的量總是等于胸腺嘧啶的量、鳥嘌呤的量總是等于胞嘧啶的量”等知識,提出了“DNA雙螺旋結構模型”。任何假說都是對未知現象或規律的猜想,帶有假定、猜測和想象等成份,尚未達到確信可靠的程度,有待于日后的檢驗和論證。有些假說可能被證偽而淘汰,也有些假說可能被進一步的修正、補充和完善,最后上升為理論。’因此,假說與已證實的科學理論是不同的,只有經過檢驗,得到了證實,假說才能轉化為真正的科學理論。
1.2 預見性和可檢驗性
假說不僅要能解釋已知的事實,而且要能預見新的事實。沃森和克里克在建立“DNA雙螺旋結構模型”后,根據其堿基的特異性配對,又提出了遺傳物質進行復制的一種可能機理,即“遺傳物質進行自我復制的假說”。假說必須能用觀察、實驗等手段加以檢驗,從而判斷它的真偽,不能檢驗其真偽的,不能稱之為假說。1958年,科學家以大腸桿菌為實驗材料,運用同位素示蹤技術,設計了一個巧妙的實驗,證實了沃森和克里克關于遺傳物質進行自我復制的假說。
1.3 多樣性和可變性
科學研究中,對同一現象及其規律可以作出2種不同或多種不同的假說。以供比較研究。如關于發酵問題的爭論就出現過兩派不同的假說,一派主張“生命說”,認為發酵是微生物生命活動的結果;另一派主張“化學說”,認為發酵是化學反應,沒有生命力的作用。他們各自所持的假說觀點在爭論中得到不斷補充、完善和發展。假說通過實踐檢驗可能成為真理而發展成一種理論,也可能成為謬誤而被淘汰,有些可能是部分正確,有些可能隨著實踐過程中的新發現而變化,隨著爭論的發展而修改。
2 假說的教學策略
2.1 通過教師的適當引導,讓學生充分認識假說在科學探究中的核心地位
假說作為科學研究中的核心要素,是形成和發展科學理論的必經途徑。假說對解決問題的方案作了一定的預見性思考,它為收集信息,分析、處理和解釋信息提供了一個框架,因而使制定探究計劃、設計實驗方案有個必要的基礎。而且。科學探究的結論也是圍繞著假說進行的,探究報告最終需要對探究假設是否得到驗證作出明確的結論。可見假說在整個探究活動中起到一種引導性作用,是探究活動的主線,是連接探究問題和實驗的一座橋梁。教師要讓學生充分認識到假說的提出在科學家的探究和學生的探究中的核心地位,明確要實施真正的探究式學習,就不能省掉假說這一環節以及為驗證假說而精心設計的活動。
2.2 通過教材中的范例,讓學生掌握假說的一般過程和方法
許多生物學家在研究生物現象、探索未知世界時,往往科學地提出一些假說,然后利用已知的規律進行分析推理,從而獲得對未知世界的正確認識。人教版高中生物教材中提供了很多科學家進行科學假說的范例,在平時的教學中要充分利用好這些范例,讓學生通過對這些范例的學習,掌握假說的一般過程和方法。如孟德爾以豌豆為材料進行雜交實驗,在觀察和統計分析的基礎上。果斷地摒棄了前人融合遺傳的觀點,通過嚴謹的推理和大膽的想象,提出了關于分離現象原因的假說。并通過測交實驗驗證了他的假說。通過該范例,讓學生掌握假說的基本方法:假說——演繹法。又如薩頓根據基因和染色體行為存在著明顯的平行關系,提出了基因在染色體上的假說,該假說后來被美國生物學家摩爾根所證實。通過該范例,又可以讓學生掌握假說的另一種方法——類比推理。
教材中類似范例還有很多,通過這些范例的學習,不但使學生掌握了假說的基本方法,還讓學生獲得關于假說提出的一般要領:①假說的提出是依據一定的事實而進行的一種思維活動,不是憑空想象、胡亂猜想;②假說的提出既要以已有科學知識作指導,又必須有突破某些傳統舊觀念的勇氣;③假說之后必有驗證活動,通過驗證才能成為科學理論。
2.3 創設探究情境,讓學生經歷假說的過程
教師在組織、引導學生進行探究式教學的過程中,要選擇適當的題材,設置貼近學生認知現狀的探究情境,啟迪學生的思維,讓學生經歷假說的過程。例如,在探究胰島素的來源和作用時,可以創設以下幾個情境來讓學生經歷假說的過程:①前人發現有的人的尿液會吸引螞蟻光顧;②切除胰腺的狗。尿液中會出現葡萄糖,出現糖尿病人癥狀;③班廷等發現結扎狗的胰管,胰腺萎縮,只有內部一團團細胞——胰島活著,并且尿液中無葡萄糖出現;④提取胰島素,治療糖尿病人獲得成功。教師通過真實的情境、明顯的現象,引導學生提出相關的假說,并設計實驗進行驗證,使學生逐步經歷假說的過程。
總之,假說作為一種重要的科學研究方法,它對于理論的形成、發展、豐富和完善都起著極其重要的作用。在生物教學中,教師要通過一定的途徑和方法培養學生提出假說能力。
參考文獻:
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