不容忽视的“假设”

摘 要： 本文介绍了科学探究教学过程中的一个重要环节――假设的重要性、构成要素、学生做假设时可以采用的有效形式。

关键词： 假设 变量 条件式假设

《新课程标准》明确提出要转变学生的学习方式――变被动接受式学习为主动探究式学习，从而培养学生创新精神和实践能力，以提高学生科学素养。《义务教育生物课程标准（2011年版）》把科学探究列为第一大主题。学生在学习新教材的过程中逐步体验到科学探究的一般过程，即提出问题、做出假设、设计实验、收集数据、得出结论、表达与交流等。但是，如果反思一下自己每堂生物课教学，大小测验的试题，就会发现充斥于我们头脑的仍然是一种偏执的知识本位教学观：过于注重知识传授，忽视学生的主动探究。在这里不得不提到有些老师在探究教学过程中不是引导学生独立思考，对提出的科学问题做出科学合理的假设，而是诱导学生根据结论提出假设，然后按照实验步骤丝毫不错地重复实验步骤，完成所谓的科学探究。这是科学探究吗？根本就是教学作秀。这种严重背离课改精神的教学，不仅扼杀学生主动探索知识的动力，更让学术腐败的恶种深埋在学生心中。

“假设”作为科学探究的一个重要环节往往被老师和学生忽视。事实上，它对结论的得出和整个科学探究过程起着指导性和关键性作用，是绝对不容忽视的。那么，为什么“假设”如此重要？什么样的假设才是真正的假设？如何才能做出科学合理的假设？

1.为什么“假设”如此重要

“假设”是科学探究的最基本、最重要环节。研究方案、实验设计都是建立在假设基础上的。最终结论也是基于实验现象或实验结果与假设比较得出的，如果结果与假设一致，则假设成立，反之假设不成立。假设对结论的得出和整个科学探究过程起着指导性和关键性作用。正因如此，科学家在做任何一项科学研究时，对假设这个环节都是相当重视的。而我们把科学探究引入课堂教学，正是为了让学生在体验科学家探究科学过程中理解科学概念，提高探究能力。

“假设”为学生提高思维清晰程度提供了帮助，对某个科学问题进行研究时，可多角度、多侧面进行，但是如何才能抓住问题的症结所在，以致研究时不偏离研究目的？假设在其中起到了很关键的作用。假设帮助学生关注问题的重点，围绕这个重点进行研究，最终得出合乎逻辑的结论。事实上，很多学生经常在下结论时就把之前的研究目的遗忘了，导致结论失效。有了假设后，在学生得结论时，可以提醒他们将结论与假设联系起来，从而得出有效的、合乎逻辑的结论。

“假设”为我们现在极力倡导的一种思维――批判性思维的发展提供了平台。先前教育使不少学生迷信书本、迷信权威，久而久之，使学生的思维模式不是向主动探索新事物方向发展，而是向被动盲目地接受各种事物方向发展。“假设”正好为学生批判性思维发展提供了良好的平台。学生可以质疑书本上的理论，可以质疑别人的观点，可以质疑自己原本的想法，只要做出了假设，就对原来理论和观点发起了挑战，批判性思维就得到了锻炼。

“假设”为学生预见能力训练提供了良机，我们进行课改的最终目标是提高学生的科学素养。而一个人有能力描述、解释甚至预言一些自然现象就是有科学素养的重要表现。让我们再把眼光放远点，如果学生除了能对一些自然现象进行预言外，还能对未来形势或未知事物进行合理预测，将会对提高个人决策能力有很大帮助。

2.什么是真正的“假设”

所谓假设就是为了解释某个现象或事件而假定出的一种情况。如果假设经过反复实验验证是正确的，那么就能上升为理论。所以假设本身无所谓对和错，只有被实验证实为正确的假设才成立，反之则不成立。假设的本质就是未经验证的一种假想情况，因此根据结论定假设是毫无意义的。

科学假设一般关注某个现象与某个因素是否存在关系。如果两者有关，那么存在的是何种关系。

一个真正好的假设包含两个要素。第一，要有预测。第二，要有研究变量。也就是说，看了假设以后，要让人明白：

（1）你研究的是什么问题？

（2）你预测的结果是什么？

（3）你在实验中要控制哪个变量？观察哪个变量？（在实验中，实验者控制的变量称为独立变量；观测的变量称为相关变量。）

（4）实验思路是怎样的？

①你在实验中将怎样变化独立变量？是增加，是减少，还是彻底消失？

②你所要观测记录的是相关变量随独立变量做出了何反应？是随独立变量的变化呈现相同趋势的变化，还是呈现相反趋势的变化，还是无论独立变量如何变化，它都无任何反应？

通过这样的假设可以看出实验者的预测及接下来的实验思路、步骤。最后将实验结果和假设进行比较，得出该假设是否成立，从而得出结论――研究的两个变量之间是否存在关系，有何关系。

3.如何做出“假设”。

最常见的假设有以下三种形式：

1.提问式：如“温度对发酵速度有影响吗”？

2.陈述式：如“温度有可能对发酵速度有影响”。

3.条件式：如“如果温度与发酵速度有关，那么随着温度升高，发酵产生的气体数量增多”。

比较这三种假设，很显然学生由第一、二种假设最终得出的结论只会是“有影响”或“无影响”。这是一种低水平的思考，没有任何推论，对培养学生科学思维没有任何意义。而第三种条件式假设对该问题的研究要深入得多。我们可以从条件式假设中看出：

（1）研究的问题――温度与发酵速度的关系。

（2）预测的结果――温度与发酵速度有关，温度升高，发酵速度加快。

（3）独立变量――温度，相关变量――发酵产生的气体数量。

（4）实验思路：

①实验中，实验者将升高温度（独立变量）；

②实验者要观测记录发酵产生的气体数量（相关变量）的变化情况。

实验结束后，实验者将记录的发酵产生的气体数量（相关变量）的变化情况，即实验结果与假设进行比较，发现与假设一致，则假设成立，从而得出结论――温度与发酵速度有关，且当温度升高发酵速度加快。

从上面例子不难看出，条件式假设的优点：

（1）限定了研究的变量只有两个，有利于学生集中关注两个变量之间的关系。

（2）理清了实验思路，有利于明确学生在实验时控制哪个变量，观测哪个变量。

（3）使结论更有深度，有利于学生深入思考科学问题。

综上所述，条件式假设更能帮助学生得出有效、合乎逻辑、深刻的结论。

那么，写条件式假设有何要点？

（1）在“如果”从句中表明你研究的两个变量，以及预测它们之间是否有关。

（2）在“那么”从句中设定独立变量和相关变量，设定实验者在实验中将如何控制独立变量？是增加，是减少，还是彻底消失？预测实验者观测的相关变量将随独立变量如何变化。

下面是对生物学中一些现象做出条件式假设的几个例子。

（单划线标出的是独立变量；双划线标出的是相关变量。）

如果光合作用与光照有关，那么叶片上未接受到光照的部分不会含有淀粉。

如果光合作用效率与光的波长有关，那么暴露在不同颜色的光下的绿色植物产生的O 的数量是不同的。

如果容器的消毒效果与所用的消毒液的浓度有关，那么消毒液的浓度越高，细菌的生长越少。

如果植物的蒸腾作用与空气湿度有关，那么空气湿度升高，植物散失的水分减少。

如果根的生长与重力有关，那么不管种子处于何方位，根的生长方向始终向地。

希望各位老师和学生在每次科学探究中都重视“假设”，并写好每一个“假设”，让学生在探究活动中了解科学家的工作方法和思维方法，学会科学研究需要的各种技能，领悟科学观念，培养科学精神。

参考文献：

[1]苏明学.生物学探究式教学基本路径的建构.生物学教学，2002，27（12）：11-12.

[2]义务教育生物学课程标准（2011年版）解读.