核心素养微专题 5科学思维之假说-演绎法

从假说 - 演绎法看高中生物学科核心素养中科学思维的培养兰杰新陕西省汉中市佛坪县中学 723400假说-演绎法(Hypothetical-deductive-method)又称为假说演绎推理，是一种理论推演和实验研究相结合的科学研究方法，被广泛的应用于自然科学诸如物理、化学、生物以及教育科研之中。

假说-演绎法的内容由以下几个环节组成：一是提出问题，就是在观察现象和初步分析的基础上提出问题。

二是形成假说，即就是针对问题通过经验、推理和想象提出解释问题的一套理论。

三是演绎推理，就是根据所提出的假说进行演绎推理从而得到理论上的结果。

四是实验验证，就是真正去做实验得到实验结果，然后将理论结果和实验结果进行比对从而对假说进行验证。

如果实验结果与理论结论相符，就证明假说是正确的（证实），反之，则说明假说是错误的（证伪）。

最后是得出结论。

这是现代科学研究中常用的一种科学方法。

普通高中生物学课程标准（2017 年版 2020 年修订）中明确了生物学学科核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。

其中“科学思维”是指尊重事实和证据，崇尚严谨和务实的求知态度，运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。

要求学生在学习过程中逐步发展科学思维，如能够基于生物学事实和证据运用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维、创造性思维等方法，探讨、阐释生命现象及规律，审视或论证生物学社会议题。

可见，新的课程标准中对科学思维是非常重视的，这关系到科学精神的树立，科学态度的形成，科学习惯的养成，科学思维的培养，关系到学生个人的成长，社会人才的选拔以及未来科学家的造就。

在高中生物必修2中，孟德尔分离定律就是通过假说-演绎法得来的经典范例。

教材以孟德尔发现分离现象、探索分离规律为主要线索，以近乎“白描”的方式，叙述了孟德尔所作的主要工作：一、发现了问题：孟德尔通过观察七对相对性状的实验结果，发现并提出问题：为什么F1只有一种性状而F2却有两种性状且比例为3:1呢?二、提出了假说：孟德尔在观察、经验、想象和理论的指引下，形成了对分离现象进行解释的一套初步的理论（这就是假说）。

假说演绎法解题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。

这是现代科学研究中常用的一种科学方法，叫做假说-演绎法。

一般步骤：提出问题→做出假设→演绎推理→实验检验→得出结论 典型例题：［例］玉米籽粒黄色基因T 与白色基因t 是位于9号染色体上的一对等位基因，已知无正常9号染色体的花粉不能参与受精作用。

现有基因型为Tt 的黄色籽粒植株A ，其细胞中9号染色体图一。

①该黄色籽粒植株的变异类型属于染色体结构变异中的______________ ②为了确定植株A 的T 基因位于正常染色体还是异常染色体上,让其进行自交产生F 1,实验结果为F 1表现型及比例为_______，说明T 基因位于异常染色体上。

③以植株A 为父本，正常的白色籽粒植株为母本杂交产生的F 1中，发现了一株黄色籽粒植株B,其染色体及基因组成如图二。

分析该植株出现的原因是由于父本减数分裂过程中_______未分离。

④若③中得到的植株B 在减数第一次分裂过程中3条9号染色体会随机的移向细胞两极并最终形成含1条和2条9号染色体的配子，那么以植株B 为父本进行测交，后代的表现型及比例_________________,其中得到的染色体异常植株占：___________。

练习1、100年来,果蝇作为经典模式生物在遗传学研究中备受重视。

请根据以下信息回答问题:假设某隐性致死突变基因有纯合致死效应(胚胎致死),无其他性状效应。

根据隐性纯合子的死亡率,隐性致死突变分为完全致死突变和不完全致死突变。

有一只雄果蝇偶然受到了X 射线辐射,为了探究这只果蝇X 染色体上是否发生了上述隐性致死突变,请设计杂交实验并预测最终实验结果。

实验步骤:(1);(2) ;(3)。

结果预测:Ⅰ.如果,则X染色体上发生了完全致死突变;Ⅱ.如果,则X染色体上发生了不完全致死突变;Ⅲ.如果,则X染色体上没有发生隐性致死突变。

假说——演绎由于学生在初中学习阶段已经了解一些孟德尔的事迹，在高中阶段可以“孟德尔对遗传学的杰出贡献”为专题，组织小型的师生研讨活动。

孟德尔科学实验方法，最适于引导学生领悟科学探究的一般模式，在教学中可利用“假说——演绎法”教学，具体过程为：提出问题：学生阅读，配以教师展示和讲解。

学生了解孟德尔一对相对性状的杂交试验，包括实验现象和提出问题。

建立假说：教师介绍孟德尔的假说，学生讨论并提问，了解假说的内容。

教师通过边绘制边讲解遗传图解，帮助学生进一步理解孟德尔的假说。

模拟实验：通过性状分离比的模拟实验，让学生加深对孟德尔假说的理解。

演绎推导：教师设问：如果我们就是当年的孟德尔，该如何验证自己的假说？教师将测交实验的亲本组合告诉学生，请学生假设自己就是当年的孟德尔，用自己的假说对测交实验的理论结果进行演绎推理，推导出理论上的预期。

实验检验：教师告诉学生测交实验的真实结果，判断假说真伪。

教师启发学生思考测交后代的性状分离比例为什么会是1：1呢？当学生绘制遗传图解时，纠正他们可能出现的错误。

得出结论：子一代的遗传组成:形成配子时子一代遗传因子的分离行为。

师生共同揭示“分离定律”的论点及实质。

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。

孟德尔的研究思路十分严谨，实验设计科学可行，他首先从一对相对性状的研究入手，进行实验、观察现象、统计数据、提出假说、进行演绎推理、设计实验进行验证、得出结论、进一步实验……。

孟德尔遗传定律的发现过程就是“假说——演绎”法的充分体现“假说——演绎法”是现代科学研究中常用的一种科学方法，也是训练学生科学思维的一种重要的科学方法。

它是指在观察和分析的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果。

如果实验结果与预期结果相符，就证明假说是正确的，反之，则说明假说是错误的。

假说演绎法假说演绎法又称为演绎推理，是指基于前提条件和基本规律，通过逻辑推理得出结论的推理方法。

这种推理方式有很多应用，例如用于科学研究、法律判案以及工程设计等领域。

本文将就假说演绎法的概念、基本元素、应用以及优缺点进行分析。

一、假说演绎法的概念假说演绎法是基于已知条件和基本规律，通过逻辑分析推导出结论的一种推理方法。

它是一种推理方式，旨在利用已知信息推导出未知信息。

在假说演绎法中，基于已知事实和前提条件，人们形成假设，并基于这个假设得出结论。

假说演绎法主要分为两个步骤。

首先，根据已知事实和前提条件，提出一个假设，即未知的事实或变量。

其次，基于这个假设和基本规律进行推理，推导出结论。

假说演绎法是应用广泛的一种推理方式，它不仅用于科学研究，还用于法律判案以及工程设计等领域。

二、假说演绎法的基本元素假说演绎法有三个基本元素：前提条件、假设和结论。

1.前提条件：前提条件是假说演绎法中的基础。

它是已知的事实或者经验。

前提条件通常包括原因、条件、假设、定义、命题等等。

基于前提条件，人们提出假设，并得出结论。

2.假设：假设是假说演绎法的核心。

假设是基于已知事实和前提条件形成的一个预测。

在假说演绎法中，通过提出假设来发展和测试科学理论、解释现象和预测未来。

3.结论：结论是指基于已知条件和假设得出的结论。

根据已有证据和逻辑推理得出的结论可以是有益的科学理论或者实际问题的解决方案。

三、假说演绎法的应用假说演绎法主要用于科学研究、法律判案以及工程设计等领域。

1.科学研究：在科学研究中，假说演绎法用来发展和测试科学理论、解释现象并预测未来。

科学理论通常由一组假设、原则和推论组成，假说演绎法用于测试这些理论的准确性和可靠性。

2.法律判案：在法律判案中，假说演绎法可以用来推断证据或判断某种行为是否侵犯了法律。

法官通常基于一组事实、证据和法律原则制定裁决，使用假说演绎法来确定罪责。

3.工程设计：在工程设计中，假说演绎法用来发现和解决工程问题。

高中生物教学中假说――演绎法高中生物教学中“假说――演绎法”“假说――演绎法”是高中生物课程标准要求学生必须掌握的科学方法之一，对于落实“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。

以下是本人对“假说―演绎法”学习、教学的点滴体会。

一、“假说――演绎法”概述1.“假说―演绎法”的基本内涵“假说―演绎法”是现代科学研究中常用的一种科学方法，它是在观察分析的基础上提出问题以后，通过推理和想象提出解决问题的假说，根据假说进行演绎推理（形成推论），再通过实验检验演绎推理的结论（推论）。

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。

科学假说是科学理论发展的思维形式，是人们根据已知的科学事实，以已经掌握的科学原理为指导，对未知的自然现象及其规律性，经过一系列的思维过程（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），预先在自己头脑中作出的假定性解释。

就其组成而言，包含已知事实和推测性假定两种基本成分。

假设通过这两种成分的搭配明确问题解决途径，在条件与结果之间建构设想。

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。

作为一种正确的假说，不仅能够解释已有的实验结果，还应必须能够预测另一些实验结果。

即除了解释性条件，还必须有预见性条件。

如果由假说作出的科学预见得到实际的证实，那么就标志着假说已经转化为理论。

就假说能否解释已知事实与能否预见未知事实相比而言，后者是假说具有真理性的更有力的证明，当然更能作为假说是否能转化为理论的鲜明标志。

假说必须经过科学实践的检验才能发展为科学理论。

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（演绎）出来的描述个别现象或事件的推论。

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。

什么是假说演绎法假说演绎法的推理方法假说演绎法是指在观察和分析基础上提出问题以后，通过推理和想象提出解释问题的假说，那么你对假说演绎法了解多少呢?以下是由店铺整理关于什么是假说演绎法的内容，希望大家喜欢!假说演绎法的概述假说演绎推理，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。

假说演绎推理的前提和结论之间的联系是或然的，前提并不蕴涵结论。

前提真，结论未必真。

从推理形式来看，它不符合充分条件假言推理的规则;肯定后件不能肯定前件。

无论是某一个事实E与实验的结果相符合，还是一系列的事实(E1，E2…EN)与观察实验的结果相符合，逻辑上都不能必然地断定结论(假说)H是真实的。

如医生给病人诊断后提出假说：该病人患有肺炎。

在此基础上，医生进一步演绎出病人有发烧、咳嗽、呼吸困难等现象，尽管这些现象可能都是事实，但并不能必然地得出病人患有肺炎的结论，因为存在这些现象的病人也可能患有别的疾病。

因此，假说演绎推理结论(假说)只能是某种程度的确证。

科学史上，亚里士多德提出的归纳——演绎方法，可看作假说演绎法的雏型。

亚里士多德主张，科学家要从被解释现象中归纳出解释性原理，然后再从包含这些原理的前提中，演绎出关于这个事实的原因的知识。

反映必然性知识的科学就是通过演绎组织起来的一组陈述。

其后。

中世纪英国经验论经院哲学家罗吉尔·培根进一步发展了假说演绎法。

假设演绎法假设演绎法，也被称为“推理演绎法”或“推断演绎法”，是一种通过建立假设并通过逻辑推理来推断结论的推理方法。

它是一种常用的思维工具，在科学研究、法律逻辑推理、哲学思考以及日常生活中都有广泛的应用。

1. 什么是假设演绎法？假设演绎法是一种从假设出发，通过逻辑推理方法进行推断的思维方式。

它依赖于以下两个基本原则：•封闭原则：在推理过程中，必须假设为真的前提条件是不变的。

•排它原则：在推理过程中，假设为真的前提条件是相互排斥的。

通过使用这两个原则，我们可以建立一个逻辑严密的推理框架，使得结论的推断过程更加可靠和可信。

2. 假设演绎法的应用领域假设演绎法在不同领域有着广泛的应用，下面列举几个常见的领域：2.1 科学研究在科学研究中，假设演绎法被用于构建科学假设并进行推断。

科学家观察到一个现象后，通过建立一个假设并进行实验来验证这个假设的有效性。

通过不断的推理和验证，科学家可以得出结论，并进一步推进科学知识的发展。

2.2 法律逻辑推理在法律领域，假设演绎法被广泛运用于逻辑推理。

律师使用假设演绎法来建立案件的逻辑架构，根据不同的证据和法律规则进行推断，以证明或反驳一个案件的关键点。

2.3 哲学思考假设演绎法在哲学思考中也扮演着重要的角色。

哲学家常常通过提出各种假设来思考一些基本的哲学问题，如道德、自由意志、存在等。

通过逻辑演绎的推理，他们试图得出更加深刻和准确的哲学观点。

2.4 日常生活假设演绎法在日常生活中也有着广泛的应用。

例如，当我们面临一个问题或者做出一个决策时，我们常常会形成不同的假设，并通过逻辑推理来判断假设的可能性和有效性。

这有助于我们做出更明智的决策和行动。

3. 假设演绎法的步骤假设演绎法包括以下几个基本步骤：3.1 建立假设首先，需要明确问题的背景和目标，然后根据已有的信息和观察到的现象，建立起一个或多个假设。

3.2 收集证据接下来，需要收集相关的证据来验证或证伪已建立的假设。

证据可以来源于实验、调查、观察等方法。

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。

运用“假说―演绎法”提高高中生的生物科学素养19世纪之前，科学家对生物科学的研究，往往习惯于从生物现象和实验结果中提出某一结论或某种学说，这就是传统的归纳法。

因此，在传统的生物教学中，对“假说―演绎法”没作过明确要求。

随着教育的不断深入发展，《普通高中生物课程标准》提出了新的要求，其明确指出，“假说―演绎法”是高中学生必须掌握的科学方法之一，对于提高高中学生的生物科学素养至关重要。

下面我就对“假说―演绎法”在教学中的应用谈谈心得和体会。

一、对“假说―演绎法”的基本认识在人类的发展史中，许多科学的结论都是运用“假说―演绎法”发现的。

例如：牛顿创立光的颜色理论过程、凯库勒提出苯分子的环状结构、爱因斯坦相对论的提出和验证过程，这些无不体现“假说―演绎法”在科学研究中的重要性。

假说是人们以一定的经验材料和已知的科学事实为依据，以已有的科学推论和技术为指导，对未知的自然现象或事物产生的原因而作出的推测性解释。

演绎是由前提必然得出结论的推理，或是从一些假设的命题出发，运用逻辑规则，导出另一命题的过程。

也就是从普遍性的理论知识出发，认识个别的、特殊的现象的一种逻辑推理方法。

所谓“假说―演绎法”，是指在观察和分析的基础上提出针对性问题后，通过严谨的推理提出解释问题的假说，根据假说进行演绎推理，最后通过实验检验演绎推理得到预期的结果。

如果实验结果与预期结果一致，则假说成立；反之，假说不成立。

“假说―演绎法”的一般步骤为：发现问题→提出假说→演绎推理→预期结果→实验结果与预期结果是否吻合→得出结论。

二、高中生物课本中“假说―演绎法”典型课例在《遗传与进化》模块中，关于“假说―演绎法”的相关素材较多，这些内容主要集中于模块二的第1到第4章，如基因与染色体关系的探究历程，DNA分子的结构、复制方式及中心法则的提出与证实，遗传密码的破译。

“假说―演绎法”的最典型教学素材，莫过于孟德尔杂交实验中豌豆的一对相对性状的杂交实验。

假说演绎法假说演绎法的雏形可追溯到古希腊亚里士多德的归纳一演绎模式。

按照这一模式，科学家应从要解释的现象中归纳出解释性原理，再从包含这些原理的前提中演绎出关于现象的陈述。

17 世纪中叶，笛卡儿在《哲学原理》一书中提出，理性从天赋观念即第一原理（物质和运动）演绎出关于自然的确实知识，一般认为他是假说演绎法的倡导者。

假说演绎法是科学认识从经验水平向理论水平上升所必需的工具，它肯定了理性和演绎在科学发现中的作用，强调了由假说演绎得出的结论必须用实验来检验，这就确保了像所有科学一样，生命科学也具有自我修正的机制。

这种科学发现逻辑的确立，反映了经验论与唯理论互相融合的趋向。

对假说演绎法争论最多的问题是假说的提出，归纳主义者强调最好的假说必须满足归纳法的要求，演绎主义和假说主义者则强调假说要靠创造性的猜想、直觉来建立。

也有人不管假说最初的产只把假说演绎法理解为一种科学解释的演绎模型。

恩格斯曾经说过，只要自然科学在思维着，它的发展形式就是假说，充分说明假说在自然科学发展中的作用。

“假说一演绎法”是现代科学研究中常用的方法，包括“提出问题→作出假设→演绎推理→实验检验→得出结论”五个基本环节。

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。

1 假说演绎法的步骤是()。

①观察分析、提出问题；②演绎推理、作出预期。

③设计实验、验证预期；④推理想象、提出假说。

A. ①②③④B.②③①④C. ③④②①D.①④②③。

答案:D。

解析试题分析:假说演绎是在观察分析基础上提出问题，然后推理想象，提出假说，接着演绎推理、作出预期，最后设计实验、验证预期，故应是D，其余错误。

假说演绎法步骤。

通过观察实验现象提出问题、根据问题做出合理的假设、演绎推理、验证假说、得出结论。

(1)提出问题:孟德尔通过七对相对性状的实验提出问题，为什么F1只有一种性状而F2却有两种性状且比例为3:1呢?(2)做出假说:即孟德尔的对分离现象进行的四个解释。