谈述探究猜想和假设——生物课堂学习灵魂

猜想和假设是生物科学发展的源泉和动力，是生物学科形成和发展过程中解决实际问题的科学思维方式，是对年研究的问题根据已知事实和科学知识进行的一种猜测性陈述，合理进行猜想和假设是新的教学环境、新的教学模式下，每个学生必须具备的一项重要的科学素质。
本文试图从生物科学发展史中一些重要的发现与猜想和假设之间的关联性，来说明猜想和假设的作用，并就猜想和假设的方法进行了一些规纳和探讨，最后结合笔者在实际教学中的实践对在课堂上进行猜想和假设应遵循的原则提出一些拙见，

一、猜想和假设对生物科学发展的作用

1.撷取生物科学发展中的几朵浪花

当19世纪初，欧文顿发现：凡是可以溶于脂质物质，比不溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞，于是他猜想：细胞膜是由脂质组成的。
20世纪初，当两位科学家有丙酮作为溶剂，提取出膜上的脂质分子并将它们平铺在水—空气界面上，以单分子层分布时，其面积恰好是细胞膜面积的两倍，于是他们猜想：细胞膜中的脂质分子必然排列为连续的两层。
20世纪50年代，当科学家研究DNA的分子结构时，根据其碱基特性和碱基组成，沃森和克里克大胆预测出DNA分子的双螺旋结构。
……
所有这些，无不是通过对实验现象的观察和分析，进行大胆猜测和假设，并最终通过实验检验和证明。科学研究中进行猜想和假设有如此的魅力，我们为什么不让我们的学生在课堂学习中展开他们想象的翅膀呢？

2.生物课堂教学中猜想和假设的意义

（1）培养学生的科学思维方式。在科学探究中，许多成功事例表明，形成创造力的关键往往不是来自逻辑思维，而是来自于联想和灵感，也就是猜想和假设，发挥独立思考和自主创新的能力。
（2）提高处理信息的能力。猜想和假设能培养学生收集信息和处理信息的能力，使学生通过对各种信息的处理，产生、保持对外部事物的好奇心，而好奇心正是主动探索自然奥秘的动力。

二、生物课堂中常用的猜想和假设方法

在生物教学中，当一个新的问题情境出现时，教师应该引导学生进行合理、大胆的对所涉及的问题进行猜想和假设，但是实际教学中却发现常常会出现两种情况：一是学生要么闭口不言，不敢猜想和假设，课堂显得很沉闷，另一种情况是学生猜想漫无目的，不着边际，猜想和假设过程思维非常活跃，但一般显得非逻辑性。笔记在长期教学过程中总结出生物课堂上常用的猜想方法有以下几种。
1.直觉猜想法：让学生遇到问题时在直觉的基础上进行猜想，直觉来源并不是凭空产生的，而是当前实际问题与学生有关知识经验的对照比较的瞬间产生的思想火花，直觉猜想法比较适合常见的但又容易被忽略的知识探究。
在学习孟德尔的基因分离定律之后，我们已经知道生物在进行有性生殖产生配子时成对的基因要分开，在预习自由组合现象时，为什么会出现重组类型的个体，学生很容易就猜想到，不成对的基因要自由组合。
2.类比猜想法：这种猜想法是根据两个研究对象之间所具有的某些相似性，把信息从一个对象迁移到另一个对象的一种推理方式，常用已知现象和过程同未知的现象和过程相比较，找出他们的相似点或联系，以此为依据进行大胆猜想：当萨顿发现在生物体细胞中基因成对存在，而体细胞染色体也存对存在；减数分裂过程中，同源染色体分离，等位基因也要分离，他从这些染色体与基因行为平行的现象中，大胆猜想：基因在染色体上。
3.经验猜想法：科学知识来源于生活，也应该应用于生活，在教学中可以引导学生结合自己已有的知识或生活经验提出猜想。
例如：在两对非等位基因控制一对相对性状的问题中，双杂合的F1自交，后代的性状分离比常常不再是9；3：3：1，而是会出现9：7或者15：1或者13：3等的分离现象，根据这个经验，我们就有理由推测，只要F1自交的后代性状分离比各数字之和为16，F1的基因型就应该是双杂合型的。
4.观察猜想法：有时会出现一些未知的现象，借助已有的知识我们可能不能提出合理的假设，此时我们不妨多加观察，从表象入手，逐渐揭示现象的本质。在探究酵母菌的呼吸方式时，由于我们对酵母菌这种微生物了解的知识还不够，不能提出可能的假设，于是通过对酵母菌进行呼吸时的耗氧量和产生二氧化碳的量的分析（可以相同，也可以不同），于是我们提出酵母菌既能进行有氧呼吸又能进行无氧呼吸的假设。

三、猜想和假设应该遵循的原则

新的课堂改革，强调学生的科学探究能力，要求学生具备猜想和假设的能力，但是这种猜想和假设也不是漫无边际、离题万里的。高质量的猜想和假设也应该符合一定的原则。
1.猜想与假设应具有科学性，应与实验现象相关、合理，事实和理论可以不完整，但猜想和假设应该能解释有关的实验事实，当孟德尔在做一对相对性状的杂交实验时，他提出：生物性状受基因控制，体细胞中有成对的基因，在产生配子时成对的基因分开分别进入不同的配子中，利用这些猜想，能合理解释分离现象。
2.猜想和假设应具有可验证性，假设只有获得科学实验的验证，才能发展为理论或学说，如果不能被验证，那只能是错误的假说，只能被抛弃。孟德尔在提出自己的假说解释了实验现象后又摘自：学年论文格式www.618jyw.com
重复做了多组实验都得到相同的现象，都能用上述假设进行解释。
3.正确的猜想和假设必须能预测某些实验结果，其不仅能解释实验现象，更重要的是能应用于实践，预测某些实验结果。
基于以上原则，笔者认为，针对同一问题所提出的猜想和假设，在质量上是有优劣之分的。一个高质量的猜想和假设应该是指向明确，基于经验和知识，与问题相关的，科学性越强，假设就越能说明相关问题，越能揭示揭示问题的内在规律，而揭示规律正是科学探究的目的，同时假设对实验结果的可预测性是假设一旦成立作为规律使用时，其普遍性的指标，平时的科学探究课堂中，我们应该遵循以上原则引导学生发现问题时大胆猜想，为思维插上腾飞的翅膀。