對科學“用證據(jù)支持假設”的粗淺認識

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1、本學科提出了“用證據(jù)支持假設”的教學研討主題，個人認為這個主題非常能體現(xiàn)我們學科的教學特點，也非常有研討的必要。下面就這一主題提出一些我的粗淺的認識：一、為什么要重視“假設”。不少專家學者呼吁重視“猜測與假設”，這與科學研究的過程和特點是分不開的。科學探究的過程如果簡單的來看其實就是三個過程：“問題、假設、驗證”。其中假設對解決問題做了一定的預見性思考，為下一步研究指明了方向、奠定了基礎，因此是科學探究的中心環(huán)節(jié)。從實際的科學研究來看，猜測與假設更是起著重要的作用。以至于愛恩斯坦曾經(jīng)說：“不是由觀察結果歸納出理論，而是由理論決定觀察什么。”

2、。他這里的第二個理論指的是一種“假說”，比如為了解釋宇宙的起源而提出的“大爆炸理論”，為了解釋物質(zhì)的微觀構成而提出的“標準理論模型”，現(xiàn)代的若干大型研究項目都是圍繞這些理論而開展的。我們科學學科的目標是培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，科學探究的能力是科學素養(yǎng)的重要方面之一。因此，要很好的達成這一目標，要學生很好的理解科學，有必要在科學課堂教學重視假設的作用、重視假設能力的培養(yǎng)。二、什么是“假設”。《現(xiàn)代漢語詞典》對假設的解釋是指科學研究上對客觀事物的假定的說明，假設要根據(jù)事實提出，經(jīng)過實踐證明是正確的，就成為理論。具體對應到我們科學學科，在教學中假設是

3、指對觀察、現(xiàn)象、或科學問題的一種假的的說明，它可以通過進一步的觀察、調(diào)查或?qū)嶒灥靡詸z驗。在日常教學中，我們除了“假設”，還經(jīng)常用到“猜測”、“猜想”、“假說”等，并且將它們等同起來，不加區(qū)分。為了準確把握假設的含義，有必要對它們進行一下辨析。對于“猜測”與“猜想”，個人認為“猜測”要比“猜想”多一些有根據(jù)的事實，是對未知的事物進行合乎邏輯的分析。但這里不做區(qū)分。對于“假設”與“假說”，科學假說是一種科學學說，是有關自然現(xiàn)象及其規(guī)律性的一種不完備的，其基本觀念尚待驗證的學說。假說是科學發(fā)展的形式，是科學理論形成的重要階段。之前愛恩斯坦的那句話

4、中的第二個“理論”指的就是科學假說。因此，建議科學教學上使用“假設”，而非“假說”。對于“猜想”與“假設”，兩者在實質(zhì)上應該是一致的，因此《國家物理課程標準》將兩者并排一起作為科學探究的第二個要素。但二者有些許的不同，其一，《國家物理課程標準》進一步指出：“根據(jù)經(jīng)驗和已有知識對問題的成因提出猜想”；“對探究的方向和可能出現(xiàn)的實驗結果進行推測與假設”。由此，猜想與假設的區(qū)別主要表現(xiàn)在側重點不同：猜想主要是針對問題成因的；而假設主要是針對問題解決方式的。其二，百度詞條：“猜想”是“不知其真假”的數(shù)學敘述，“假設”是科學研究上對客觀事物的假定的說

5、明，假設要“根據(jù)事實提出”，某些猜想會稱為“假設”，尤其是當它是針對某些問題提出的答案。就是說，猜想是可以在一定范圍內(nèi)脫離已知的認知范圍，可能不能被證明。而假設，不是對的，就是錯的。比如，問題：“影響擺的快慢的因素有哪些？”猜想：可能與擺球的質(zhì)量有關假設：擺球的質(zhì)量越大、擺擺的越快以上是我對假設的認識，恰當與否希望大家討論。三、假設有哪些特點。第一：科學假設必須以經(jīng)驗事實或科學原理為根據(jù)，并且不能與已知的客觀事實或科學原理相矛盾，即具有可解釋性的特點。第二：科學假設應該可以通過理論邏輯做間接驗證或通過科學實驗作直接驗證（最終的檢驗標準是實踐

6、），即具有可檢驗性的特點。第三：科學假設可以對未知的或未來的事物作出推論，即具有可預測性的特點。比如，學生提出“擺球的質(zhì)量越大、擺擺的越快”的假設，根據(jù)生活的經(jīng)驗“物體越重下落的越快”（中小學生對此問題還沒有建立科學的認識）；該假設可以通過實驗進行驗證。四、如何驗證假設雖說“用證據(jù)支持假設”的主題使用了“支持”二字，但提出的假設不是都應被證據(jù)肯定的，也可以被否定。所以對于假設應該是檢驗和驗證，驗證的方法途徑多種多樣，在本學科常采用如下幾種方式：實驗法實證研究是科學研究中最為重要最具說服力的一種方法，因而用實驗法驗證假設是科學探究中不可或缺的

7、方法。對于“擺球的質(zhì)量越大、擺擺的越快”的假設，就可以通過兩個不同質(zhì)量擺球的擺同時擺動起來，觀察它們擺動是否同步來檢驗。實驗證明這條假設是不正確，也即得到了擺動的快慢與擺球質(zhì)量無關的結論。資料分析法有些假設的驗證比較困難的，也是很難辦到的，查詢并借鑒一些大家公認的資料是一個不錯的方法。比如，“海底的溫度低”的假設可以通過分析教材上已有的數(shù)據(jù)表進行驗證。邏輯推理法例如：相同水量的冷水（15℃）與熱水（78℃）混合有多熱？請說明理由。假設：63℃，理由是熱水的溫度－冷水的溫度反駁：如果冷水的溫度是50℃、熱水的溫度是80℃，那么冷水與熱水混合后

8、按第假設的理由計算混合水的溫度是30℃，混合水的溫度低于冷水的溫度，這是不可能的。因此，第這條假設不成立。