摘 要 針對目前大部分學(xué)生不會或不善于提出有效假說的現(xiàn)狀，嘗試?yán)谩叭h(huán)一表”模式法（即三個環(huán)節(jié)，一張“提出假說能力訓(xùn)練工具表”），以教材所提供的資源為案例，引導(dǎo)學(xué)生明確假說的概念和提出假說的一般步驟，讓“提出假說”不再神秘，同時增強并強化學(xué)生在探究能力習(xí)得方面的自我效能感，促進(jìn)提出假說能力的提升。

關(guān)鍵詞 提出假說 “三環(huán)一表”模式法 生物學(xué)教學(xué)

中圖分類號 G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 B

全面提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)是新一輪課程改革的核心任務(wù)，掌握一定的科學(xué)方法是提高生物科學(xué)素養(yǎng)的一部份。其中提出假說就是一種重要的科學(xué)方法。假說在探究中占有核心地位，是科學(xué)思維的主要要素。教師引導(dǎo)學(xué)生多進(jìn)行有科學(xué)根據(jù)的假說，是智力和思維發(fā)展的一個重要方法。在生物學(xué)發(fā)展過程中有很多重要理論都是先提出假說，然后再對該假說進(jìn)行驗證的基礎(chǔ)上得到結(jié)論的，如孟德爾的基因分離定律和自由組合定律的提出。因此對學(xué)生進(jìn)行“提出假說能力訓(xùn)練”具有現(xiàn)實性和必要性。

1 明確假說和提出假說概念

假說是指在一定的經(jīng)驗材料即實驗、觀察現(xiàn)象和結(jié)果等的基礎(chǔ)上，以一定的科學(xué)知識即科學(xué)原理為依據(jù)，對自然界或生物學(xué)實驗中的可以觀察到的現(xiàn)象提出一種尚待通過科學(xué)實驗檢驗的推測或猜想。

提出假說是一個依據(jù)感性材料做出理性思考的過程。在這個過程中，理性思維起著重要的作用，即對該假說所涉及的有關(guān)生物學(xué)的基本知識、基本原理必須進(jìn)行深入的理解。因此假說的提出要有實驗和觀察的依據(jù)，并且需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懙南胂?。同時假說仍需要通過觀察和實驗進(jìn)一步驗證和完善。

2 提出假說的“三環(huán)一表”模式法及其理論來源

（1） 科學(xué)家在探究過程中，提出假說的步驟一般可分為三個環(huán)節(jié)。

第一環(huán)節(jié)：搜集大量素材，產(chǎn)生科學(xué)問題，即在大量的實驗、現(xiàn)象、觀察和結(jié)果基礎(chǔ)上產(chǎn)生疑問。如在孟德爾的雜交實驗中實驗者通過大量的實驗，觀察到的現(xiàn)象有：豌豆子一代只出現(xiàn)顯性性狀，子二代出現(xiàn)性狀分離，并沒有出現(xiàn)當(dāng)時盛傳的融合遺傳。這是為什么？在這些實驗現(xiàn)象面前產(chǎn)生了疑問。

第二環(huán)節(jié)：尋求理論支持，形成初步假說。為了回答第一環(huán)節(jié)提煉出的科學(xué)問題，要求實驗者發(fā)揮其主體性，充分運用各種有關(guān)的科學(xué)原理，對第一階段獲得的客觀事實展開歸納和演繹、分析和綜合、類比和想象等思維活動，形成假說的基本觀點。如孟德爾針對第一環(huán)節(jié)產(chǎn)生的疑問，尋找科學(xué)原理的支撐，由于當(dāng)時孟德爾接受了化學(xué)上的發(fā)現(xiàn)及“分子—原子”理論。在這個原理基礎(chǔ)上，孟德爾經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懴胂?，形成初步的假說。即生物的性狀是由一個個獨立的顆粒（遺傳因子）決定的;在遺傳過程中，這些顆粒既不相互融合，也不會在傳遞中消失;并且認(rèn)為每個因子決定著一種特定的性狀，其中決定顯性性狀的為顯性遺傳因子，用大寫字母（如D）來表示;決定隱性性狀的為隱性遺傳因子，用小寫字母（如d）來表示;且當(dāng)D和d同時出現(xiàn)時，呈現(xiàn)顯性性狀。

第三環(huán)節(jié)：確定假說內(nèi)容，進(jìn)行演繹完善。假說的具體內(nèi)容是對已知現(xiàn)象的解釋和預(yù)見，仍需要通過觀察和實驗進(jìn)一步驗證和完善。如孟德爾把形成的初步假說確定為假說具體內(nèi)容，并設(shè)計了巧妙地測交實驗驗證了這一假說。

從上可以看出這三個環(huán)節(jié)是環(huán)環(huán)相扣，循序漸進(jìn)的。第一環(huán)節(jié)是假說的出發(fā)點和客觀依據(jù)，第二環(huán)節(jié)是假說基本觀點的提出，第三環(huán)節(jié)是假說具體內(nèi)容的確定和演繹。用流程圖形式表示如圖1所示。

（2） 學(xué)生的探究性學(xué)習(xí)是模擬科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)探究那樣，在教師所創(chuàng)設(shè)的一種類似于學(xué)術(shù)研究的情境中，通過自身自主、獨立地發(fā)現(xiàn)問題、實驗、操作、調(diào)查、信息搜集與處理、表達(dá)與交流等探索活動，獲得知識技能，發(fā)展情感與態(tài)度，培養(yǎng)探索精神和創(chuàng)新能力的學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)過程。從學(xué)習(xí)目的來看，主要是讓學(xué)生體驗科學(xué)探究的過程，掌握一些科學(xué)探究的方法，從而增強探究意識，培養(yǎng)探究能力，是一種特別重“過程”的學(xué)習(xí)方式。

筆者根據(jù)以上科學(xué)家探究中提出假說的三個環(huán)節(jié)，以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)，結(jié)合自己教學(xué)中對學(xué)生進(jìn)行提出假說能力訓(xùn)練的實踐，擬定“提出假說能力訓(xùn)練工具表”（表1），幫助學(xué)生主動地根據(jù)自己的經(jīng)驗，通過信息加工活動建構(gòu)知識體系。

（3） 由于學(xué)生的探究性學(xué)習(xí)是像科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)探究那樣的學(xué)習(xí)方式，因此兩者之間具有諸多的相似性。三個環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，對于如何提出假說說明了程序性的操作步驟?！疤岢黾僬f能力訓(xùn)練工具表”則是把三個環(huán)節(jié)中零散的觀點進(jìn)行科學(xué)歸納列入表中，使得整個訓(xùn)練過程更加直觀與全面，獲得整體性的認(rèn)知，同時建構(gòu)的新知識體系更為精煉與系統(tǒng)。基于上述考慮，筆者在“提出假說訓(xùn)練”教學(xué)時將該工具表（表1）和上面的流程圖（圖1）配合使用統(tǒng)稱為“三環(huán)一表”模式法。

3 “三環(huán)一表”模式法的應(yīng)用案例

（1） 現(xiàn)用的人教版教材中有很多可供于進(jìn)行“提出假說能力訓(xùn)練”的課程資源，同時不同的教師對于同樣的教學(xué)內(nèi)容可以有不同的處理方式。這就是常說的“教無定法”、“同課異構(gòu)”。筆者結(jié)合自身的教學(xué)實踐，羅列人教版必修模塊中明顯可供于“提出假說能力訓(xùn)練”的部分內(nèi)容見表2。

（2） “三環(huán)一表”模式法具體應(yīng)用案例。

以人教版必修1第四章第2節(jié)“細(xì)胞膜流動鑲嵌模型”的教學(xué)作為應(yīng)用案例（圖2）。

根據(jù)以上的教學(xué)活動中總結(jié)“三環(huán)一表”為：

第一環(huán)節(jié)：感知大量的實驗現(xiàn)象、結(jié)果（如歐文頓、荷蘭科學(xué)家、羅伯特森等的實驗結(jié)果）以及對所涉及的有關(guān)概念即基本知識、基本原理（如相似相容原理、磷脂分子理化性質(zhì)等）進(jìn)行深入的理解。

第二環(huán)節(jié)，根據(jù)感性材料運用相關(guān)的概念對客觀對象做出判斷，即有所斷定和推理（如細(xì)胞膜由磷脂和蛋白質(zhì)組成、磷脂分子必然排列為兩層，電鏡下所見暗-亮-暗三層結(jié)構(gòu)為蛋白質(zhì)-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)）。

第三環(huán)節(jié)根據(jù)已知的判斷推理，進(jìn)行大膽的想象（如生物膜的靜態(tài)統(tǒng)一結(jié)構(gòu)、生物膜流動鑲嵌模型）。

再用“提出假說能力訓(xùn)練工具表”歸納為表3。

3 提出假說能力訓(xùn)練在教學(xué)中的優(yōu)化策略

（1） 假說的提出必須基于大量的實驗、觀察現(xiàn)象和結(jié)果。因此所需要的樣本數(shù)要盡可能得多。在推理過程中常用到類比推理和歸納推理兩種思維方法。類比推理需要類比的是兩類事物的本質(zhì)屬性，樣本越大，找到的屬性更易接近于物質(zhì)的本質(zhì)屬性。而在歸納推理過程中是從個別到一般的研究過程，除完全歸納推理外得到的推論范圍會超出原理的個別，因此結(jié)論具有或然性，增大樣本數(shù)，使或然性更多的靠近應(yīng)然性。這樣就對學(xué)生和教師都提出了較高的要求。① 教師應(yīng)善于使用教材或自身收集的材料巧妙地創(chuàng)設(shè)適當(dāng)?shù)膯栴}情境，激發(fā)學(xué)生的問題意識，發(fā)現(xiàn)并提出問題。因為提出假說是以學(xué)生對問題的困惑為先導(dǎo)的。教師在教學(xué)時選擇恰當(dāng)?shù)乃夭?，設(shè)置適當(dāng)?shù)那榫骋龑?dǎo)學(xué)生積極思維是提出假說訓(xùn)練很關(guān)鍵的一步。這個步驟既要結(jié)合教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成，更要考慮學(xué)生的已有的認(rèn)知水平和生活經(jīng)驗等因素來設(shè)置問題，使得該問題著在學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”。② 學(xué)生需要有較完善的認(rèn)識結(jié)構(gòu)，完善的認(rèn)知結(jié)構(gòu)是提出“假說”的寬厚根基。正如心理學(xué)家加涅認(rèn)為，學(xué)生對探究的問題要有較廣的背景知識，才有可能發(fā)現(xiàn)并提出問題。如果學(xué)生對某一問題全然不知的話，就不可能對所提供的大量信息進(jìn)行選擇、整合、編碼，也就不可能作出有效的思考。學(xué)生進(jìn)行猜測與假設(shè)的過程實際上就是“主體的科學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)對當(dāng)前面臨的新知識、新問題進(jìn)行的預(yù)測性的重組、整合的過程”，通過猜想與假沒“使外部知識與內(nèi)部創(chuàng)造的不平衡達(dá)到暫時的平衡”。

（2） 提出假說的過程中還需要科學(xué)思維方法的指導(dǎo)，如善于對學(xué)生進(jìn)行歸納推理、類比推理等方法的指導(dǎo)。這恰如為學(xué)生提出“假說”提供一副“腳手架”，以便學(xué)生沿著腳手架向上攀登，最后懂得如何構(gòu)建“假說”。因此在教學(xué)過程中，教師對學(xué)生進(jìn)行學(xué)法、科學(xué)思維的指導(dǎo)很有必要。

（3） 提出假說需學(xué)生認(rèn)知范圍內(nèi)科學(xué)原理來搭橋。在嚴(yán)謹(jǐn)推理的過程中，一些科學(xué)原理的獲取途徑是多方面的，更經(jīng)常的時候需要跨學(xué)科的理論支撐。物理原理如分子運動原理;化學(xué)原理如相似相溶原理以及數(shù)學(xué)模型如概率分布原理，甚至一些社會科學(xué)中如哲學(xué)原理、宗教的思想都可能作用在生物的發(fā)展過程中。在進(jìn)行推理時，教師應(yīng)當(dāng)拓展科學(xué)家當(dāng)時所在時代的科技理論發(fā)展，也就是找出當(dāng)時的推理依據(jù)，這樣使假說的提出才具有現(xiàn)實性和可行性。