摘要： “假说-演绎法”是高中生物课程标准在“遗传与进化”模块对高中学生提出的科学方法的要求，许多教师对假说演绎的内涵感到陌生，对其教学的落实更加困惑，因而在新课程的教学中出现忽略“假说-演绎法”的教学或者教学不到位的现象。本文阐述了“假说-演绎法”的含义．“假说-演绎法”在自然科学发展中的重要作用，介绍了“遗传与进化”模块中适用“假说-演绎法”教学的素材．对可供教学的典型案例做了剖析，并提出了教学建议。
在《普通高中生物课程标准（实验）》的“课程设计思路”部分，阐述《遗传与进化》模块的教学价值时指出，该模块有助于学生领悟“假说演绎、建立模型等科学方法及其在科学研究中的应用”。“假说—演绎法”在我国以前的中学生物教学中没有明确要求， 许多 老师不仅对假说演绎的内涵感到陌生，而且对其教学的落实更加困惑，因而在新课程的高中生物教学中出现忽略“假说—演绎法”的教学或者教学不到位的现象。然而“假说—演绎法”对于落实标准倡导的“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，因此，本文从“假说—演绎法”的含义、《遗传与进化》模块中适用“假说—演绎法”教学的素材、典型案例分析及教学反思等方面作初步的探讨。
科学假说是人们以一定的经验材料和已知的科学事实为依据，以已有的科学理论和技术方法为指导，对未知的自然事物或现象产生的原因和运动规律及其未知事物的存在或尚待发现的预期事物的形象等所做出的推测性解释（或猜测、猜想）。[1]人们在提出假说时，往往要运用分析和综合、归纳和演绎、类比及想象等思维方法和研究方法，对已有的经验材料进行加工。例如，进化论的创始人达尔文看到两个相距很远的海岛上有相同的淡水沼泽植物，他提出假说认为，这些淡水植物之所以能漂洋过海到另一个海岛上生根，是由于水鸟把它们的种子带到了另一个海岛上。后来，达尔文通过实验对自己的假说进行了检验。
从科学活动的一般模式看，假说是通向科学理论的必要环节。科学研究和科学理论的主要任务是试探性地对已有的经验和事实作出解释，并对未来的经验和事实提出预测，而科学假说就是实现这种试探性解释和预测的基本的思维形式。
假说必须经过科学实践的检验才能发展为科学理论。而假说的可检验性，同假说的演绎展开的可能性是紧密联系的。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出来的描述个别现象或事件的推论。例如，孟德尔用豌豆做一对相对性状的杂交实验，观察到了性状分离现象，他提出了遗传学史上著名的颗粒遗传假说，用以解释性状分离现象的原因。该假说提出，生物的相对性状是由具有对性关系的遗传因子决定的；体细胞中遗传因子成对存在；生物体在形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中；受精时，雌雄配子结合是随机的。在当时条件下，孟德尔不可能用显微观察法直接证明他的假说，只能借助于实验法证明由假说演绎出的推论（见下文）。
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，而推论出新结论的一种科学思维方式和科学研究方法。[2]即集合B具有某种属性，a是集合B中的一个成员，所以a也具有该属性。例如，生物都能进行新陈代谢，熊是生物，所以熊能够进行新陈代谢。
“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。可见，演绎推理是一种必然性推理，即由一个或几个前提可以必然地推出结论的推理过程或推理形式。当前最流行的假说—演绎模型可图示如下：Ｐ……Ｈ∝Ｏc→Ｈ。其意义是：某项研究从解决一个问题（Ｐ）开始，通过逻辑推理或想象（……），导出一个假说（Ｈ），由此推演出（∝）必然的可观察的待检验陈述（Ｏc），如果这些陈述被证明是正确的，就得出（→）被确证的结论（Ｈc）。
“假说一演绎法”是在观察和分析的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，可见，演绎推理是一种必然性推理。当前最流行的‘假说一演绎法”模型是：某项研究从解决一个问题开始，通过逻辑推理或想象，导出一个假说，由此推演出必然的可观察的待检验陈述，如果这些陈述被证明是正确的，就得出被确证的结论。
“假说一演绎法”已经成为现代科学研究中常用的科学方法。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“假说一演绎法”的类型案例。在遗传学的发展历程中，盂德尔遗传定律是“假说一演绎法”的经典案例，在教学过程中，若能以假说演绎为主线，挖掘教材中所包含的科学方法，必然能使学生在积极的思维想象和推理过程中完成学习任务、 孟德尔的豌豆杂交实验是高中生物学的经典内容。
19世纪以前科学家对遗传学的孟德尔的研究，多采用通过实验、观察等方法积累经验材料，从中进行总结和概括，最后抽象出理论或学说，即采用归纳法。而“假说—演绎法”，是从对客观现象或实验结果的分析中，发现问题，提出假说，然后设计实验验证假说，这种方法使遗传学的研究结果可以超越当时科学的发展，推动科学的新发现，使遗传学由描述性科学进入理性推导和实验验证的科学。“假说—演绎法”在遗传学的发展中发挥了重要作用，因此，教师在进行《遗传与进化》模块的教学时，应充分利用遗传学的相关素材，对学生进行“假说—演绎法”的教育，以提高学生的生物科学素养。
下面就以盂德尔一对相对性状的杂交实验为例，来共同体验“假说一演绎法”的一般过程。
答：用纯种高茎豌豆和纯种矮茎豌豆作亲本杂交，子一代都是高茎；子二代中高茎与矮茎之比为3：1
答：(1)为什么子一代都是高茎?(2)为什么中矮茎性状又出现了呢?(3)F：中出现一定的分离比(3：1)是偶然的吗?
孟德尔通过推理和想象提出解释问题的假说：颗粒性的遗传因子不相融合。
答：生物的性状是由遗传因子决定的，这些因子就像一个个独立的颗粒，既不会相互融合，也不会在传遵中消失。每个因子决定着一种特定的性状，其中决定显性性状的为显性遗传因子，用大写字母(如D)表示；决定隐性性状的为隐性遗传因子，用小写字母(如d)表示。体细胞中遗传因子是成对存在的，因为自交的后代中出现了隐性性状，所以体细胞中必然含有隐性遗传因子；而表现的是新型性状，因此体细胞中的遗传因子组成应该是Dd。
答：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，配子中只含有每对遗传因子中的一个。受精时，雌雄配子的结合是随机的。
答：盂德尔巧妙地设计了测交实验用以检验假说，测交实验不可能直接验证假说本身，而是验证由假说演绎出的推论，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，则证明假说是正确的；如果不一致，则证明假说是错误的。
(2)测交实验值与理论推导值的如果一致，为什么就能证明假说是正确的呢?
答：原来，测交后代的表现型及其比例真实地反映出子一代产生的配子种类及其比例，根据子一代的配子型可以推导其遗传组成。揭示这个奥秘，为演绎推理的论证过程起到画龙点睛的作用；不揭示这个奥秘，则难以理解“假说—演绎法”的科学性和严谨性，对演绎推理得出的结论仍停留在知其然的状况。
真实的实验结果与理论预期相一致，证明假说是正确的(当然孟德尔当时所做的实验并不止这一个，其他的实验结果也证实了这一假说)。
答：证实了子一代遗传因子确实是D山形成配子时，确实是成对的遗传因子彼此分离。
答：分离定律——在生物的体细胞中，控制同一性状的遗传因子成对存在，不相融合；在形成配子时，成对的遗传因子发生分离，分离后的遗传因子分别进入不同的配子中，随配子遗传给后代。
为进一步让学生深刻理解“假说一演绎法”，可以设计如下的题目加以训练。
例孟德尔以黄色圆粒纯种豌豆和绿色皱粒纯种豌豆作亲本，分别设计了纯合亲本的杂交、的自交、的测交3组实验，按照“假说一演绎法”，最后得出了自由组合定律。
“假说”是
(2)孟德尔解释自由组合现象中的“演绎”过程是 和 。
在孟德尔的3组实验中，现象分析阶段完成的实验是 ，检验假说阶段完成的实验是 。
(4)在该实验中，孟德尔要解释的焦点问题是 。
(2)若产生配子时，成对的遗传因子分离，不成对的遗传因子自由组合，则测交后代应出现4种表现型(黄色圆粒、黄色皱粒、绿色圆粒、绿色皱粒)，且比例接近1：1：1：1
出现4种表现型(黄色圆粒、绿色圆粒、黄色皱粒、绿色皱粒)，且比例接近9：3：3：1
解析 本题巧妙设计，考查“假说…—演绎法”的各个环节，学生感觉较为新颖，通过此题练习学生对“假说一演绎法”的一般程序有了更深刻的理懈：
学生答题中的常见错误有：（1）出现基因”“染色体”、“等位基因”、“同源染色体”等甄念。要明确孟德尔时代还没有这些概念，只能用“遗传因子等概念：(2)不理解什么叫“演绎”，不明白“假说…—演绎法”的实质。
教师要强调：测交实验不可能直接验证假说本身。而是验证由假说演绎出的推论。
例2．在生物学的研究中，假说曾出现在各个历史时期的研究领域。例如，①拉马克的用进废退学说；②达尔文的自然选择学说；③施旺和施莱登的细胞学说；④盂德尔的学说，又被称为“遗传因子的分离规律”和“遗传因子的自由组合规律”；罗伯特森关于细胞膜的“三明治”结构模型；⑥萨顿“基因是在染色体上携带着从亲代传递给下一代的，即基因在染色体上”的假说。
这些学说的建立，都曾经过建立假说阶段。上述假说，随着生物科学的发展已被认为是错误的有（ ）
④
以上问题串的教学模式，适合高二新授课的教学。高三的第一轮备考教学我是尝试让学生先细看课文，再让学生自己设计表格归纳的方法导学的，复习的效果比重复高二的较理想的问题串的教学模式好，学生作业见附件一；不够理想的典型作业见附表二，通过师生互评，反馈出存在的主要问题是混淆了孟德尔的3组实验的作用和次序，现象分析阶段完成的实验是，检验假说阶段完成的实验是测交 。
可见“假说—演绎法”等科学思维方法的教学仍是教学的薄弱点。为此我再尝试让学生先细看课文，再让学生自己设计表格归纳《遗传与进化》模块中涉及的用“假说—演绎法”实验，见附表三，其后在单元测试中检测中发现学生的认识加深了，表达的准确率提高了。
“假说—演绎法”是现代科学研究中常用的科学方法。“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。通过《遗传与进化》模块的学习，有助于学生领悟假说演绎、建立模型等科学方法及其在科学研究中的应用” 这种教学注重从知识立意向能力立意的转变，在整个教学过程中以学生跟随着科学家的思维研究过程为学习主线，学习过程随着学生的思维的发展而发展。
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