假说演绎法和类比推理法

假说演绎法和类比推理法的比较研究

浅析生物科学研究的一般流程

山东省青岛市平度第一中学隋守世

《普通高中生物课程标准》必修二模块的课程设计思路中明确指出“领悟假说演绎等科学方法及其在科学研究中的应用”，突出了假说演绎、类比推理等科学方法的重要性。本模块主要通过孟德尔遗传定律、基因在染色体上等定律和理论的发现过程来体现了上述科学方法，但是在教学中，教师对两种科学方法的传授和学生对其的理解应用都显得略有困难，下面是我对这一问题的一些处理方法，与大家商榷。

一、对几个基本概念的理解

1、假说：假设的意思，指科学研究上对客观事物的假定的说明，假说要根据事实提出，经过实践证明是正确的，就成为理论。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。

2、演绎：有发挥的意思，如演说、演绎，一种推理的方法，是由一般原理推出关于特殊情况下的结论，跟“归纳”相对。

3、归纳：一种推理的方法，由一系列具体的事实概括出一般原理，跟“演绎”相对。

4、类比：一种推理的方法，根据两种事物在某些特征上的相似，做出他们在其他特征上也可能相似的结论。类比推理是一种或然性的推理，其结论是否正确还有待实践证明。

5、推理：逻辑学指思维的基本形式之一，由一个或几个已知的判断（前提）推出新判断的（结论）过程，有直接推理和间接推理。

6、假说演绎法：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。

7、类比推理法：是根据两个或两类对象在某些属性上相同，推断出它们在另外的属性上（这一属性已为类比的一个对象所具有，而在另一个类比的对象那里尚未发现）也相同的一种推理。类比推理的结构可表示如下：Ａ有属性a、b、c、d ，Ｂ有属性a、b、c ，推出结论Ｂ有属性d 。例如科学家在研究光的性质时，曾将光与声进行类比。声有直线传播、反射和折射等现象，其原因在于它有波动性。后来发现光也有直线传播、反射和折射等现象，因此推测光也可能有波动性。

二、例说假说演绎法的一般流程

上午第一节课的上课铃响了，小王蓬头垢面，匆匆忙忙的闯进教室（发现现象），老师猜想，小王今天早晨起床完了，没有来得及吃早饭（做出假设），如果真是这样的话，小王在临近中午的时候会出现饥饿、注意力不集中等低血糖症状（演绎推理）。果然，小王在上午第四节课的时候坐立不安，经询问得知，小王确实因为时间关系没有来得及吃早饭（验证假设，得出结论），当然我们的假设也可能不正确，如小王是因为学校停水没来得及洗刷造成的，也就是说假说演绎的正确与否是要经过实践检验的。

三、遗传定律发现过程中的假说演绎法

1、杂交实验，发现问题

孟德尔用纯种高茎豌豆和纯种矮茎豌豆作亲本杂交，结果杂交后的子一代总是高茎的，将子一代自交后，经统计，发现出现了3高：1矮的性状分离比。对其它对的相对性状也作了以上实验，发现这是一个共性，即子一代都是显性性状，子二代出现性状分离，并且显性性状和隐性性状的数目比例大致为3：1。

2、提出假说，解释现象

孟德尔做了深入的思考，提出了遗传因子相互分离的假设。即：生物的性状是有遗传因子决定的；体细胞中遗传因子是成对存在的，一个来自父方，一个来自母方；在子一代中一个遗传因子能够掩盖另一个遗传因子的作用；生物体在形成配子时，成对的遗传因子彼此分离，分别进入不同的配子中，因此配子中只含有每对遗传因子中的一个；受精时，雌雄配子是随机结合的。

3、演绎推理，深入探索

依据上面的假说，子一代的体细胞中含有两个不同的遗传因子，它们应当各自对立、互不混杂。子一代可以产生两种不同类型的配子（雌雄均如此），分别含有显性遗传因子和隐性遗传因子，并且数目相等。当雌雄配子随机结合发生受精作用时，子二代会出现三种不同类型的遗传因子组成，比例为1：2：1，其中含有显性遗传因子的表现为显性性状，不含显性遗传因子的表现为隐性性状，这样，子二代就出现了3：1的性状分离比。

4、设计实验，验证假设

孟德尔的假说和演绎合理的解释了他做的豌豆一对相对性状的杂交实验，但是，作为一种正确的假说，仅能解释已有的实验结果是不够的，还应该预测到另一些实验的结果。根据其假说和推理，如果子一代是杂合子，就可以产生两种不同类型的配子，比例为1：1，如果用只能产生一种配子的隐性个体与子一代进行杂交，预期杂交后代会出现两种表现型，且比例是1：1，孟德尔在预测了如上实验（测交）的结果后，设计实验方案进行了多次实验，发现结果与其预期的结果相符，从而验证了其假说的正确性。

5、归纳综合，总结规律

在反复进行了相关的实验后，确定了孟德尔假说的正确性，后人总结归纳其假说，得出了孟德尔第一定律──基因的分离定律。

四、类比推理一例──基因在染色体上

1、认真观察，发现事物的共性

美国科学家萨顿观察精子和卵细胞的形成过程时发现，孟德尔所说的遗传因子（基因）的分离过程和细胞中同源染色体的分离过程非常相似，即基因的行为和染色体的行为存在着明显的平行关系：

基因行为

染色体行为

基因在杂交过程中保持完整性和独立性

染色体在配子形成和受精过程中,具有相对稳定的形态结构

在体细胞中基因成对存在

在体细胞中染色体成对存在

在配子中成对的基因只有一个

在配子中成对的染色体只有一条

体细胞中成对的基因一个来自父方,一个来自母方

体细胞中成对的染色体一个来自父方,一个来自母方

非等位基因在形成配子时自由组合

非同源染色体在减数第一次分裂后期自由组合

2、深入思考，依据共性作推理

萨顿根据发现的以上现象，将孟德尔遗传定律形成配子过程中基因的行为变化与减数分裂过程中染色体的行为变化做了深入类比分析，对它们之间的内在联系做出推论，即基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，也就是说，基因就在染色体上。

3、实践检验，团结合作出真知