高中生物“假說(shuō)—演繹法”教學(xué)活動(dòng)分析

摘 要：“假說(shuō)—演繹法”是高中生物新課程教材中首次提出的科學(xué)研究方法，領(lǐng)悟“假說(shuō)—演繹法”及其在科學(xué)研究中的應(yīng)用，是高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)及高考命題的新方向。在高中生物課堂教學(xué)中巧用“假說(shuō)—演繹法”，能有效提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)、激發(fā)探究欲望。

關(guān)鍵詞：假說(shuō)—演繹；內(nèi)涵；歷史發(fā)展；案例

在人教版普通高中新課標(biāo)教科書(shū)中首次提出“假說(shuō)—演繹法”的概念和內(nèi)涵。由于是首次出現(xiàn)在教材之中，沒(méi)有引起教師和學(xué)生的足夠重視，它在生物課堂教學(xué)中的價(jià)值常常被淹沒(méi)，課堂教學(xué)效果大打折扣。高中新課標(biāo)生物教材共有三個(gè)必修模塊，在《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》的“課程設(shè)計(jì)思路”中對(duì)每個(gè)模塊的教學(xué)價(jià)值都有明確詳細(xì)的闡述。例如“遺傳與進(jìn)化”模塊的教學(xué)價(jià)值是“有助于學(xué)生領(lǐng)悟假說(shuō)演繹、建立模型等科學(xué)方法及其在科學(xué)研究中的應(yīng)用”。可見(jiàn)，“假說(shuō)—演繹法”對(duì)貫徹落實(shí)新課標(biāo)提出的“提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)”的新課程理念具有無(wú)法比擬的作用。根據(jù)近幾年的教學(xué)實(shí)踐研究與總結(jié)，擬對(duì)“假說(shuō)—演繹法”的內(nèi)涵、歷史發(fā)展、教學(xué)程序及教學(xué)案例試作探討。

一、 “假說(shuō)—演繹法”的內(nèi)涵及其歷史發(fā)展

人教版高中生物必修2《遺傳與進(jìn)化》教材中P7對(duì)“假說(shuō)—演繹法”的概念是這樣描述的：“在觀察和分析基礎(chǔ)上提出問(wèn)題以后，通過(guò)推理和想象提出解釋問(wèn)題的假說(shuō)，根據(jù)假說(shuō)進(jìn)行演繹推理，再通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)演繹推理的結(jié)論。如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期結(jié)論相符，就證明假說(shuō)是正確的，反之，則說(shuō)明假說(shuō)是錯(cuò)誤的。這是現(xiàn)代科學(xué)研究中常用的一種科學(xué)方法，叫做假說(shuō)—演繹法”。

在自然科學(xué)發(fā)展歷史進(jìn)程中，假說(shuō)—演繹法的雛形最早由古希臘最偉大的哲學(xué)家亞里士多德提出，他告誡科學(xué)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(cè)機(jī)理（真理），再?gòu)臋C(jī)理（真理）中演繹出解釋這個(gè)自然現(xiàn)象的機(jī)制，他進(jìn)一步提出“歸納——演繹”方法。被譽(yù)為“假說(shuō)—演繹法”的倡導(dǎo)者、現(xiàn)代哲學(xué)之父笛卡兒在其出版的暢銷(xiāo)書(shū)《哲學(xué)原理》中提出真理是從天賦中演繹出來(lái)的自然真知。偉大的意大利物理學(xué)家和天文學(xué)家伽利略指出，物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，是研究自然現(xiàn)象、總結(jié)自然規(guī)律的學(xué)科，物理學(xué)知識(shí)之間的聯(lián)系可以用數(shù)學(xué)公式準(zhǔn)確表達(dá)，可以充分體現(xiàn)在科學(xué)理論的假說(shuō)——演繹之中，他進(jìn)而總結(jié)出了用觀察、實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)方法相結(jié)合來(lái)研究自然現(xiàn)象的方法，他被尊稱(chēng)為假說(shuō)——演繹方法的創(chuàng)立者。世界最杰出的科學(xué)家牛頓運(yùn)用假說(shuō)——演繹方法建立了光的顏色理論，他的假說(shuō)——演繹方法的主要步驟如下：（1） 觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；（2） 依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)提出假說(shuō)內(nèi)容；（3） 以假說(shuō)為原理，提出某種理論；（4） 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假說(shuō)理論是否正確；（5） 創(chuàng)立科學(xué)理論。可以說(shuō)牛頓在自然科學(xué)研究過(guò)程中進(jìn)一步完善并推廣了假說(shuō)——演繹方法。19世紀(jì)中葉，英國(guó)哲學(xué)家、教育家惠威爾在《假說(shuō)——演繹中的哲學(xué)》一書(shū)中提出作為假說(shuō)至少需要三個(gè)必備條件：（1） 能說(shuō)明自然界已經(jīng)存在的事實(shí)；（2） 能作出不同種類(lèi)的預(yù)言；（3） 能預(yù)言人類(lèi)已有理論不能解釋的現(xiàn)象或事實(shí)。因此，惠威爾進(jìn)一步豐富和發(fā)展了“假說(shuō)—演繹法”的概念內(nèi)涵。

二、 “假說(shuō)—演繹法”教學(xué)案例分析

“光合作用的發(fā)現(xiàn)”假說(shuō)—演繹法教學(xué)流程：

1. 觀察現(xiàn)象：教師講述比利時(shí)科學(xué)家海爾蒙特的實(shí)驗(yàn)。

2. 提出問(wèn)題：植物增加的重量是來(lái)自水嗎？

3. 分析問(wèn)題：從生態(tài)學(xué)的視角分析，植物生長(zhǎng)需要哪些物質(zhì)？還受哪些非生物因素的影響？水、陽(yáng)光、空氣。看來(lái)海爾蒙特的實(shí)驗(yàn)有很大的局限性。教師指導(dǎo)學(xué)生閱讀光合作用的發(fā)現(xiàn)史。

4. 形成假說(shuō)：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(chǎn)生淀粉。

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

6. 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：分小組分別設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。

7. 得出結(jié)論：預(yù)期結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，得出光合作用確實(shí)存在的科學(xué)結(jié)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(jié)構(gòu)和復(fù)制、斯他林和貝利斯的促胰液素的發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)等內(nèi)容都較好地運(yùn)用了假說(shuō)—演繹法，限于篇幅，不再一一闡述。在高中生物學(xué)教學(xué)過(guò)程中，教師通過(guò)假說(shuō)—演繹法，對(duì)學(xué)生將要學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行假設(shè)，然后引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行演繹推理，再通過(guò)實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證，讓學(xué)生經(jīng)歷了與科學(xué)家發(fā)現(xiàn)真理的類(lèi)似的過(guò)程，培養(yǎng)了學(xué)生勇于探究、頑強(qiáng)拼搏的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度，提升了學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。因此，采用假說(shuō)—演繹法進(jìn)行課堂教學(xué)，對(duì)于落實(shí)每個(gè)模塊在高中生物課程中的價(jià)值以及提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)的課程理念具有極其重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：丁財(cái)良，福建省邵武市，福建省邵武市第四中學(xué)。endprint