倪春洪

摘 要：假設(shè)是科學(xué)探究的重要前提，是科學(xué)探究的核心環(huán)節(jié)，能夠為探究者制訂探究計劃、設(shè)計實驗方案明確方向，為收集信息，分析、處理和解釋信息提供依據(jù)，并且對科學(xué)觀察和實驗具有指導(dǎo)作用。教師在生物教學(xué)中要靈活運用各種方法有意識地、有目的地去引導(dǎo)學(xué)生做出假設(shè)，培養(yǎng)與提高學(xué)生提出假設(shè)的能力，為學(xué)生以后的可持續(xù)發(fā)展以及提高學(xué)生的探究創(chuàng)新能力奠定堅實的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：生物教學(xué)；科學(xué)探究；假設(shè)

從科學(xué)的發(fā)展史看，假設(shè)貫穿于整個科學(xué)發(fā)展過程之中，幾乎所有的科學(xué)理論，在其探索和完全確立的過程中，都要先經(jīng)過假設(shè)階段，通過科學(xué)假設(shè)而得到真理。它是科學(xué)探究的核心環(huán)節(jié)，能夠為探究者制訂探究計劃、設(shè)計實驗方案明確方向，為收集信息，分析、處理和解釋信息提供依據(jù)，并且對科學(xué)觀察和實驗具有指導(dǎo)作用，是探究獲得結(jié)論的重要前提。由此可見，在生物探究教學(xué)中，培養(yǎng)和加強學(xué)生做出假設(shè)的能力也就顯得尤為重要。

在科學(xué)探究中，我們把提出問題的答案或指出一個變量以某種方式影響另一個變量的原因稱為假設(shè)。當(dāng)然在生物課堂上，假設(shè)主要就是學(xué)生綜合過去的觀察或經(jīng)驗以及學(xué)生所理解的科學(xué)原理有邏輯地進行推理，提出與觀察結(jié)果相一致的解釋，就形成了科學(xué)探究的假設(shè)。

既然假設(shè)對于科學(xué)探究如此重要，那么我們在生物教學(xué)中，就必須采取一定的措施來加強學(xué)生做出科學(xué)合理的假設(shè)的能力。

一、明確科學(xué)假設(shè)的步驟

步驟1：根據(jù)解決問題的需要獲取必要的、適量的信息，這種信息可以是多方面的，如學(xué)生已有的或通過活動獲取的，經(jīng)教師點撥讓學(xué)生自己呈現(xiàn)出來；可以由教師在課堂教學(xué)中提供，如語言描述、文字圖片資料，也可以是視頻資料、實物資料、演示實驗資料等等。

步驟2：根據(jù)獲取的信息，對信息中出現(xiàn)的問題、現(xiàn)象、疑惑做出合理的推測和解釋，并要求說明幾個要素（主要是實驗變量與反應(yīng)變量）之間的關(guān)系。

步驟3：根據(jù)推測的結(jié)果，經(jīng)過分析論證，通過一定的推理和判斷，去偽存真，再運用精準(zhǔn)性的語言，進行歸納總結(jié)，最終做出合理的假設(shè)。

這三個步驟是一個典型的做出假設(shè)的過程。由此可以看出，做出假設(shè)的過程實際上是一個嚴(yán)密的邏輯推理的過程。它所包含的幾個步驟環(huán)環(huán)緊扣，前一個步驟是后一個步驟的基礎(chǔ)，后一個步驟又是以前一個步驟為起點的。

二、培養(yǎng)學(xué)生做出假設(shè)的策略

（一）通過直覺思維做出假設(shè)

直覺思維是指人腦不借助于邏輯推理而綜合運用已有知識、表象和經(jīng)驗知覺，以高度省略、簡化、濃縮的方式洞察科學(xué)事物的本質(zhì)，并迅速做出猜測、設(shè)想和突然頓悟的思維?？茖W(xué)上許多重大的突破，與直覺思維有密切的關(guān)系，而且直覺思維有利于確定科學(xué)問題解決的方向和途徑。直覺思維是中小學(xué)生思維的重要形式，這是由學(xué)生的思維發(fā)展水平?jīng)Q定的。例如在探究種子萌發(fā)需要的外界條件的活動中，學(xué)生會很快做出種子萌發(fā)的外界條件有水、空氣、溫度、土壤、光等的假設(shè)。在教學(xué)過程中，我們有一些教師對任何問題總是要求學(xué)生講清“為什么”，總是注重過程的嚴(yán)密和步驟的遞進，過分強調(diào)學(xué)生的思維分析，就會抑制學(xué)生的直覺思維的發(fā)展，從而阻礙他們的智力發(fā)展和直覺天賦的張揚，喪失了一種有效解決問題的途徑。例如在前例中有的學(xué)生做出種子萌發(fā)的外界條件有空氣的假設(shè)，你如果問他“為什么”，該學(xué)生由于知識經(jīng)驗的限制，可能回答不出來。適當(dāng)?shù)貑栆粏枴盀槭裁础笔强梢缘模荒軐γ恳粋€假設(shè)都問“為什么”，時間長了，會對學(xué)生的心理造成壓力，學(xué)生生怕回答不了而不敢做出假設(shè)。

因此，在探究教學(xué)過程中，為了加強學(xué)生利用直覺思維進行猜想假設(shè)，我們應(yīng)鼓勵學(xué)生大膽猜測，寬容學(xué)生即興回答，甚至要給予強化，防止好的假設(shè)稍縱即逝。

（二）通過觀察實驗做出假設(shè)

觀察和實驗是生物學(xué)的基礎(chǔ)，生物學(xué)中大多數(shù)科學(xué)理論的發(fā)現(xiàn)和建立離不開觀察和實驗，觀察和實驗也是學(xué)生學(xué)習(xí)、獲取知識最有效的途徑之一。學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問題后，通過特定的觀察順序觀察研究對象，搜索各個方面的信息（比如生物的分類位置、生物的形態(tài)特征、生物生存的環(huán)境因素、生物與人類的關(guān)系等），然后通過對比、分析，再對問題進行嘗試性的回答。通常情況下，當(dāng)因觀察而受到啟發(fā)時，人們往往會提出某種假設(shè)。例如在學(xué)習(xí)有關(guān)鯽魚知識一節(jié)中，學(xué)生對鯽魚的感性認識比較豐富，都見過、吃過，但平時不注意觀察，對魚沒有一個正確認識。于是筆者先讓學(xué)生觀看有關(guān)水中魚的生活的視頻（圖1為視頻截圖），在恰當(dāng)時機提出相關(guān)問題：鯽魚的體色、體形怎樣？有什么作用？它的嘴一張一合在干什么？在喝水嗎？這樣下去會不會把它撐死？……這些問題能促使學(xué)生去想、去發(fā)現(xiàn)并急于解決，從而得出假設(shè)。

（三）利用類比推理做出假設(shè)[1]

類比是根據(jù)兩個（或兩類）對象之間在某些屬性上的相同或類似，類推出它們的其他屬性也可能相同或相似的一種邏輯方法。類比法是提出科學(xué)假設(shè)的重要途徑，許多科學(xué)概念、規(guī)律、理論的提出都借助于類比，科學(xué)上的很多重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明，往往源于類比假設(shè)，如DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)，首先就是借助于類比法做出的假設(shè)。在生物教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生通過類比，將不同知識聯(lián)系起來，從而加深對科學(xué)知識的理解，提高提出假設(shè)的能力。例如在探究學(xué)習(xí)植物的蒸騰作用時，可以先簡單地把蒸騰作用類比為水的蒸發(fā)現(xiàn)象（如圖2a），假設(shè)形成后，通過實驗探究得出植物中的水分以水蒸氣的形式通過葉的氣孔散失到空氣中，這就是植物的蒸騰作用（如圖2b）。

（四）構(gòu)建生物模型做出假設(shè)

對實際問題進行研究往往很復(fù)雜，牽涉眾多的因素，為了便于分析和研究，科學(xué)上常采用一種“簡化”的方法，即對實際問題進行科學(xué)的抽象化處理，抓住其主要因素，忽略其次要因素，得出一種能反映問題本質(zhì)特性的理想物質(zhì)或假設(shè)結(jié)構(gòu)，這種理想物質(zhì)或假設(shè)結(jié)構(gòu)就稱之為模型。

例如在探究生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性活動中，我們可以制作小生態(tài)瓶（如圖3a）這一模型來模擬自然界中的生態(tài)系統(tǒng)，然后根據(jù)模型啟發(fā)學(xué)生做出假設(shè)，如當(dāng)我們改變小生態(tài)瓶中的水的多少、魚蝦數(shù)量的多少、水草的有無或多少、光的有無（如圖3b）時對小生態(tài)瓶中其他生物生存或數(shù)量有什么影響，這樣我們就達到建立假設(shè)進行探究之目的。

一個好的模型，可以簡化從已知事實預(yù)見新事實的過程，也就便于直觀、形象地提出假設(shè)。

三、明確形成科學(xué)假設(shè)的條件

假設(shè)本身并不能說明變量之間的關(guān)系，假設(shè)不能作為進行推理的依據(jù)，而必須經(jīng)過實驗驗證，才能確定其真?zhèn)巍Ｒ龅郊僭O(shè)能夠被檢驗，我們在平時的探究教學(xué)活動中，應(yīng)讓學(xué)生懂得形成一個好的假設(shè)至少具備以下五個基本條件。

（一）假設(shè)要有科學(xué)性

盡管假設(shè)是一種有待驗證的猜測，但這并不意味著可以隨意進行。也就是說，假設(shè)要有一定的科學(xué)依據(jù)，建立在明確的概念、已有的科學(xué)理論和科學(xué)事實的基礎(chǔ)上，并且得到了一定的、初步的、尚未成熟的科學(xué)論證，與早先的、類似的正確結(jié)論是一致的，而不是毫無事實根據(jù)的推測和主觀臆斷。

（二）假設(shè)要具備實驗變量對反應(yīng)變量的影響

假設(shè)應(yīng)當(dāng)表明兩個或多個變量之間的關(guān)系。在教學(xué)研究的過程中，變量之間的關(guān)系是十分復(fù)雜的，但作為一項探究，必須明確地表述所研究問題中的某些變量之間的關(guān)系，當(dāng)然這種變量可以有不同的表述形式。

例如探究蚯蚓在什么物體表面爬得快的活動中，我們可以做出一個合理的假設(shè)是蚯蚓在表面粗糙的物體上比在表面光滑的物體上爬得快。其中，實驗變量就是物體表面粗糙程度，反應(yīng)變量就是兩個物體表面上通過相等距離所用的時間多少。

（三）假設(shè)必須能夠被操作、被觀測

例如在探究酸雨對種子萌發(fā)的影響的活動中，不同pH的酸雨可用食用白醋配好的不同pH的溶液代替，對種子萌發(fā)情況的影響可以通過測定種子的發(fā)芽率來表示。

（四）能用語言文字確切地表達出來

一個問題的假設(shè)在心中形成后，需要向別人表明自己的觀點。因此假設(shè)必須要用語言文字清晰準(zhǔn)確地表達出來，表述假設(shè)的語言應(yīng)當(dāng)清楚明白，不能含混不清、模棱兩可。這樣做既可使自己深思熟慮，表明對這個問題的認識是明確清楚的，也可便于別人理解思考自己所提出的假設(shè)，清楚地知道所研究問題的內(nèi)容和性質(zhì)，并對假設(shè)進行評價性的分析。

（五）假設(shè)所表明的內(nèi)容應(yīng)該是可以檢驗的[2]

提出問題做出假設(shè)是探究問題的開始，探究的最終目的是要按照這種假設(shè)進行實驗搜集材料，最后驗證假設(shè)是否成立。因此，對于一項探究活動中所做出的假設(shè)，應(yīng)該具有可檢驗性。例如在探究生命起源的活動中，某學(xué)生做出的“有機小分子是由無機小分子轉(zhuǎn)變成的”的假設(shè)自己無法檢驗，現(xiàn)代科學(xué)研究者也必須借助模擬實驗才能做到。

在教學(xué)中，學(xué)生容易出現(xiàn)的問題有：做出毫無道理的假設(shè)，信口開河；提出的假設(shè)不能檢驗；假設(shè)提出的形式不恰當(dāng)，不具備實驗變量對反應(yīng)變量的影響。教師針對這些常見的問題，應(yīng)加強學(xué)生在這方面的訓(xùn)練，逐步提高學(xué)生提出假設(shè)的質(zhì)量。

總之，引導(dǎo)學(xué)生做出合理的假設(shè)，從而提高學(xué)生的科學(xué)探究能力是生物教學(xué)改革的目標(biāo)。教師在生物教學(xué)中要靈活運用各種方法有意識地、有目的地去引導(dǎo)學(xué)生做出假設(shè)，培養(yǎng)與提高學(xué)生提出假設(shè)的能力，為學(xué)生以后的可持續(xù)發(fā)展以及提高學(xué)生的探究創(chuàng)新能力奠定堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]劉廣.談?wù)劜孪肱c假設(shè)[J]. 物理通報，2004（6）：12-14.

[2]李懷強.引導(dǎo)學(xué)生做好假設(shè)[J].生物學(xué)教學(xué)，2004，29（1）：6-8.