對(duì)科學(xué)“用證據(jù)支持假設(shè)”的粗淺認(rèn)識(shí)

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1、本學(xué)科提出了“用證據(jù)支持假設(shè)”的教學(xué)研討主題，個(gè)人認(rèn)為這個(gè)主題非常能體現(xiàn)我們學(xué)科的教學(xué)特點(diǎn)，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(rèn)識(shí)：一、為什么要重視“假設(shè)”。不少專家學(xué)者呼吁重視“猜測與假設(shè)”，這與科學(xué)研究的過程和特點(diǎn)是分不開的?？茖W(xué)探究的過程如果簡單的來看其實(shí)就是三個(gè)過程：“問題、假設(shè)、驗(yàn)證”。其中假設(shè)對(duì)解決問題做了一定的預(yù)見性思考，為下一步研究指明了方向、奠定了基礎(chǔ)，因此是科學(xué)探究的中心環(huán)節(jié)。從實(shí)際的科學(xué)研究來看，猜測與假設(shè)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(jié)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(gè)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(gòu)成而提出的“標(biāo)準(zhǔn)理論模型”，現(xiàn)代的若干大型研究項(xiàng)目都是圍繞這些理論而開展的。我們科學(xué)學(xué)科的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，科學(xué)探究的能力是科學(xué)素養(yǎng)的重要方面之一。因此，要很好的達(dá)成這一目標(biāo)，要學(xué)生很好的理解科學(xué)，有必要在科學(xué)課堂教學(xué)重視假設(shè)的作用、重視假設(shè)能力的培養(yǎng)。二、什么是“假設(shè)”?！冬F(xiàn)代漢語詞典》對(duì)假設(shè)的解釋是指科學(xué)研究上對(duì)客觀事物的假定的說明，假設(shè)要根據(jù)事實(shí)提出，經(jīng)過實(shí)踐證明是正確的，就成為理論。具體對(duì)應(yīng)到我們科學(xué)學(xué)科，在教學(xué)中假設(shè)是

3、指對(duì)觀察、現(xiàn)象、或科學(xué)問題的一種假的的說明，它可以通過進(jìn)一步的觀察、調(diào)查或?qū)嶒?yàn)得以檢驗(yàn)。在日常教學(xué)中，我們除了“假設(shè)”，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(zhǔn)確把握假設(shè)的含義，有必要對(duì)它們進(jìn)行一下辨析。對(duì)于“猜測”與“猜想”，個(gè)人認(rèn)為“猜測”要比“猜想”多一些有根據(jù)的事實(shí)，是對(duì)未知的事物進(jìn)行合乎邏輯的分析。但這里不做區(qū)分。對(duì)于“假設(shè)”與“假說”，科學(xué)假說是一種科學(xué)學(xué)說，是有關(guān)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(yàn)證的學(xué)說。假說是科學(xué)發(fā)展的形式，是科學(xué)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(gè)“理論”指的就是科學(xué)假說。因此，建議科學(xué)教學(xué)上使用“假設(shè)”，而非“假說”。對(duì)于“猜想”與“假設(shè)”，兩者在實(shí)質(zhì)上應(yīng)該是一致的，因此《國家物理課程標(biāo)準(zhǔn)》將兩者并排一起作為科學(xué)探究的第二個(gè)要素。但二者有些許的不同，其一，《國家物理課程標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)一步指出：“根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和已有知識(shí)對(duì)問題的成因提出猜想”；“對(duì)探究的方向和可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行推測與假設(shè)”。由此，猜想與假設(shè)的區(qū)別主要表現(xiàn)在側(cè)重點(diǎn)不同：猜想主要是針對(duì)問題成因的；而假設(shè)主要是針對(duì)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(xué)敘述，“假設(shè)”是科學(xué)研究上對(duì)客觀事物的假定的說

5、明，假設(shè)要“根據(jù)事實(shí)提出”，某些猜想會(huì)稱為“假設(shè)”，尤其是當(dāng)它是針對(duì)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(rèn)知范圍，可能不能被證明。而假設(shè)，不是對(duì)的，就是錯(cuò)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(guān)假設(shè)：擺球的質(zhì)量越大、擺擺的越快以上是我對(duì)假設(shè)的認(rèn)識(shí)，恰當(dāng)與否希望大家討論。三、假設(shè)有哪些特點(diǎn)。第一：科學(xué)假設(shè)必須以經(jīng)驗(yàn)事實(shí)或科學(xué)原理為根據(jù)，并且不能與已知的客觀事實(shí)或科學(xué)原理相矛盾，即具有可解釋性的特點(diǎn)。第二：科學(xué)假設(shè)應(yīng)該可以通過理論邏輯做間接驗(yàn)證或通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)作直接驗(yàn)證（最終的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是實(shí)踐

6、），即具有可檢驗(yàn)性的特點(diǎn)。第三：科學(xué)假設(shè)可以對(duì)未知的或未來的事物作出推論，即具有可預(yù)測性的特點(diǎn)。比如，學(xué)生提出“擺球的質(zhì)量越大、擺擺的越快”的假設(shè)，根據(jù)生活的經(jīng)驗(yàn)“物體越重下落的越快”（中小學(xué)生對(duì)此問題還沒有建立科學(xué)的認(rèn)識(shí)）；該假設(shè)可以通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。四、如何驗(yàn)證假設(shè)雖說“用證據(jù)支持假設(shè)”的主題使用了“支持”二字，但提出的假設(shè)不是都應(yīng)被證據(jù)肯定的，也可以被否定。所以對(duì)于假設(shè)應(yīng)該是檢驗(yàn)和驗(yàn)證，驗(yàn)證的方法途徑多種多樣，在本學(xué)科常采用如下幾種方式：實(shí)驗(yàn)法實(shí)證研究是科學(xué)研究中最為重要最具說服力的一種方法，因而用實(shí)驗(yàn)法驗(yàn)證假設(shè)是科學(xué)探究中不可或缺的

7、方法。對(duì)于“擺球的質(zhì)量越大、擺擺的越快”的假設(shè)，就可以通過兩個(gè)不同質(zhì)量擺球的擺同時(shí)擺動(dòng)起來，觀察它們擺動(dòng)是否同步來檢驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)證明這條假設(shè)是不正確，也即得到了擺動(dòng)的快慢與擺球質(zhì)量無關(guān)的結(jié)論。資料分析法有些假設(shè)的驗(yàn)證比較困難的，也是很難辦到的，查詢并借鑒一些大家公認(rèn)的資料是一個(gè)不錯(cuò)的方法。比如，“海底的溫度低”的假設(shè)可以通過分析教材上已有的數(shù)據(jù)表進(jìn)行驗(yàn)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(qǐng)說明理由。假設(shè)：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(shè)的理由計(jì)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(shè)不成立。