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谈谈“假说——演绎法”

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假说——演绎法”是现代科学研究中常用的一种科学方法,是一种解释归纳推理,是形成和构造科学理论的一种重要思维方法。教师正确运用“假说——演绎法”的思维模式去分析教材,处理遇到的实际问题,能达到事半功倍的效果。

因此,本文从“假说——演绎法”的含义、特点、形式及应用举例等方面谈些粗浅的认识。

假说必须经过科学实践的检验才能发展为科学理论。演绎是从一般到个别的逻辑推理方法。演绎推理与归纳推理相反,它是从已知的某些一般原理、定理、法则、公理或科学概念出发,推论出新结论的一种科学思维方式和科学研究方法。

一、“假说——演绎法”的形式

假说演绎推理可用公式表示如下:

如果H,那么E,

E_____

所以H可能真。

上述表达式中,H表示所提出或论证所依据的假设,E表示对未知事物的预测,“如果H,那么E”表示从假说演绎出对已知事物的解释或未知事物的预测。

二、假说演绎推理的解释

假说演绎推理,实质上是一种解释归纳推理,即通过归纳得到的结论只能是一个假说,这个假说的合理性有多大,即归纳所得结论的可靠性有多大,需要接受事实的检验。如果假说能够合理地解释已知的或可预测的经验事实,则假说的确证度就增大。

假说演绎推理与溯因推理既有联系,又有区别。假说演绎推理是在溯因推理的基础上进行的。通过溯因推理,在已知的事实E和科学原理(如果H,那么E)的基础上推测出结论(假说)H以后,如何确定这个假说(结论)的可靠性呢?这就需要从假说H得到确证。因此,溯因推理是一种发现(假说)的方法,假说演绎推理则是一种验证(假说)的方法。

三、“假说——演绎法”的基本特点

在科学研究过程中,研究者在观察、实验的基础上,对所获得的事实材料进行加工制作,首先提出某种作为理论基本前提的假说来,然后以假说作为出发点,逻辑地演绎出可由经验检验的结论,构成一个理论系统。用这个理论系统解释和预见所研究对象系统的各种现象,并用实验来进行检验和修正。通俗地讲,“假说——演绎法”是在观察和分析基础上提出问题以后,通过推理和想象提出解释问题的假说,根据假说进行演绎推理,再通过实验检验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符,就证明假说是正确的;反之,则证明假说是错误的。

四、“假说——演绎法”应用举例

1.基因分离定律和自由组合定律的发现,基因位于染色体上的证实。美国遗传学家萨顿发现,孟德尔假设研究,对基因与染色体关系的探究历程也是假说——演绎的过程。

孟德尔用豌豆做实验研究一对相对性状(以下简称孟一)和两对相对性的(以下简称孟两)遗传规律,以及摩尔根用染色体做实验证明基因在染色体上(以下简称摩尔根)。下面针对人教版高中生物教材内容,根据假说——演绎法的步骤进行列举并作以比较。

(1)实验。

孟一 孟两

P纯种高茎×纯种矮茎P纯种黄色圆柱×纯种绿色皱粒

F1高茎F1黄色圆柱



F2高茎矮茎F2黄色圆柱绿色圆柱黄色皱粒绿色皱粒

摩尔根

P红眼雌×白眼雄

F1红眼(雌、雄)

(雌雄)

F2红眼(雌、雄)白眼(雄)

(2)观察和分析。

孟一:无论正交,还是反交,F1代总是高茎,F2生性状分离。

孟两:无论正交还是反交,F1代都是黄色圆柱,F2代出现新的性组合。

摩尔根:F1全为红眼,F2红眼和白眼数量比是3∶1,这样的遗传表现符合分离定律,表明果蝇的红眼和白眼受一对等位基因控制,白眼性状总是与性别相联系。

(3)提出问题。

孟一:①为什么一代都是高茎而没有矮茎的呢?

②为什么子二代矮茎性状又出现了呢?

③F2中出现了1∶1的性状分离比是偶然的吗?

孟两:①为什么会出现新的性状组合呢?

②这与一对相对性状实验中F2的3∶1的数量比有联系吗?

摩尔根:F1全为红眼,F2红眼和白眼之间数量之比是3∶1,白眼性状表现总是与性别相联系。这些如何解释?

(4)提出解释问题的假说。

孟一:

①生物的性状是由遗传因子决定的。

②体细胞中遗传因子是成对存在的。

③生物体在形成生殖细胞——配子时,成对的遗传因子彼此分离,分别进入不同的配子中,配子中只含有成对遗传因子中的一个。

④受精时,雌雄配子的结合是随机的。

孟两:①F1在产生配子时,每对遗传因子彼此分离,不同对的遗传因子可以自由组合。

②F1产生的雌配子和雄配子各有4种,即YR、Yr、yR、yr,它们之间的数量比为1∶1∶1∶1。

③受精时,雌雄配子的结合是随机的,结合方式有16种,遗传因子的组合形式有9种,性状表现有4种。

摩尔根:控制白眼的基因在X染色体上,而Y染色体不会有它的等位基。

(5)演绎推理。

孟一:如果假说正确,那么F1测交后代高茎∶矮茎=1∶1。

孟两:如果假说正确,那么F1测交后代黄色圆粒∶绿色圆柱∶绿色皱粒=1∶1∶1∶1。

(6)实验检验。

孟一:用杂种子一代高茎豌豆(Dd)与隐性纯合子矮茎豌(dd)杂交,后代中高茎与矮茎比接近1∶1。

孟两:无论是以F1作母本还是作父本测交,后代黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒四种表现型比接近1∶1∶1∶1。

摩尔根:测交验证。

2.DNA复制方式的提出与证实,以及整个中心法则的提出与证实,都是“假说——演绎法”的案例。DNA分子的复制方式的阐明就是一个很好的证明。此外,遗传密码的破译是继DNA双螺旋结构模型提出后,现代遗传学发展中的又一个重大事件。

五、“假说——演绎法”在遗传探究题中的运用

遗传探究题题目在高考中占很大的比重,而其类型差异较大,呈现的形式灵活多变,提供的信息较为隐晦,常常令学生手足无措。其实,遗传探究题的解题思路不外乎“假设推断结果结论”,也就是“假设——演绎”的过程。因此,只要掌握了“假设——演绎法”的思维方法,此类问题往往迎刃而解。

总之,不管是在学生“假设——演绎法”生成的过程中,还是在应用的过程中,教师都不要忽视学生的能力发展,不能直接告诉学生应该这样想或那样做。这样,实际上反而剥夺了学生自主学习的权力,让学生失去了体会方法生成的过程,在被动接受中逐渐丧失了思考的动力。所以,只有教师引领学生学会自我建构,并会自行运用“假说——演绎法”的思维模式去分析教材,处理遇到的实际问题,教学才能收到事半功倍的效果。