“假说演绎法”在物理探究教学中的运用
- 格式:doc
- 大小:26.50 KB
- 文档页数:3
假说—演绎法的详解及其应用作者:刘清华来源:《中学课程辅导·教学研究》2014年第24期这篇文章针对高中生物必修二第一章内容运用到的假说—演绎的科学方法进行了的梳理和归纳,在讲解孟德尔的豌豆杂交实验及摩尔根的果蝇杂交实验时运用其方法能使学生印象深刻,系统的掌握这些内容,并能在解题时运用这种方法。
高中生物必修二《遗传与进化》中在孟德尔的豌豆杂交实验中(一)、(二)以及基因位于染色体上这三节课都是运用了假说—演绎法。
假说—演绎法指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,则说明是错误的。
这就是现代科学研究中常用的一种科学方法。
必修二中在讲解基因分离定律时用的就是假说—演绎法,但课本在论述时有点支离破碎,很多学生没有形成一个整体的印象,对这种方法不是很理解,在做题的时候也不懂得去运用,下面我就这个问题四个步骤进行了系统的归纳并举例如何运用假说—演绎法解题。
〖HTH〗一、通过《孟德尔的豌豆杂交试验(一)》讲解假说—演绎法〖HT〗〖HTF〗1.根据实验现象提出问题〖HT〗〓孟德尔用具有一对相对性状的纯合高茎豌豆和矮茎豌豆杂交,子一代表现为高茎。
子一代自交,子二代出现性状分离:既有高茎又有矮茎,比例为3:1。
用其他一对相对性状做实验也出现了同样的结果。
看来,F2中出现3:1的性状分离比不是偶然的,是什么原因导致遗传性状在杂种后代中按一定的比例分离呢?〖HTF〗2.根据假说进行演绎推理〖HT〗〓孟德尔解释实验现象的关键是F1能否产生两种比例相同的雄配子或雌配子,这也是分离定律的实质。
如能产生,则让F1与其隐性个体矮茎豌豆杂交,后代会出现两种表现型的后代:高茎、矮茎,且比例应为1:1。
〖HTF〗3.实验验证〖HT〗〓孟德尔用F1和隐性个体做了测交实验,得到了与假说演绎的测交实验结果相同的结果。
初中物理解题技巧如何运用演绎法解决问题演绎法是一种解决问题的常用方法,它基于逻辑推理和先前已知条件,通过推理和分析给出准确的答案。
在解决初中物理问题时,灵活运用演绎法可以帮助我们更好地理解和解决问题。
本文将介绍初中物理解题中如何运用演绎法解决问题的一些技巧。
一、明确问题在使用演绎法解题之前,首先需要明确问题的要求和限制条件。
例如,如果问题是求某物体的速度,我们需要明确已知量和未知量,并查看问题中是否给出了相关公式或定义。
二、分析已知条件在解题分析中,我们需要仔细阅读已知条件,并理解每个条件之间的关系。
这样可以为接下来的推理和计算提供基础。
同时,我们还需要将已知条件和物理公式联系起来,判断哪些公式可以应用于问题。
三、建立条件之间的逻辑关系利用演绎法解题时,我们需要建立已知条件之间的逻辑关系,也就是推理条件。
通过推理条件,我们可以将问题分解为更简单和容易处理的部分。
四、运用物理公式推导和计算在建立逻辑关系后,我们可以运用相应的物理公式,并结合已知条件进行推导和计算。
根据题目所给条件的不同,我们可以选择使用速度、加速度、力、能量等相关的物理公式。
同时,我们还需要注意单位的转换和精确计算,以得到准确的答案。
五、检查和验证答案处理完所有计算后,我们需要仔细检查和验证答案是否符合题目要求和物理规律。
特别是在涉及到单位转换、数值较大或较小的情况下,我们需要注意数值的合理性和逻辑的完整性。
需要注意的是,在使用演绎法解题时,我们应该灵活运用,根据问题的特点选择合适的推理方法。
下面将通过几个具体例子来演示如何运用演绎法解决初中物理问题。
例1:求物体的速度已知物体的质量为m,物体所受的力为F,求物体的速度v。
解题步骤:1. 确定问题要求和已知条件:已知物体的质量m和所受的力F。
2. 分析已知条件:根据牛顿第二定律,物体的加速度a与物体所受的力和物体质量成正比,即F = ma。
3. 设定求解的未知量:设定未知量为物体的速度v。
一、科学方法(17种)在教学与检测中,要求学生记住下面17种科学方法的名称、常见实例,并会运用这些方法解决问题。
这些科学方法也是中考考查的内容。
1.控制变量法:(1)定义:在研究一个量与多个因素关系时,将一些因素固定不变,分别只研究该量与一个因素的关系,从而使问题简化。
(2)举例:研究电流与电压、电阻关系时,先将电阻固定不变,研究电流与电压的关系,然后再将电压固定不变,研究电流与电阻的关系。
2.转换法:(1)定义:将看不见、摸不着、不便于研究的问题或因素,转换成看得见、摸得着、便于研究的问题或因素。
(2)举例:磁场看不见,我们撒上铁粉,通过铁粉的有序排列“看见”磁场并进行研究。
3.放大法:(1)定义:放大、扩大、变大或增加某些因素使问题更容易解决。
许多情况下可以认为这是一种特殊的转换法。
(2)举例:将带有细玻璃管的塞子插到装满水的瓶口,显示玻璃瓶的微小形变。
4.换元法(替代法):(1)定义:换元法就是运用替换或代换的方法去进行创造的方法。
(2)举例:研究平面镜成像时,用平面玻璃代替平面镜进行研究。
研究透镜时,用冰块去代替玻璃制作简易的透镜。
5.等效法:(1)定义:两种现象在效果上一样,因此可以进行相互替代。
可以认为这是一种特殊的替代法。
(2)举例:做功和热传递在改变物体内能上是等效的。
6.分类法:(1)定义:将许多东西根据一定的规则进行分组。
(2)举例:将汽化现象分为蒸发、沸腾两类。
7.比较法:(1)定义:找到两种东西(现象、物理量等)的相同点、不同点。
(2)举例:蒸发和沸腾的异同点。
8.类比法:(1)定义:由两种东西的一部分相似之处,推测其他部分也可能相似。
(2)举例:研究功率时,想到功率表示做功快慢、速度表示运动快慢这一相似性,推测功率在定义、定义式、单位等方面也可能与速度相似。
9.拟人类比法:(1)定义:拟人类比又称“亲身类比”或“角色扮演”。
在解决问题时,让学生设想自己变成了问题中的某些事物,从而去设身处地、亲临其境地感受问题的本质,解决问题。
假说的形式及其在物理学研究中的重要作用假说是科学研究中的重要概念,指的是对于一种现象、问题或观察的推测性解释或猜想。
假说是从对已有知识的总结和理解中得出的临时性结论,需要通过实证研究来验证或证伪。
在物理学研究中,假说起着至关重要的作用。
以下是假说在物理学研究中的几个重要方面。
1.解释现象。
假说是科学家使用已有知识对一种现象进行解释和理解的工具。
当科学家遇到一个令人困惑或不解的现象时,他们可以提出假说来解释这个现象,从而引导后续的研究工作。
例如,物理学家面对光电效应的实验结果,提出了假说认为光的电磁本质是由光子组成的,光子的能量与它们的频率成正比。
这一假说解释了光电效应的观察结果,并为后续的实验和理论研究提供了指导。
2.预测与实证。
假说的一个重要作用是通过从已有知识中推断出的结论,对未来的实验或观察结果进行预测。
通过验证这些预测,可以验证或证伪假说的有效性。
例如,根据相对论的假说,质量可以转化为能量,并且物体越接近光速,其质量就会增加。
根据这个假说,科学家可以预测在粒子加速器中,当粒子的速度接近光速时,其质量将增加,从而验证相对论的预测。
3.推动研究进展。
假说激发和推动科学研究的进展。
当一个假说得到验证或证伪时,它可以成为进一步研究的基础,从而推动科学的发展。
例如,量子力学的假说和研究推动了现代物理学的发展。
量子力学提出了一种新的物理观念,认为微观领域的粒子表现出波粒二象性,且存在不确定性原理。
这些假说经过大量的实证验证后,成为了现代物理学的基石,并引发了众多与之相关的研究领域。
4.指导理论构建。
假说在物理学研究中还起着指导理论构建的作用。
通过提出假说,科学家可以设想一种机制或理论,从而为研究提供指导方向,帮助科学家理解和解释复杂的自然现象。
例如,黑洞理论最初是基于假说而提出的。
根据假说,当一个恒星崩塌成为一个非常紧凑和密集的物体时,它在空间中会形成一个非常强大的引力场,这就是黑洞。
这个假说导致了对于黑洞的研究和理论建设,进一步推动了对宇宙奇异现象的理解。
“假说——演绎法”的专题教学探究方钧摘要:“假说——演绎法”是高中生物学中的重要教学内容,对提高学生的科学素养有着重要意义。
因此有必要开展“假说——演绎法”的专题教学。
在教学过程中从三个方面引导学生系统学习“假说——演绎法”:理解假说——演绎法在科学研究中的作用、以经典实验模仿科学家的思维过程、实践应用“假说——演绎法”。
关键词:假说——演绎法、高中生物、专题教学假说——演绎法是现代科学研究中常用的一种科学方法,是提高学生科学素养的重要内容,也是高考中常考的内容。
因此在高中生物教学过程中,开设“假说——演绎法”的专题教学是很有必要的。
1“假说——演绎法”在科学研究中的作用“假说——演绎法”是指在观察和分析基础上提出问题以后,通过推理和想像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,则说明假说是错误的。
“假说——演绎法”是形成和构造科学理论的一种重要思维方法。
现代科学研究的基本步骤是:观察或实验发现问题修正假说提出假说演绎预期实验结果设计实验两者不相符肯定假说进行实验得到实验结果两者相符得出结论图11.1假说是设计实验的原理。
1.2预期实验结果是根据假说进行演绎得出的。
1.3实验结果并不直接证明假说本身,而是证明依据假说演绎的预期实验结果是否正确。
1.4可以结合数学中的程序设计思想来看待此流程图,“假说——演绎法”使现代科学的研究通过不断地修正假说,最终指向正确的结论,从这个意义上说,“假说——演绎法”是现代科学研究的核心方法。
2 感悟教材中的经典实例在教材中,提供了较多的与假说——演绎法相关的经典实验,在对于这些经典实例的教学中,一定要让学生去总结、感悟“假说——演绎法”与科学发现之间的关系,教师的关键是引导学生思考并总结归纳。
2.1孟德尔实验表112.2摩尔根实验2表DNA的半保留自复制实验2.33表以上表格可以课前准备好,学生在课堂上分小组讨论完成。
假说在物理学发展中的作用假说在物理学发展中起着至关重要的作用。
假说可以被定义为对一个科学问题的推测性答案或解释。
它是一个科学家在开展实证研究之前对问题的一个初步猜测。
通过构建假说,科学家可以建立一个基本框架,以便进一步测试和验证。
在物理学中,假说是创造新理论和推动科学前进的原动力。
物理学家首先观察现象,并提出他们观察到的规律性的总结。
然后,他们发展出一种假设来解释这些观察到的现象。
接下来,他们会设立实验和观测以验证这些假设。
通过对实验和观测结果的分析,物理学家可以确定是否需要修改或拒绝他们的假设。
这个过程是科学方法的核心部分,它使得物理学能够不断进步和发展。
假设的提出对于发展新的物理理论非常重要。
当现有的理论不能解释新的观察结果时,物理学家会提出一个假设来填补这个理论的空白。
例如,当爱因斯坦提出相对论时,他的理论在解释许多实验结果上比牛顿的经典力学更加准确。
这表明相对论是一种更为精确的物理描述,但在此之前,爱因斯坦首先提出了假设,并进行了大量的实验证明他的假设的正确性。
这个过程推动了物理学的一个重大飞跃,并改变了我们对宇宙运动的理解。
假设还可以用来解释和预测物理现象。
通过建立一个理论性假设,物理学家可以推导出关于物理现象的定量预测。
这些预测可以通过实验证明他们的正确性。
例如,当量子力学提出波粒二象性时,它对粒子的行为提出了一系列新的假设。
在实验中,这些假设被证实是正确的。
这些预测的验证证明了量子力学是一个有效的物理理论,并对我们对微观世界的理解做出了重要贡献。
另外,假设还可以作为研究的起点和指导。
当物理学家面临一个新的问题时,他们可以通过提出假设来研究和解决这个问题。
假设可以提供一个框架,帮助他们构建研究的方向和目标。
通过不断对假设进行测试和验证,物理学家可以逐步推进对问题的理解。
最后,假设还可以促进不同学科之间的交叉融合。
由于假设是对一定问题的初步猜测,它们通常是跨学科的,并且涉及到多个学科的知识。
“假说—演绎法”的应用作者:王天誉来源:《速读·下旬》2019年第02期假说演绎法是科学探索中一种非常重要的科学方法,在遗传学发展过程中有着非常重要的应用。
近年高考题中有关“假说演绎法”的题目频繁出现,重点考查假说演绎法的应用。
以下将对高中生物学中假说演绎法的应用进行简单概括。
一、方法介绍“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得出的预期结果。
如果实验结果与预期结果一致,就证明假说是正确的;反之,则证明假说是错误的。
其基本思路简要表示如下:提出问题→做出假说→演绎推理→预期结果→根据实验结果与预测结果是否一致,判断假说是否正确→得出结论(即正确的假说)。
二、“假说—演绎法”应用举例以人教版高中生物必修二第一章第一节“孟德尔的豌豆杂交实验(一)”为例介绍“假说—演绎法”的应用。
1.提出问题。
在孟德尔以前,人们对生物的遗传也进行了探索。
但这些探索都没有用实验的方法进行,大多是猜想和臆断,所以不能对生物的遗传作出科学的解释。
孟德尔设想,对生物的遗传规律用实验的方法进行探究,可能从中找出遗传的科学规律。
豌豆是自花授粉植物,后代一般是纯种;豌豆的相对性状区别比较明显,易于观察和分析。
孟德尔运用豌豆作实验材料,设计了具有相对性状的豌豆作为亲本进行杂交,得到杂交子一代,让杂交子一代自交,得到了杂交子二代。
孟德尔观察和分析了杂交子一代和子二代性状表现和不同性状表现的个体的数据。
在分析数据以前,孟德尔对实验中出现的各种现象进行概念规范,建立了一套杂交实验知识的概念体系。
孟德尔在分析杂交子二代的数据时,运用当时数学领域的最新成果——统计学。
所以他对数据分析的规律性和科学性都比较强。
孟德尔发现,用具有一对相对性状的豌豆杂交,杂交子一代都表现为显性性状;子二代都表现出3∶1的性状分离比。
2.做出假说。
(1)生物的性状遗传是由基因(孟德尔当时称遗传因子)控制的。
假说—演绎法的详解及其应用刘清华乌鲁木齐市长沙路18号金剑桥学校提要:这篇文章针对高中生物必修二第一章内容运用到的假说—演绎的科学方法进行了的梳理和归纳,在讲解孟德尔的豌豆杂交实验及摩尔根的果蝇杂交实验时运用其方法能使学生印象深刻,系统的掌握这些内容,并能在解题时运用这种方法。
高中生物必修二《遗传与进化》中在孟德尔的豌豆杂交实验中(一)、(二)以及基因位于染色体上这三节课都是运用了假说—演绎法。
假说—演绎法指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,则说明是错误的。
这就是现代科学研究中常用的一种科学方法。
必修二中在讲解基因分离定律时用的就是假说—演绎法,但课本在论述时有点支离破碎,很多学生没有形成一个整体的印象,对这种方法不是很理解,在做题的时候也不懂得去运用,下面我就这个问题四个步骤进行了系统的归纳并举例如何运用假说—演绎法解题。
一、通过《孟德尔的豌豆杂交试验(一)》讲解假说—演绎法1.1根据实验现象提出问题孟德尔用具有一对相对性状的纯合高茎豌豆和矮茎豌豆杂交,子一代表现为高茎。
子一代自交,子二代出现性状分离:既有高茎又有矮茎,比例为3:1。
用其他一对相对性状做实验也出现了同样的结果。
看来,F2中出现3:1的性状分离比不是偶然的,是什么原因导致遗传性状在杂种后代中按一定的比例分离呢?1.2提出解释问题的假说孟德尔在观察和统计分析的基础上,对分离现象的原因提出了假说:高茎和矮茎是一对相对性状,决定这一对相对性状的基因用D和d表示。
而基因在体细胞中成对存在。
由于豌豆在自然状态下永远是纯合子。
这样,亲本高茎豌豆的基因型是DD,产生的配子只有一种:D。
矮茎豌豆的基因型是dd,产生的配子也只有一种:d。
这样,D和d结合,产生的子一代的基因型是Dd,D对d有显性作用,F1全部表现为高茎。
假说演绎法及其应用高考生物考查时,实验与探究能力具有对一些生物学问题进行初步探究的能力,包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。
1.假说演绎法的内容•定义:在观察和分析的基础上提出问题,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。
如果实验结果与其结论相符,就说明假说是正确的,反之,则说明假说是错误的。
2.假说演绎法的应用•激素调节的发现原有观点:胃酸→神经→胰腺→分泌胰液实验现象:(1)稀盐酸→小肠腔内→胰腺分泌胰液(2)稀盐酸→血液中→胰腺不分泌胰液(3)切断小肠神经,只留血管:重复(1),结果相同现象解释(假说):沃泰默:该神经反射十分顽固,微小神经难以剔除斯他林、贝里斯:化学调节……在盐酸作用下小肠黏膜产生了一种物质,该物质通过血液到达胰腺,引起胰腺分泌。
•DNA复制方式的提出与证实;•遗传密码的破译;•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3.运用假说演绎法解题例题 2 从一个自然果绳种群中选出一部分未交配过的灰色和黄色两种体色的果蝇,这两种体色的果蝇数量相等,每种体色的果蝇雌雄各半。
已知灰色和黄色这对相对性状受一对等位基因控制,所有果蝇均能正常生活,性状的分离符合遗传的基本定律。
现用两个杂交组合:灰色雌蝇×黄色雄蝇、黄色雌蝇×灰色雄蝇,只做一代杂交试验,每个杂交组合选用多对果蝇。
推测两个杂交组合的子一代可能出现的性状,并以此为依据,对哪一种体色为显性性状,以及控制体色的基因位于X染色体上还是常染色体上这两个问题,做出相应的推断。
•解题思路:(1)理清条件:自然种群、灰雌×黄雄、黄雌×灰雄、一代杂交;(2)明确问题:推测F1;显性性状?基因位于X染色体上or常染色体?(3)作出假设:①黄显,常染色体②黄显,X染色体③灰显,常染色体④灰显,X染色体(4)演绎推理:如果①,则自然种群中两个杂交组合的基因型分别为:(aa)灰雌×黄雄(A_) (A_)黄雌×灰雄(aa)↓↓结果:F1:黄多于灰,且不论黄体色还是灰体色,雌雄比例相等(5)得出结论::若两个杂交组合的子一代中都是黄色个体多于灰色个体,并且体色的遗传与性别无关,则黄色为显性,基因位于常染色体上。
研究物理问题的方法在物理学中,为了理解和解释复杂的物理现象,我们通常会使用一系列的研究方法。
这些方法通常包括观察法、实验法、模型法、假设法、归纳法、类比法、演绎法、反证法、理想实验法和控制变量法。
1.观察法:观察法是物理学研究中最基本的方法之一。
它涉及到对物理现象的直接感知和记录。
通过观察,我们可以了解现象的基本特征、发生条件和变化规律。
2.实验法:实验法是通过实验手段来探究物理现象的一种方法。
实验法可以用来验证或推翻物理理论,以及发现新的物理现象。
实验的设计和实施需要控制变量,并且需要收集足够的数据以支持或否定假设。
3.模型法:模型法是通过建立模型来模拟物理现象的一种方法。
模型可以是数学模型、物理模型或概念模型,它们可以帮助我们理解复杂的物理现象,预测未来的行为,并制定解决方案。
4.假设法:假设法是在研究物理问题时提出假设,然后通过实验或观察来验证或推翻假设的一种方法。
如果假设被验证为真,那么它就成为了一个可用的理论;如果假设被推翻,那么就需要提出新的假设来继续探索。
5.归纳法:归纳法是从一组特定的观察或实验数据中得出一般规律的一种方法。
通过归纳,我们可以从个别现象中推导出普遍规律,从而建立理论。
6.类比法:类比法是通过比较类似的现象或事物来理解新现象的一种方法。
类比可以帮助我们建立联系,发现相似性和差异性,从而更好地理解新的概念和现象。
7.演绎法:演绎法是从一般规律推导出个别结论的一种方法。
在物理学中,我们通常使用已知的理论来推导和预测新的现象或结果。
8.反证法:反证法是通过反例来证明一个命题不成立的一种方法。
在物理学中,反证法通常用于排除错误的假设或理论,从而推动科学的发展。
9.理想实验法:理想实验法是通过在理想条件下进行实验来探究物理现象的一种方法。
理想实验通常是在现实条件下无法实现或难以实现的,但它们可以帮助我们理解物理现象的本质和规律。
10.控制变量法:控制变量法是在实验中控制一个或多个变量不变,然后观察其他变量对实验结果的影响的一种方法。
利用“假说 -演绎”法发展学生科学思维和科学探究能力“假说-演绎”法是人教版《必修二遗传与分子》孟德尔的豌豆杂交实验(一)中首先提出的一种现代科学研究中常用的科学方法。
它的基本特点是:对某个实验结果或生产、生活现象分析并提出问题,提出的假说通过推理和想象来解释,基于假说进行演绎推理,最终通过设计实验来检验该假说是否成立。
简而言之,“假说-演绎”法包含四部分内容(见图1):发现问题,提出假说,演绎推理,得出结论。
若实验结果与预期实验结果相同,则说明该假说成立;如果实验结果和预期实验结果不相同,则说明该假说不成立。
图1 “假说-演绎”法的基本步骤和流程“假说-演绎”法是科学家进行科研的探究方法之一,也是学生形成科学思维和探究某种科学规律的重要方法。
相对于观察—归纳法对于培养学生大胆想象的创新能力、严密的逻辑推理能力都有很好的作用。
基于“假说-演绎”法的教学实施高中生物人教版必修2第二章第2节《基因位于染色体上的实验证据》一课中介绍了摩尔根的果蝇杂交实验,最终证明了基因在染色体上,这是一个遗传学经典实验,不仅为基因在染色体上提供了实验证据,也为学生后续学习伴性遗传奠定了基础。
下面采用“假说-演绎”法进行摩尔根的果蝇杂交实验教学,以问题为驱动,引导学生逐步深入分析问题,解决问题,建构知识,以此发展学生的科学思维和科学探究能力。
一、观察实验,提出问题教师提供资料:1909年,美国遗传学家摩尔根从他们自己培养的黑腹果蝇的原种中发现了第一个他成为“例外”的一只白眼雄果蝇。
他牢牢抓住这个“例外”用它做了一系列精巧设计的实验。
图2 红眼雌果蝇和白眼雄果蝇杂交遗传图解将这只白眼雄蝇和它的红眼姊妹杂交(见图2),学生很容易得到以下结论:①实验结果符合孟德尔分离定律,果蝇的红眼和白眼受一对等位基因的控制;②全为红眼,说明红眼为显性性状,用“W”表示;白眼为隐性性状,用“w”F1表示。
在这个实验中,最引人注意的一点是:隐性的白眼性状只在雄蝇中出现,所有的雌蝇都是红眼。
“假说——演绎法”的专题教学探究方钧摘要:“假说——演绎法”是高中生物学中的重要教学内容,对提高学生的科学素养有着重要意义。
因此有必要开展“假说——演绎法”的专题教学。
在教学过程中从三个方面引导学生系统学习“假说——演绎法”:理解假说——演绎法在科学研究中的作用、以经典实验模仿科学家的思维过程、实践应用“假说——演绎法”。
关键词:假说——演绎法、高中生物、专题教学假说——演绎法是现代科学研究中常用的一种科学方法,是提高学生科学素养的重要内容,也是高考中常考的内容。
因此在高中生物教学过程中,开设“假说——演绎法”的专题教学是很有必要的。
1“假说——演绎法”在科学研究中的作用“假说——演绎法”是指在观察和分析基础上提出问题以后,通过推理和想像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,则说明假说是错误的。
“假说——演绎法”是形成和构造科学理论的一种重要思维方法。
现代科学研究的基本步骤是:图11.1假说是设计实验的原理。
1.2预期实验结果是根据假说进行演绎得出的。
1.3实验结果并不直接证明假说本身,而是证明依据假说演绎的预期实验结果是否正确。
1.4可以结合数学中的程序设计思想来看待此流程图,“假说——演绎法”使现代科学的研究通过不断地修正假说,最终指向正确的结论,从这个意义上说,“假说——演绎法”是现代科学研究的核心方法。
2 感悟教材中的经典实例在教材中,提供了较多的与假说——演绎法相关的经典实验,在对于这些经典实例的教学中,一定要让学生去总结、感悟“假说——演绎法”与科学发现之间的关系,教师的关键是引导学生思考并总结归纳。
2.1孟德尔实验2.2摩尔根实验表22.3 DNA的半保留自复制实验以上表格可以课前准备好,学生在课堂上分小组讨论完成。
3 实战演练假说演绎法的学习不是一下子就能掌握的,而是要通过一定阶段的训练才能真正领会并熟练运用,教师要精选一些试题让学生进行演练,巩固加深学生对假说——演绎法的认识,从而提高学生的思维层次。
演驿法的启发式教学在物理教学中的应用一、演绎法的启发式教学实例一目的:引出静摩擦力演示实验:手握瓶,瓶保持静止。
①师:同学请看,现在我手中握一个瓶子,瓶子处于什么状态?生:静止状态②师:握瓶的手对瓶子有没有作用力?假如有,它是一种什么性质的力?生:手对瓶子有作用力,是压力(弹力的一种)③师:那个压力方向如何?生:垂直瓶壁,指向瓶里④师:瓶子在竖直方向受到力的作用吗?生:受重力作用⑤师:假如瓶子在竖直方向仅受重力作用,瓶子能保持静止吗?生:不能⑥师:什么缘故?生:物体防止应受平稳力,而仅受重力,则瓶子受力不平稳⑦师:那么,现在瓶子保持静止,因而在竖直方向,瓶子除受重力作用外,还必定受到一个什么方向力的作用?生:竖直向上的力的作用⑧师:那个竖直向上的力确实是我们今天要学习的静摩擦力②一③问答:分析手对瓶子的作用力,目的是为下面分析瓶子在竖直方向受力作必要的预备,幸免学生将此力混为与重力平稳。
④~⑤问答,实际上是要完成一个演绎推理(1)假如物体静止,物体必受平稳力作用瓶子仅受重力,则瓶子受力不平稳/瓶子仅受重力,瓶子不能保持静止⑦问答,实际上也是要完成如下演绎推理(2)物体保持静止,物体受平稳力作用瓶子保持静止/瓶子受平稳力作用一对平稳力,则两个力的方向必相反瓶子在竖直方向受平稳力/瓶子在竖直方向上受力相反瓶子所受重力方向竖直向下/与重力平稳的力方向必竖直向上从上面那个例子,我们不难看出,针对教学中涉及的演绎推理,在组织教学时,教师并不是由自己来完成推理,而是引导学生来完成推理,这种教学设计思想表达了演绎法的启发式教学的特点。
那么,如何在演绎法教学中运用启发式?下面先对演绎法做一简单介绍。
二、演绎推理演绎推理,又称演绎法。
它是从一样性较大的前提动身,推出一样性较小的结论的推理。
演绎推理的前提和结论之间有着必定的联系,只要前提是确实,推理是合乎逻辑的,就一定能得到正确的结论。
其最差不多的形式是三段论,三段论也是我们日常生活中及教学中最常运用的。
假说演绎法在物理探究教学中的运用假设演绎法是一种科学探究方法,其主要通过观察和推理来得出结论。
在物理探究教学中,假设演绎法可以帮助学生深入理解物理概念和定律,并培养他们的科学思维和实验技能。
本文将讨论假设演绎法在物理探究教学中的运用,并介绍一些案例和方法。
在物理探究教学中,假设演绎法可以帮助学生建立实验假设、设计实验方案、观察实验现象和分析实验结果。
通过这种实践过程,学生能够培养科学精神,学会发现问题、构建模型、提出假设、验证假设,并得出科学结论。
首先,假设演绎法可以帮助学生理解物理概念和定律。
通过提出问题、进行实验和观察,学生可以深入理解物理概念和定律的本质。
例如,在学习牛顿第二定律时,学生可以通过设计实验来验证力与物体加速度的关系。
通过试验结果,学生可以得出结论,加深对牛顿第二定律的理解。
其次,假设演绎法可以培养学生的科学思维。
在物理探究教学中,学生需要根据已有知识和观察,提出假设,并设计实验来验证假设。
这种思维过程培养了学生的观察能力、逻辑思维和实验技能。
通过多次实验和观察,学生可以逐步提高科学思维水平,培养解决问题的能力。
再次,假设演绎法可以帮助学生掌握实验方法和技能。
在物理探究教学中,学生需要学会设计实验方案、操作实验仪器和处理实验数据。
通过参与实验,学生可以熟悉实验操作步骤和仪器使用方法,并培养实验技能。
这些实验技能对于学生未来从事科学研究和工程实践具有重要意义。
最后,为了有效地运用假设演绎法,教师需要采取一些教学策略。
首先,教师可以引导学生提出令人感兴趣和具有探索性的问题。
这样的问题能够激发学生的学习兴趣,并激发他们的科学思维。
其次,教师可以组织学生进行团队合作。
通过团队合作,学生可以相互交流、分享观点和合作实验。
这样的合作学习有助于学生互相促进和共同进步。
最后,教师需要提供适当的引导和反馈。
在学生进行实验的过程中,教师可以给予适当的引导和反馈,帮助学生理解实验过程和结果,并提出改进方法。
"假说演绎法"在物理探究教学中的运用
"假说演绎法"是指科学研究中的一种常用方法,即先做出假设,然后通过对该假设进行推理和检验,来验证或排除该假设的正确性。
这种方法在物理学研究中有着广泛的应用,在物理探究教学中也有着重要的作用。
在物理探究教学中,"假说演绎法"可以帮助学生掌握基本的科学方法,培养学生的自主学习能力和独立思考能力。
通过"假说演绎法"的运用,学生可以学会观察、提问、推理、实验等基本的科学方法,并能够根据所得的结果对假设进行分析和总结,形成自己的科学观点。
在物理探究教学中,"假说演绎法"还可以帮助学生学习科学的规律和原理。
通过对假设的检验和验证,学生可以理解物理现象的本质和规律,并能够应用这些规律来解决实际问题。
例如,在学习光的传播时,学生可以做出假设,并通过实验验证假设的正确性,从而学习光的特性和传播规律。
此外,"假说演绎法"还可以帮助学生建立起科学思维模式,培养学生的创新能力。
学生在探究过程中可以不断提出新的假设,并通过检验和验证来寻找科学现象的规律,这有助于学生建立起科学思维模式,并培养学生的创新能力。
总之,"假说演绎法"在物理探究教学中具有重要的作用,它可以帮助学生掌握基本的科学方法,培养学生的自主学习能力和独立思考能力,帮助学生学习科学的规律和原理,建立起科学思维模式,培养学生的创新能力。
因此,在物理探究教学中,应该大力推广"假说演绎法",使学生在学习物理知识的同时,也能学会科学的思维方法。
“假说演绎法”在物理探究教学中的运用《全日制义务教育物理课程标准(实验稿)》根据科学探究的一般要求,将科学探究分为七个要素,为物理课程的科学探究提供了一种简便、容易操作的教学方式. 但科学探究活动并没有固定的程序和模式,也不是所有的学习内容都适合采用这种方式,在科学发展历程中科学研究的方法有许多,“假说演绎法”就是其中常用的一种. 在物理教学中,根据具体的教学目标与内容,灵活、恰当地运用“假说演绎法”,常会收到独特的教学效果.一、运用“假说演绎法”进行探究教学的基本思路“假说演绎法”的研究思路是:确定需要研究的问题,在已有经验和背景知识的基础上,通过观察现象、搜集相关的事实依据,提出解释问题的假说,再根据假说进行演绎推理,得出一个或几个具体的推论,然后通过实验的方法来检验这些推论,如果实验结果与预期的推论相符,就证明假说是正确的;反之若不相符,则说明假说是错误的,需要重新提出新的假说,再重复先前的过程. 将这一方法运用到物理课程的探究教学中,其教学流程图可以用图1来表示. 以下以“探究凸透镜成像”规律为例,说明该方法的应用.二、运用“假说演绎法”探究凸透镜成像规律1.发现问题学生在先前的学习活动中已有所发现:通过凸透镜看近处书本上的字是正立、放大的,而看远处的景物,则是倒立、缩小的,说明凸透镜可以成不同的像. 那么,凸透镜在什么情况下成正立的像,或是倒立的像?什么情况下又成放大的像,或是缩小的像?这其中存在什么规律呢?2.搜集事实学生选用凸透镜、蜡烛、光屏、光具座(或直尺),尝试搜集、获取直观的科学事实. 将凸透镜固定在光具座的中间位置不变,使烛焰沿主光轴从距凸透镜较远处逐渐靠近透镜,调节好像距,使烛焰在光屏上成清晰的像. 可以发现:随着物距的减小,光屏上的像逐渐增大,并且由缩小逐渐变为放大,同时,像距也随之增大. 当烛焰与凸透镜之间的距离太靠近时,光屏上就不出现烛焰的像,只有亮斑,但此时通过凸透镜看烛焰,就能看到一个正立、放大、清晰的像.换一块焦距不同的凸透镜重复刚才的实验,情况大致相同,只是光屏上出现放大、或缩小的像、或不出现像时,烛焰的位置有所不同.3.提出假说对搜集到的事实进行分析:每次凸透镜成不同的像,都是通过移动烛焰的位置,即改变物距来实现的,那么凸透镜成像的性质可能与物距的大小有关. 还有,换了不同焦距的凸透镜重复实验,发现即使烛焰放在同一位置处,光屏上成的像也与前次不同,那么凸透镜成像的性质还可能与凸透镜的焦距有关. 因此,提出如下假设:凸透镜成像的性质与物距及焦距有关.4.演绎推论对于某确定的凸透镜而言,当烛焰沿主光轴从远处逐渐靠近凸透镜的过程中,像由缩小变成了放大. 由此可以得出第一个推论:在主光轴上一定存在这样一个特殊位置,这个位置是烛焰成放大的像与缩小的像的分界点,烛焰在这个位置上时所成的像,既不放大,也不缩小,而是一个等大的像. 找到这个位置,就能确定像放大或缩小的规律.另外,搜集到的事实还表明:当烛焰与凸透镜之间的距离太近时,光屏上不出现像,要透过凸透镜对着烛焰看,才能看到一个正立、放大的像. 这就是说,物距太小时成的是虚像. 那么,就可以得出第二个推论:必定存在这样一个特殊位置,这个位置是凸透镜成实像和虚像的分界点. 确定了这个位置,我们就能掌握凸透镜成实像或是虚像的规律.5.实验检验准备好三块不同焦距的凸透镜、光具座、光屏和直尺等. 为了比较像与物的大小,可以用发光二极管代替蜡烛做光源,并在光屏上画出一组等距的平行线,使相邻两线间的距离等于发光二极管的高度,如图2所示. 先用平行光聚焦法测量出凸透镜的焦距,并记录在实验数据表格中. 把凸透镜固定在光具座的中间位置处,使发光二极管沿主光轴从较远处逐渐向凸透镜靠近,同时调节光屏到凸透镜的距离,使光屏上成清晰的像. 当光屏上像的高度正好等于相邻两条线之间的距离时,像与物大小相等,记录此时的物距与像距. 把发光二极管再移近凸透镜,同时调节像距,直到光屏上不出现清晰的像,只有亮斑,记录此时的物距. 换用不同焦距的第二、第三块凸透镜,重复上述实验,并记录相应的实验数据.6.得出结论分析实验数据,推论一得到验证:确实存在这样一个位置,物距等于两倍焦距处,是凸透镜成放大实像与缩小实像的分界点,物体在两倍焦距以外,成倒立、缩小的实像,反之则成倒立、放大的实像;推论二也同样得到实验的验证:在焦点处凸透镜不能成像,在焦点以外成倒立的实像,焦点以内成正立的虚像.至此,根据假说进行演绎推理得出的两个推论都得到了实验的验证,说明之前的假说是正确的,凸透镜成像的性质与物距和焦距有关. 结合两个推论,凸透镜成像规律也就一目了然了.三、运用“假说演绎法”进行探究教学的相关思考1.与传统方法的比较在探究凸透镜成像规律的教学活动中,传统的做法是采用归纳法,其基本教学思路如图3.学生在明确了将要探究的问题后,设计并进行实验,按照倒立缩小的实像、倒立放大的实像和正立放大的虚像等三种情况,分别收集相应物距和像距的实验数据,然后对这些数据进行分析研究,从中归纳出物距与一倍焦距、与两倍焦距,以及像距与一倍焦距、与两倍焦距之间的大小关系. 实践表明,这对学生的归纳概括能力而言,要求确实比较高了. 主要的症结在于:面对众多的实验数据,学生在归纳与概括时,指向性和目标性都比较模糊,为什么要与一倍焦距、与两倍焦距进行比较呢?而不是别的?这是使用传统方法遇到的一个瓶颈问题,更是学生学习的困惑所在.运用“假说演绎法”能有效解决这一问题. 上述教学案例中,在得到笼统的假说后,通过演绎推理,从一般的、不容易实证的观点中,推断出两个特殊的、容易实证的推论,即:必定存在两个特殊的位置,然后,实验就围绕着寻找、确认这两个特殊位置而展开,指向性和目标性都非常明确.2.“假说演绎法”是重要的研究方法在物理教学活动中,探究教学没有、也不应该有固定的一成不变的程序和模式,教师应根据实际情况,从具体的教学目标和教学内容出发,恰当地、灵活地采用多种方法,去引导学生开展科学探究. 当物理教学中出现了某些猜想或假说,内容比较宽泛,带有一定的普遍性,但又比较抽象、复杂,以至于它们与可观测的事实之间跨度较大,难以取得直接实证时,我们就需要借助逻辑的力量,利用演绎推理等方法,从假设中推断出一个或几个具体的、便于直接观测与验证的推论,通过对推论的验证最终达到科学探究的目标. 这种情况下,“假说演绎法”就能充分展示其独特的优势,成为一种十分有效的研究方法. 我们认为,“假说演绎法”不仅是现代科学研究中的一种常用方法,也是学生认识客观事物、形成客观规律的一种重要方法,更是学生将来从事科学研究,及走入社会普遍需要的重要的科学思维方法.。
科学假说及其在中学物理中的教学策略科学假说是一种复杂的理论思维形式,是人们运用科学思维,依照已知的事实材料,对未知的事物及其规律所作的推断和假定,是一种带有估量性和假定性的理论形状,是没有通过实践充分证实的理论。
恩格斯指出:“只要自然科学在思维着,它的进展形式确实是假说。
”作为一种理性思维的形式,假说是科学研究中重要的方法。
在中学物理教学过程中,对21世纪知识经济时代中参与竞争的学生,培养探究形成假说的能力,严密思维能力和创新思维的能力是十分必要和十分紧迫的。
本文就假说的作用及其在中学物理教学中有关假说的教学策略作一肤浅的论述,以期同仁指教。
一、假说的特点1、假说具有推测性。
假说之因此称为假说,确实是因为它是一种“毛坯”,是具有一定推测性的理论“预制品”,在未证实之前只能说是对自然现象及其规律的推断、推测。
假说只有通过实践检验和证明,才能上升为理论。
例如,哥白尼的“日心说”,康德──拉普拉斯的“星云假说”,“大爆炸宇宙说”,“黑洞假说”等等。
近代物理中卢瑟福核式结构模型、玻尔量子假说等等,在未证实之前均为假说,不能看成是一种完美的理论。
有的至今未(进化)上升为理论,因为未得实验的检验。
2、假说具有科学性。
假说尽管是一种想象或推测,但它的提出不但要以实验材料与体会事实为基础,而且要以科学理论为依据,通过实践检验和证明。
因此假说不是无依照的推测和幻想,不是主观臆造。
假说一旦失去事实基础和科学依据,又未经受一定的实践或检验,它也就失去了存在的价值。
卢瑟福的原子核式结构模型,尽管有其专门大的缺陷,然而它有科学依据,又能经得起a散射实验的检验,能推算出原子和原子核的半径。
玻尔的原子模型是在卢瑟福模型的基础上进展起来的,它克服了卢瑟福模型的某些缺陷,引入了量子化的概念,因而是更为合理的一种新的假说,然而它依旧有自己的缺陷。
因此每一种假说都有科学依据,但它又随科学的不断进展而“进化”。
3、假说具有可变性。
假说是一种对实践证实的东西,因而通过实践检验可能成为真理而进展成一种理论,也可能成为谬误而被剔除,也有可能被证实具有某种不完整性而进展成为一种新的假说。
“假说演绎法”在物理探究教学中的运用
《全日制义务教育物理课程标准(实验稿)》根据科学探究的一般要求,将科学探究分为七个要素,为物理课程的科学探究提供了一种简便、容易操作的教学方式. 但科学探究活动并没有固定的程序和模式,也不是所有的学习内容都适合采用这种方式,在科学发展历程中科学研究的方法有许多,“假说演绎法”就是其中常用的一种. 在物理教学中,根据具体的教学目标与内容,灵活、恰当地运用“假说演绎法”,常会收到独特的教学效果.
一、运用“假说演绎法”进行探究教学的基本思路
“假说演绎法”的研究思路是:确定需要研究的问题,在已有经验和背景知识的基础上,通过观察现象、搜集相关的事实依据,提出解释问题的假说,再根据假说进行演绎推理,得出一个或几个具体的推论,然后通过实验的方法来检验这些推论,如果实验结果与预期的推论相符,就证明假说是正确的;反之若不相符,则说明假说是错误的,需要重新提出新的假说,再重复先前的过程. 将这一方法运用到物理课程的探究教学中,其教学流程图可以用图1来表示. 以下以“探究凸透镜成像”规律为例,说明该方法的应用.
二、运用“假说演绎法”探究凸透镜成像规律
1.发现问题
学生在先前的学习活动中已有所发现:通过凸透镜看近处书本上的字是正立、放大的,而看远处的景物,则是倒立、缩小的,说明凸透镜可以成不同的像. 那么,凸透镜在什么情况下成正立的像,或是倒立的像?什么情况下又成放大的像,或是缩小的像?这其中存在什么规律呢?
2.搜集事实
学生选用凸透镜、蜡烛、光屏、光具座(或直尺),尝试搜集、获取直观的科学事实. 将凸透镜固定在光具座的中间位置不变,使烛焰沿主光轴从距凸透镜较远处逐渐靠近透镜,调节好像距,使烛焰在光屏上成清晰的像. 可以发现:随着物距的减小,光屏上的像逐渐增大,并且由缩小逐渐变为放大,同时,像距也随之增大. 当烛焰与凸透镜之间的距离太靠近时,光屏上就不出现烛焰的像,只有亮斑,但此时通过凸透镜看烛焰,就能看到一个正立、放大、清晰的像.
换一块焦距不同的凸透镜重复刚才的实验,情况大致相同,只是光屏上出现放大、或缩小的像、或不出现像时,烛焰的位置有所不同.
3.提出假说
对搜集到的事实进行分析:每次凸透镜成不同的像,都是通过移动烛焰的位
置,即改变物距来实现的,那么凸透镜成像的性质可能与物距的大小有关. 还有,换了不同焦距的凸透镜重复实验,发现即使烛焰放在同一位置处,光屏上成的像也与前次不同,那么凸透镜成像的性质还可能与凸透镜的焦距有关. 因此,提出如下假设:凸透镜成像的性质与物距及焦距有关.
4.演绎推论
对于某确定的凸透镜而言,当烛焰沿主光轴从远处逐渐靠近凸透镜的过程中,像由缩小变成了放大. 由此可以得出第一个推论:在主光轴上一定存在这样一个特殊位置,这个位置是烛焰成放大的像与缩小的像的分界点,烛焰在这个位置上时所成的像,既不放大,也不缩小,而是一个等大的像. 找到这个位置,就能确定像放大或缩小的规律.
另外,搜集到的事实还表明:当烛焰与凸透镜之间的距离太近时,光屏上不出现像,要透过凸透镜对着烛焰看,才能看到一个正立、放大的像. 这就是说,物距太小时成的是虚像. 那么,就可以得出第二个推论:必定存在这样一个特殊位置,这个位置是凸透镜成实像和虚像的分界点. 确定了这个位置,我们就能掌握凸透镜成实像或是虚像的规律.
5.实验检验
准备好三块不同焦距的凸透镜、光具座、光屏和直尺等. 为了比较像与物的大小,可以用发光二极管代替蜡烛做光源,并在光屏上画出一组等距的平行线,使相邻两线间的距离等于发光二极管的高度,如图2所示. 先用平行光聚焦法测量出凸透镜的焦距,并记录在实验数据表格中. 把凸透镜固定在光具座的中间位置处,使发光二极管沿主光轴从较远处逐渐向凸透镜靠近,同时调节光屏到凸透镜的距离,使光屏上成清晰的像. 当光屏上像的高度正好等于相邻两条线之间的距离时,像与物大小相等,记录此时的物距与像距. 把发光二极管再移近凸透镜,同时调节像距,直到光屏上不出现清晰的像,只有亮斑,记录此时的物距. 换用不同焦距的第二、第三块凸透镜,重复上述实验,并记录相应的实验数据.
6.得出结论
分析实验数据,推论一得到验证:确实存在这样一个位置,物距等于两倍焦距处,是凸透镜成放大实像与缩小实像的分界点,物体在两倍焦距以外,成倒立、缩小的实像,反之则成倒立、放大的实像;推论二也同样得到实验的验证:在焦点处凸透镜不能成像,在焦点以外成倒立的实像,焦点以内成正立的虚像.
至此,根据假说进行演绎推理得出的两个推论都得到了实验的验证,说明之前的假说是正确的,凸透镜成像的性质与物距和焦距有关. 结合两个推论,凸透镜成像规律也就一目了然了.
三、运用“假说演绎法”进行探究教学的相关思考
1.与传统方法的比较
在探究凸透镜成像规律的教学活动中,传统的做法是采用归纳法,其基本教学思路如图3.
学生在明确了将要探究的问题后,设计并进行实验,按照倒立缩小的实像、倒立放大的实像和正立放大的虚像等三种情况,分别收集相应物距和像距的实验数据,然后对这些数据进行分析研究,从中归纳出物距与一倍焦距、与两倍焦距,以及像距与一倍焦距、与两倍焦距之间的大小关系. 实践表明,这对学生的归纳概括能力而言,要求确实比较高了. 主要的症结在于:面对众多的实验数据,学生在归纳与概括时,指向性和目标性都比较模糊,为什么要与一倍焦距、与两倍焦距进行比较呢?而不是别的?这是使用传统方法遇到的一个瓶颈问题,更是学生学习的困惑所在.
运用“假说演绎法”能有效解决这一问题. 上述教学案例中,在得到笼统的假说后,通过演绎推理,从一般的、不容易实证的观点中,推断出两个特殊的、容易实证的推论,即:必定存在两个特殊的位置,然后,实验就围绕着寻找、确认这两个特殊位置而展开,指向性和目标性都非常明确.
2.“假说演绎法”是重要的研究方法
在物理教学活动中,探究教学没有、也不应该有固定的一成不变的程序和模式,教师应根据实际情况,从具体的教学目标和教学内容出发,恰当地、灵活地采用多种方法,去引导学生开展科学探究. 当物理教学中出现了某些猜想或假说,内容比较宽泛,带有一定的普遍性,但又比较抽象、复杂,以至于它们与可观测的事实之间跨度较大,难以取得直接实证时,我们就需要借助逻辑的力量,利用演绎推理等方法,从假设中推断出一个或几个具体的、便于直接观测与验证的推论,通过对推论的验证最终达到科学探究的目标. 这种情况下,“假说演绎法”就能充分展示其独特的优势,成为一种十分有效的研究方法. 我们认为,“假说演绎法”不仅是现代科学研究中的一种常用方法,也是学生认识客观事物、形成客观规律的一种重要方法,更是学生将来从事科学研究,及走入社会普遍需要的重要的科学思维方法.。