“遗传与进化” 模块中“假说一演绎法” 的教学.doc

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1、“遗传与进化”模块中“假说一演绎法”的教学作者：李红文章来源：转载 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”。“假说一演绎法”在我国以前的中学生物学教学中没有明确要求，许多教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学教学中出现忽略“假说一演绎法”的教学或者教学不到位的现象。然而“假说一演绎法”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“假说一演绎法”的含义、“遗传与进化”模块中适用

2、“假说一演绎法”教学的素材、典型案例分析及教学建议等方面谈些粗浅认识，期望与广大生物学教师进行交流。1 “假说一演绎法”及其在自然科学发展中的重要作用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)。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

3、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1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

4、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相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，分别进人不同的配子中;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。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

5、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。当前最流行的假说一演绎模型可图示如下:PH oc OcHc。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(oc)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)。“假说演绎法”是现代

6、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。牛顿创立光的颜色理论的过程，是运用“假说一演绎法”的范例。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”典型案例。在遗传学的发展历程中，“假说一演绎法”的案例也很多。2 “遗传与进化”模块中可用于“假说一演绎法”教学的素材19世纪以前科学家对遗传学的研究，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“假说一演绎法”，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

7、，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人理性推导和实验验证的科学。“假说一演绎法”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“假说一演绎法”的教育，以提高学生的生物科学素养。下面介绍几个重要的素材，供教师参考。素材 1 孟德尔的豌豆杂交实验。19世纪中期，孟德尔用豌豆做了大量的杂交实验，在对实验结果进行观察、记载和进行数学统计分析的过程中，发现杂种后代中出现一定比例的性状分离，两对及两对以上相对性状杂交实验中子二代出现不同性状自由组合现象。他通过严谨的推理和大胆的想象而

8、提出假说，并对性状分离现象和不同性状自由组合现象作出尝试性解释。然后他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，如果二者一致证明假说是正确的，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，孟德尔做的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实验相似的观察，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

9、典理论。我们知道，演绎推理是科学论证的一种重要推理形式，测交实验值与理论推导值的一致性为什么就能证明假说是正确的呢?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必然地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，不揭示这个奥秘学生则难以理解“假说一演绎法”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。素材 2 1900年，3位科学家分别重新发现了孟德尔的工作，遗传学界开始认识到孟德尔遗传理论的重要意义。如果孟德尔假设的遗传因子，即基因确实存在，那么它到底在哪里呢?1903年，美国遗传学家萨顿发现，孟德尔假设的

10、一对遗传因子即等位基因的分离，与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。萨顿根据基因和染色体行为之间明显的平行关系，提出假说:基因是由染色体携带着从亲代传递给子代的，也就是说，基因位于染色体上。美国遗传学家摩尔根曾经明确表示过不相信孟德尔的遗传理论，也怀疑萨顿的假说，后来他做了大量的果蝇杂交实验，用实验把一个特定的基因和一条特定的染色体 X染色体联系起来，从而证实了萨顿的假说。由此可以看出，对基因与染色体的关系的探究历程，也是假说一演绎的过程。素材3 DNA分子结构和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“假说一演绎法”的案例。以DNA分子的复制方式的阐明为例。美国生物学家沃森和

11、英国物理学家克里克在发表DNA分子双螺旋结构的那篇著名的论文的最后写道:“在提出碱基特异性配对的看法后，我们立即又提出了遗传物质进行复制的一种可能机理。”他们紧接着发表了第2篇论文，提出了遗传物质自我复制的假说:DNA分子复制时，双螺旋解开，解开的两条单链分别作为模板，根据碱基互补配对原则形成新链，因而每个新的DNA分子中都保留了原来DNA分子的一条链。这种复制方式被称为半保留复制。1958年，科学家以大肠杆菌为实验材料，运用同位素标记法设计了巧妙的实验，实验结果与根据假说一演绎推导的预期现象一致，证实了DNA的确是以半保留方式复制的。素材4 遗传密码的破译是继DNA双螺旋结构模型提出后，现代

12、遗传学发展中的又一个重大事件。自1953年提出DNA双螺旋结构模型后，科学家就围绕遗传密码的破译开展了一系列探索。美籍苏联物理学家伽莫夫提出的3个碱基编码1个氨基酸的设想。克里克和他的同事通过大量的实验，以T4 噬菌体为材料，研究其中某个基因的碱基的增加或减少对其所编码的蛋白质的影响，结果表明只可能是遗传密码中的3个碱基编码1个氨基酸。但是他们的实验无法说明由3个碱基排列成的1个密码对应的究竟是哪一个氨基酸。两位年轻的美国生物学家尼伦伯格和马太转换设计思路，巧妙设计实验，成功地破译了第1个遗传密码。在此后的六七年中，科学家破译了全部的遗传密码，并编制出了密码子表。从以上素材可以看出，“假说一演

13、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非常重要的作用。正因为如此高中生物课程标准在生物2“遗传与进化”模块中要求学生领悟“假说一演绎法”是十分正确的。因此，在教学中不仅要引导学生获得知识和技能，而且要引导学生体验知识形成的过程，领悟科学家的思维方式和加强科学方法的训练。3 典型案例分析及教学建议孟德尔的豌豆杂交实验是高中生物学教学的经典内容。这里就以孟德尔一对相对性状的杂交实验为例，对“假说一演绎法”的教学提几点建议。3.1分析孟德尔的研究过程，理清科学方法思路下表用表解的方式将孟德尔的研究过程与“假说一演绎法”的思路对应起来。3.2 抓住重点，突破难点本

14、案例教学的重点在于深刻地理解孟德尔假说。在孟德尔提出这个假说时，生物学界还没有认识到配子形成和受精过程中染色体的变化。孟德尔根据实验现象提出的遗传因子在体细胞中成对存在，在配子中单个出现，是超越时代的一种非凡设想。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。所以在进行“假说”的教学时，希望教师能给予学生一定的时间，让学生充分理解和领会。教材中“性状分离比的模拟实验”，对学生理解孟德尔的假说也是十分必要的。本案例教学的难点，在于让学生理解孟德尔研究过程中的哪个步骤是演绎。学生看到的是，孟德尔提出假说后，就设计测交实验进行检验了，那么哪一步是演绎

15、呢?事实上，观察、实验所检验的常常不是假说本身，而是假说的推论，即从假说中逻辑地推导出来的描述个别现象或事件的推论。如果孟德尔要直接验证他的假说，只能用显微观察的方法，确定遗传因子的真实存在和遗传因子的传递方式，这在当时是不可能的。那么，孟德尔设计的测交实验，实际上检验的是“推论”。这个“推论”，就是根据假说对测交实验所进行的演绎推理得到的论题 杂合子生成配子时具有相对性关系的遗传因子分离，也就是课本中提到的测交实验结果所要证实的推论:1)F;究竟是不是杂合体(Dd)?2)如果是杂合体，生成配子时具有相对性关系的遗传因子果真分离吗?设计突显“假说一演绎法”的教学流程:作者单位：人民教育出版社/

16、课程教材研究所推荐人：大连教育学院高中中心 王延玲 我的大学爱情观1、什么是大学爱情：大学是一个相对宽松，时间自由，自己支配的环境，也正因为这样，培植爱情之花最肥沃的土地。大学生恋爱一直是大学校园的热门话题，恋爱和学业也就自然成为了大学生在校期间面对的两个主要问题。恋爱关系处理得好、正确，健康，可以成为学习和事业的催化剂，使人学习努力、成绩上升；恋爱关系处理的不当，不健康，可能分散精力、浪费时间、情绪波动、成绩下降。因此，大学生的恋爱观必须树立在健康之上，并且树立正确的恋爱观是十分有必要的。因此我从下面几方面谈谈自己的对大学爱情观。2、什么是健康的爱情：1) 尊重对方，不显示对爱情的占有欲，不

17、把爱情放第一位，不痴情过分；2) 理解对方，互相关心，互相支持，互相鼓励，并以对方的幸福为自己的满足; 3) 是彼此独立的前提下结合；3、什么是不健康的爱情：1)盲目的约会，忽视了学业;2)过于痴情，一味地要求对方表露爱的情怀，这种爱情常有病态的夸张;3)缺乏体贴怜爱之心，只表现自己强烈的占有欲;4)偏重于外表的追求;4、大学生处理两人的在爱情观需要三思：1. 不影响学习：大学恋爱可以说是一种必要的经历，学习是大学的基本和主要任务，这两者之间有错综复杂的关系，有的学生因为爱情，过分的忽视了学习，把感情放在第一位；学习的时候就认真的去学，不要去想爱情中的事，谈恋爱的时候用心去谈，也可以交流下学习

18、，互相鼓励，共同进步。2. 有足够的精力：大学生活，说忙也会很忙，但说轻松也是相对会轻松的！大学生恋爱必须合理安排自身的精力，忙于学习的同时不能因为感情的事情分心，不能在学习期间，放弃学习而去谈感情，把握合理的精力，分配好学习和感情。3、 有合理的时间；大学时间可以分为学习和生活时间，合理把握好学习时间和生活时间的“度”很重要；学习的时候，不能分配学习时间去安排两人的在一起的事情，应该以学习为第一；生活时间，两人可以相互谈谈恋爱，用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。5、大学生对爱情需要认识与理解，主要涉及到以下几个方面：（一） 明确学生的主要任务“放弃时间的人，时间也会放弃他。”大

19、学时代是吸纳知识、增长才干的时期。作为当代大学生，要认识到现在的任务是学习学习做人、学习知识、学习为人民服务的本领。在校大学生要集中精力，投入到学习和社会实践中，而不是因把过多的精力、时间用于谈情说爱浪费宝贵的青春年华。因此，明确自己的目标，规划自己的学习道路，合理分配好学习和恋爱的地位。（二） 树林正确的恋爱观提倡志同道合、有默契、相互喜欢的爱情：在恋人的选择上最重要的条件应该是志同道合，思想品德、事业理想和生活情趣等大体一致。摆正爱情与学习、事业的关系：大学生应该把学习、事业放在首位，摆正爱情与学习、事业的关系，不能把宝贵的大学时间，锻炼自身的时间都用于谈情说有爱而放松了学习。 相互理解、

20、相互信任，是一份责任和奉献。爱情是奉献而不时索取，是拥有而不是占有。身边的人与事时刻为我们敲响警钟，不再让悲剧重演。生命只有一次，不会重来，大学生一定要树立正确的爱情观。（三） 发展健康的恋爱行为 在当今大学校园，情侣成双入对已司空见惯。抑制大学生恋爱是不实际的，大学生一定要发展健康的恋爱行为。与恋人多谈谈学习与工作，把恋爱行为限制在社会规范内，不致越轨，要使爱情沿着健康的道路发展。正如马克思所说：“在我看来，真正的爱情是表现在恋人对他的偶像采取含蓄、谦恭甚至羞涩的态度，而绝不是表现在随意流露热情和过早的亲昵。”（四） 爱情不是一件跟风的事儿。很多大学生的爱情实际上是跟风的结果，是看到别人有了

21、爱情，看到别人幸福的样子（注意，只是看上去很美），产生了羊群心理，也就花了大把的时间和精力去寻找爱情（五） 距离才是保持爱情之花常开不败的法宝。爱情到底需要花多少时间，这是一个很大的问题。有的大学生爱情失败，不是因为男女双方在一起的时间太少，而是因为他们在一起的时间太多。相反，很多大学生恋爱成功，不是因为男女双方在一起的时间太少，而是因为他们准确地把握了在一起的时间的多少程度。（六） 爱情不是自我封闭的二人世界。很多人过分的活在两人世界，对身边的同学，身边好友渐渐的失去联系，失去了对话，生活中只有彼此两人；班级活动也不参加，社外活动也不参加，每天除了对方还是对方，这样不利于大学生健康发展，不仅影响学习，影响了自身交际和合作能力。总结：男女之间面对恋爱，首先要摆正好自己的心态，树立自尊、自爱、自强、自重应有的品格，千万不要盲目地追求爱，也不宜过急追求爱，要分清自己的条件是否成熟。要树立正确的恋爱观，明确大学的目的，以学习为第一；规划好大学计划，在不影响学习的条件下，要对恋爱认真，专一，相互鼓励，相互学习，共同进步；认真对待恋爱观，做健康的恋爱；总之，我们大学生要树立正确的恋爱观念，让大学的爱情成为青春记忆里最美的风景，而不是终身的遗憾！