高中生物教学中假说――演绎法

高中生物教学中假说――演绎法

高中生物教学中“假说――演绎法”

“假说――演绎法”是高中生物课程标准要求学生必须掌握的科学

方法之一，对于落实“提高每个高中学生的生物科学素养”的课程理

念是至关重要的。以下是本人对“假说―演绎法”学习、教学的点滴体

会。

一、“假说――演绎法”概述

1.“假说―演绎法”的基本内涵

发展为科学理论。观察、实验所检验的常常不是假说本身，而是假说

的推论，即从该假说中逻辑地推导（演绎）出来的描述个别现象或事

件的推论。当然，对假说的实践检验过程是很复杂的，不能单靠一两

个实验来说明问题。

2.“假说――演绎法”的作用

就思维过程的方法论而言，观察――归纳和假说――演绎都是重要的

科学思维方法，从近代科学到现代科学，以观察（实验）――归纳为主

的方法逐渐让位给以假说―演绎为主的方法。这是因为现代科学从总体

上来说，已经不是处在经验材料的收集阶段，而是处于高度的理论概

括和演绎的阶段。由于数学、计算机科学等工具学科的发展，人们能

够凭

借这些工具提出假说，然后演绎出理论体系或具体推论，再通过

观察和实验来检验。“假说――演绎法”被认为是构造科学理论的理想

方法，也被一些人看做科学知识增长的基本模式。牛顿创立光的颜色

理论的过程、爱因斯坦的广义相对论的提出和验证的过程、凯库勒提

出苯分子的环状结构等，都是“假说――演绎法”的典型案例。

二、“遗传与进化”模块中“假说――演绎法”的教学素材

“假说――演绎法”的典型性教学素材是孟德尔用豌豆做一对相对

性状的杂交实验。通过实验，他观察到了F1代并没有像人们预期的那

种表现出两个亲本的性状，而只是表现出一个亲本的性状，但F2代中

表现为性状分离。孟德尔正是观察到F2代出现性状的分离，并且比例

为3:1，他提出了显性性状和隐性性状的概念，并且提出了显性遗传因

子和隐性遗传因子的假设，用以解释产生性状分离现象的原因。孟德

假说演绎出的推论，即如果遗传因子决定生物性状的假说是成立的，

那么根据假说可以对测交实验结果进行理论推导和预测。然后，将实

验获得的数据与理论推导值进行比较，如果二者一致说明假说正确的，

如果不一致则证明假说是错误的。

当然，对假说的实践检验过程是很复杂的，不能单靠一两个实验

来说明问题。事实上，孟德尔做了很多实验都得到了相似的结果，后

来又有数位科学家做了许多与孟德尔相似的观察，大量的实验都验证

了孟德尔假说的真实性之后，孟德尔假说最终发展为遗传学的经典理

论。

“遗传与进化”模块中“假说――演绎法”的教学素材还包括：基

因与染色体关系的探究历程；DNA分子结构、复制方式及中心法则的

提出与证实；遗传密码的破译等等。

“假说――演绎法”不仅是经典遗传学研究的一种重要方法，而且

在现代遗传学的发展历程中发挥了重要的作用。因此，高中生物课标

准在生物2“遗传和进化”模块中要求学生领悟“假说――演译法”是十

分正确的。

三、“假说――演绎法”的教学策略

结果与孟德尔解释的关系，认同孟德尔解释的合理性。关于确保实验

操作的规范性问题，主要是教师对教学的组织，以及采用各小组实验

数据汇总的方式，就可以得到合理的实验结果；关于引导学生分析模

拟实验结果与孟德尔解释的关系问题，需要在教学中抓住以下四个关

键问题:物品模拟的是什么?操作模拟什么?随机取出并组合代表着配子

的随机结合；对模拟实验结果的统计结果与孟德尔单因子杂交实验结

果进行对比等。

通过模拟孟德尔的提出问题、进行分析、形成假说、演绎推理、

设计测交实验，这是对科学发现史的再现，既是思维能力和科学方法

的训练，也是深入理解科学知识的一种重

要途径。

2.剖析孟德尔的科学研究思路

表3〓孟德尔的研究过程与“假说――演绎法”思路的对应关系

通过表3帮助学生理清孟德尔的科学研究思路。同时，引导学生

剖析假说的构想过程。例如，孟德尔提出遗传因子在生物的体细胞中

是成对存在的，并且显性遗传因子对隐性遗传因子具有显性作用，是

基于哪些实验现象做出的假设?控制隐性性状的遗传因子在F1代体细

胞中消失了吗?为什么子二代中隐性性状又出现了?学生自然会联想到

F1自交后代中出现了隐性性状，所以在Fl体细胞中必然含有隐性遗传

因子；而Fl表现的是显性性状，因此F1体细胞中的遗传因子应该是

Dd，并且显性遗传因子对隐性遗传因子具有显性作用。隐性状之所以

在子二代又出现了，是因为在F1细胞中D 与d保持各自的独立性，

没有相互混杂和融合；当F1产生配子时成对的遗传因子彼此分离，分

别进入不同的配子中，当含有d的雌雄配子相遇时就会出现隐性性状。

如此剖析假说的构想过程有利于学生思维的磨炼、智慧的增长，消除

了他们对假说的神秘感。

3.分析“测交”实验，认识“演绎”本质

演绎是在假说的基础上所做的一种逻辑推理，让学生理解孟德尔

研究过程中的哪个步骤是演绎则是教学中的难点。

教学时首先介绍孟德尔选用F1与隐性纯合子进行的测交实验，再

让学生根据孟德尔的假说进行演绎推理，对测交实验结果作出预测，

并画出相应的遗传图解。然后向学生呈现孟德尔的测交实验结果，引

导学生尝试根据测交后代的表现型及其比例，推知F1的配子种类及其

比例，进而推知F1的基因组合方式及其遗传行为，从而掌握科学的测

交验证方法，并明确孟德尔设计的测交实验实际上检验的是推论，即

根据假说对测交实验所进行演绎得到的：杂合子生成配子时具有相对

性状关系的遗传因子（等位基因）分离这一论题；也就是教材中提到

的测交实验结果所要证实的推论：F1究竟是不是杂合体（Dd）如果是

杂合体，生成配子时具有相对性状关系的遗传因子（等位基因）果真

分离吗?

4.留给学生更多思考的时间与空间

活跃的思维是课堂教学成功的保证，在再现孟德尔实验和思维过

程中，不仅有分析、推理、归纳、演绎，还有设计和想象等思维活动，

这对于高一学生来说难度较大。如果按照遗传学史进行教学，学生学

习孟德尔一对相对性状的杂交实验时，应该还没有学过减数分裂的知

识，理解这部分知识并非易事。因此，给学生足够的时间和空间进行

思考和讨论非常重要!教师要有足够的耐心，提出问题或由学生提出问

题，引导学生分析，让学生充分领会和理解。

“假说――演绎法”作为一种科学的思维方法，其核心