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原载：《生物学教学》2007年11期
本文针对“假设”的形成途径及其品质，从“假设形成”的情感培养、方法指导以及加强对学生发散思维训练、帮助学生建立完善的知识结构和认知结构、通过生物学探究学习实践“假设形成”等方面，提出了中学生“假设形成”能力培养的教学策略。
假设形成 能力培养 教学策略
生物学是一门实验科学，绝大多数的科学研究均经历了“现象观察→假设形成→ (理论解释) →实验验证→得出结论”这几个阶段。实际上，我们可以把整个研究过程分成两大步骤，即假设的形成和假设的检验。而一旦提出假设，我们的研究就有了努力方向，因此，在研究设计中，形成假设是一个关键的环节。假设的好坏，对于研究质量和水平具有决定作用，对于数据的利用具有指导作用。然而现阶段中学生生物学假设形成能力的现状却令人担忧。有研究者调查后指出：“大部分学生还是不太善于围绕所要解决的问题，根据新获得的事实材料对探究问题做出假设”；“说出假设合理理由的能力得分尤其低”。可见，学生假设形成能力的培养任重而道远。
假设是学生根据已有的知识、经验和新的科学事实，对所研究问题的规律、现象或结果所产生的原因所作的假定性的推测和解释。假设可以来自于已有的理论，也可以是别人的研究，或者系统的观察。
1.1 科学性
假设的科学性主要强调来源的客观性和合理性。假设的提出应当是以一定事实为依据的，不能主观凭空幻想。这些事实依据可以是个人长期观察和实践的结果，也可以是他人的经验总结。总之，假设应是学生在对某一问题的原因或现象进行思考时，是基于与问题相关的已有知识、经验和新的科学事实上的，也就是说提出的假设应是客观合理的。这里有两层含义：第一，说假设是合理的，是因为用于假设的事实和理论虽不充分，但却真实可靠。如著名的科学家罗伯特·波义尔在一次实验中，不小心将盐酸溅到紫罗兰花瓣上，过一会儿，他惊奇地发现，紫色的花瓣上出现了红点，波义尔对这一意外发现作出种种假设： ①用醋或其他酸液是否也能使紫罗兰花瓣汁液从蓝色转变为红色； ②除紫罗兰花汁外，玉米花、玫瑰花、苏木(即巴西木)、樱草、洋红及石蕊等花汁是否也有类似颜色的变化； ③除酸以外，碱是否也能引起颜色变化。波义尔从偶然发现的现象中，作出合理假设，事实虽是个别，但随着假设的证实，却成为指示剂的发明家。
第二，假设不应与已证实的相关概念、原理、验证过的事实相矛盾。新的假设应能解释已有事实，如果假设同其中的一个事实不符，那么这个假设就应抛弃或修正。如孟德尔在自由组合定律的提出过程中，针对两种性状，曾产生两种假设： ①两对等位基因位于同一对同源染体上； ②两对等位基因分别位于两对同源染色体的。但孟德尔利用减数分裂对假设①进行解释，发现F2代只有两种表现型，事实有4种表现型，故假设①不成立。
假设一般要经过提出假设和验证两个阶段。验证既可以证实也可以证伪；无论证实和证伪都能有效提高学生认知加工的水平和层次。
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1.2 推测性
假设是在不完全或不充分的经验事实基础上推导出来的，是有待实践证实的，因而与学界承认的科学理论不同。它对一些现象或事件的出现能够做出尝试性的、合理的解释，因而有一定的预测性。假设本身正是科学性与推测性的统一，确定性和不确定性的统一。
1.3 多样性
由于学生已有的知识经验、认知结构等方面存在着差异性，因而要学生基于已有知识、经验和新的事实进行假设时，他们可能会从不同的角度和不同的层面提出多种不同的猜想与假设。
1.4 可检性
可检性是假设的重要特点，是衡量学生作出的假设质量的重要因素。假设的可检性是指学生提出的假设能用现有的科学知识和科学方法可以验证和检验的。
1.5 曲折性
完整和真实的假设形成，一般不可能一次完善，大多数要经过若干次假定→检验→再假定→再检验，根据检验的客观证据，不断修改与补充，才能逐步完成。在验证假设时，有的假设可能被否定，有的假设可能起到了提示、启发和桥梁的作用。所以，一个正确假设的建立，往往需要经历实践→认识→再实践→再认识的一个螺旋式发展过程。
例如细胞学说的建立，首先是施莱登通过对植物体的观察归纳，提出了“植物体由细胞构成”的假设，随后施旺把这一见解扩大到了动物界。后来，经过许多生物学家补充修改，日趋完善，形成了“生物都是由细胞和细胞的产物所构成”这一假设。现在我们知道，这一假设也是不完善的，因为病毒是没有细胞结构的。同样，对酶化学本质的探索，也经历了“酶是一类蛋白质”到“绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA”的假设。由此，我们可以看出，科学的假设是一个不断发展、不断完善的过程。
1.6 表述的明确性
研究假设要以叙述的方式说明两个或更多个变量之间可期待的关系。假设的概念要简单，表述要清晰、简明、准确，条理分明，结构完整，假设命题本身在逻辑上无矛盾。例如“植物的生殖生长抑制营养生长”这一假设，对两个变量：生殖生长和营养生长之间的关系就很明确：抑制!
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2.1 构建知识网络，形成知识块
要形成假设，必须对相关的理论知识、背景知识有相当的了解。所以，我们要让学生不断地积累知识，丰富生活经验，构建知识间的内在联系，这是学科能力向综合能力转化的知识基础。能力是建立在知识这个载体上的。例如生命的物质和结构系统、生命的自我更新和调节系统、生命的自我复制和发育系统以及生物与环境关系系统，这四大系统共同构成全书的知识系统。在教学和复习过程中，将知识系统化、网络化，才有利于知识的迁移，这是实现学科能力向综合能力转化的基础。
2.2 注重假设形成方法的教学
假设是一种科学方法，是人们思考问题的一种思维方式。假设的形成有很多种方法，常用的有以下三种方法：归纳和演绎法、分析和综合、类比法。学生掌握假设形成的科学方法，才能对许多问题进行多样性的假设，提出假设也会更具有合理性、可检性。
2.2.1 归纳和演绎 归纳和演绎是一对思维方向相反的推理形式和思维方法。归纳法是一种从特殊、个别事实，所获得的认识和规律，提高到一般性的认识和规律的方法。具体说来，运用归纳法形成假设就是从实验和观察的事实材料、实验数据出发，归纳推理出理论性的一般的结果或规律。而演绎法则指一般到特殊的推理方法。它的特点是前提与结论之间的联系具有蕴涵关系，即只要是推理的前提是正确的，推理的形式合乎逻辑，那么推进的结论必然是正确的。例如施莱登和施旺运用归纳推理提出了细胞学说；孟德尔对测交实验的预测，则是成功地运用了演绎推理。在生物学教学中，有很多可以培养学生归纳和演绎能力的资源，教师可以充分地挖掘利用。如以松作为代表植物，研究它的形态结构、生活习性和生殖方式之后，概括出裸子植物的主要特征；学习原生动物时，以草履虫作为代表动物，通过叙述草履虫的生态环境，用显微镜观察草履虫的形态结构和运动情况，用实验探究草履虫对刺激的反应，概括出原生动物的主要特征；通过研究酵母菌、青霉、曲霉和蘑菇，概括出真菌的主要特征。这些都是训练学生归纳能力的好资源。而利用各种颜色反应如用碘来鉴定光合作用产物、用斐林试剂鉴定还原性糖等则是培养学生演绎能力的好材料。
2.2.2 分析和综合 分析是把研究对象的整体分解为一个个部分分别加以研究的方法。例如，为了研究各种细胞器的化学组成，必须将各种细胞器从细胞中分离出来，分别加以研究。这样的研究使人们对事物的认识越来越深入，但也容易导致只见树木不见森林。综合是指把研究对象的各个部分或各个方面联系起来考察，从整体上去认识和把握研究对象的思维方法。分析是综合的基础，综合是分析的发展，两者是相互依存、相互渗透甚至是相互转化的。例如，关于细胞的结构和功能，教科书先采取分析的方法，引导学生认识细胞膜、细胞核和各种细胞器的结构和功能，这就是分析；接下来引导学生认识细胞内各种细胞器的协调配合、细胞的生物膜系统，从整体上认识细胞，这就是综合。孟德尔取得成功也与分析和综合分不开：他首先是分析——把各对相对性状分别进行思考；然后是综合——把各对相对性状整合在一起思考，从而提出了著名的基因的分离定律和自由组合定律。
2.2.3 类比 类比是指根据两个研究对象的相同或相似方面来推断它们在其他方面一致性的一种思维方法和推理形式。与归纳和演绎不同的是，类比是从特殊到特殊、从一般到一般的推理。例如，教材中介绍的萨顿的推理(根据基因和染色体行为之间的平行行为，推断基因位于染色体上) ，就是类比推理的范例。在科学研究中，类比推理是假设形成的重要途径，往往可以导致新发现、新理论。但是，应当注意的是，类比推理的结论具有或然性，可能是正确的，也可能是错误的，其证实或证伪还需要通过观察或实验。
