生物探究性學習中假設的建構

【摘要】本文主要分析了生物學探究學習中假設的特點、形成過程及建構方法，使讀者對假設及其建構有一個較為理性的認識。

【關鍵詞】假設 特點 形成過程 建構方法

【課題項目】全國教育科學“十五”規劃重點課題（項目編號：DFB030284）；廣西教育科學“十五”規劃課題（項目編號：2004C30）；新世紀廣西高等學校教育教學改革工程“十一五”第一批立項項目（項目編號：2009B012）

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2012）05-0089-01

新課程倡導學生的探究性學習，在生物課程標準中也提出學生必須具備“作出假設和預期的能力”。 假設是學生根據已有的知識、經驗，對所研究問題的規律、現象、結果及其產生的原因提出的一種假定性的推測和說明。在探究性學習中，作出的假設能夠為后續的信息搜集、制定研究方案提供基本框架，假設的建構是探究性學習的先導。

1.假設的基本特點

高質量的假設必須同時具有三個基本特性：科學性、可驗證性、預測性。

1．1 科學性 假設的提出應是建立在一定事實基礎之上的，而不是毫無根據的胡亂猜測。假設的科學性這要包括兩層含義：

第一，假設是合理的，用于假設的事實雖然不充分但卻真實可靠。如細菌學家弗萊明從一個長了青霉的細菌培養皿中發現的現象，提出青霉的分泌物是否具有抑制葡萄球菌生活的作用，從而提取出青霉素。弗萊明從偶然發現的現象中，作出合理假設，事實雖是個別，但隨著假設的證實，卻成為青霉素的發明者。

第二，假設應符合已驗證過的事實等。新的假設應能解釋已有事實，如果假設同其中一個事實不符，那么這個假設就應被修正或拋棄。如孟德爾在提出基因的自由組合定律過程中，曾作出兩種假設：（1）兩對等位基因位于同一對同源染色體上；（2）兩對等位基因分別位于兩對同源染色體上。但孟德爾利用減數分裂規律對假設（1）進行解釋時發現F2代只有兩種表現型，與事實存在的4種表現型相違背，故假設（1）不成立。假設一般都要經過提出假設和驗證兩個階段。當提出的假設經驗證與已有事實不相符時，這個假設就應當被修正。

1．2 可驗證性 可驗證性是假設的重要特點，假設必須通過實驗來證實或證偽。就探究性學習而言，假設的可驗證性是指學生作出的假設能用現有事實和方法通過實驗來檢驗。

1．3 預測性 假設是根據已有客觀事實，針對要研究的問題而提出的一種試探性的想法和預見性思考，因此具有一定的預測性。

1．4 表述的明確性 假設就其組成而言，包含已知事實和推測性假定兩種基本成分。假設通過這兩種成分的搭配明確問題，在條件與結果之間建構設想。[1]因此，假設要以敘述的方式說明兩個或多個變量之間的關系，且表述要明確、準確。例如“低溫抑制酶的活性”這一假設，對兩個變量：低溫和酶活性之間就存在明確的關系（抑制）。

2.假設形成的過程

通常來說，作出一個科學假設往往要經過三個步驟：獲取與問題相關的信息；根據獲得的信息作出推斷；根據推斷作出假設。[2]這三個步驟是一個典型的作出假設的過程，它所包含的三個步驟是環環相扣的。

2．1 起點 發現和分析現象，確定想探究的問題。比如：魚在水里能自由地游動，但是它沒有腿，那么，它是靠什么結構提供力量支持它運動的呢?

2．2 形成 在確定想探究的問題之后，在已有的知識與事實的基礎上，提出一種推測性假設。如果出現幾種假設，那么，要在充分分析的基礎上，選擇一個最合理、最可能成立的假設。比如上述例子，提出假設（1），可能是口吞水后從鰓向后排出的反推力；假設（2），可能是尾鰭的扭動力量 。相比之下，假設（1）只是部分現象，而假設（2）是全部現象，因此最終選擇假設（2）。

2．3 完善 提出一種推測性假設以后，要以此為線索，盡可能運用已有的知識和事實作為論證和補充，使得它盡可能完整與嚴謹。比如：上面的假設可修改為，可能是尾鰭的扭動推動水而借助水的反推力，即反作用力而前進。

當然，這個過程是連貫而綜合的，把它分開來說只不過是為了學生學習時能做到心中有數，事半功倍。

3．假設的建構方法

假設的建構方法很多，常用的有以下四種方法：歸納法、演繹法、類比法、分析因果法。

3．1 歸納法 即從許多個別事實推理出一般原理的方法。運用歸納法形成假設就是從實驗和觀察的事實材料、實驗數據出發，歸納推理出理論性的一般的結果或規律。[3]比如：觀察了多種植物的種子萌發時都是在溫暖的春天，從而作出假設：種子的萌發可能需要較高的溫度。

3．2 演繹法 演繹是從一般性原理推出個別結論的方法。比如，從“結構與功能相適應”的觀點出發，通過觀察發現所有會飛的動物都有翅，飛行是功能，翅是結構，可以作出假設：翅應該是飛行的器官。但需注意的是，要避免用假說去推理假說。

3．3 類比法 類比是指根據兩種或兩類對象之間的某些共同點或相似點推斷出其它方面也可能具有共同點或相似點的方法。比如：達爾文建立的“自然選擇假說”就是與人工選擇現象做類比推導出來的。但是，應當注意的是，類比推理的結論不一定可靠，可能是正確的，也可能是錯誤的，需要通過實驗觀察來證實或證偽。

3．4 分析因果法 簡單地說，該方法是通過對變量控制以后，某一個因素發生改變，另一個因素也隨之改變，則認為這兩個因素之間有因果關系。比如，兩瓶相同的無菌肉汁，在相同的條件下，一個接觸空氣，另一個沒有，一段時間后，接觸空氣的肉汁變壞，而不接觸空氣的肉汁沒有變壞，則可以建構出一個假設：空氣里的某物質可能是使肉汁變壞的原因。

這里雖然介紹了幾種方法，但是，有必要指出的是，在建構假設的時候，往往并不是一種方法單獨的使用，我們把方法分開來說，只是出于學習的方便。真正在建構假設的時候，常常是多種方法的綜合運用。

總之，作出假設是探究性學習非常重要的一個環節，對于培養學生的科學素養有著特殊的價值。

參考文獻：

[1]蘇學明.如何在實驗探究中作出假設與預期[J].生物學通報，2006，41(8):38-39.

[2]張宏濤，何瑜，崔鴻.生物實驗探究中學生假設能力的培養[J].新課程研究，2011，7(227):160-161.

[3]殷加余.培養學生“假設形成”能力的策略[J].生物學教學，2007，32(11):17-19.