科學假說是人們以壹定的經驗材料和已知的科學事實為依據，以已有的科學理論和技術方法為指導，對未知的自然事物或現象產生的原因和運動規律及其未知事物的存在或尚待發現的預期事物的形象等所做出的推測性解釋（或猜測、猜想）。[1]人們在提出假說時，往往要運用分析和綜合、歸納和演繹、類比及想象等思維方法和研究方法，對已有的經驗材料進行加工。例如，進化論的創始人達爾文看到兩個相距很遠的海島上有相同的淡水沼澤植物，他提出假說認為，這些淡水植物之所以能漂洋過海到另壹個海島上生根，是由於水鳥把它們的種子帶到了另壹個海島上。後來，達爾文通過實驗對自己的假說進行了檢驗。
從科學活動的壹般模式看，假說是通向科學理論的必要環節。科學研究和科學理論的主要任務是試探性地對已有的經驗和事實作出解釋，並對未來的經驗和事實提出預測，而科學假說就是實現這種試探性解釋和預測的基本的思維形式。
假說必須經過科學實踐的檢驗才能發展為科學理論。而假說的可檢驗性，同假說的演繹展開的可能性是緊密聯系的。觀察、實驗所檢驗的常常不是假說本身，而是假說的推論，即從該假說中邏輯地推導出來的描述個別現象或事件的推論。例如，孟德爾用豌豆做壹對相對性狀的雜交實驗，觀察到了性狀分離現象，他提出了遺傳學史上著名的顆粒遺傳假說，用以解釋性狀分離現象的原因。該假說提出，生物的相對性狀是由具有對性關系的遺傳因子決定的；體細胞中遺傳因子成對存在；生物體在形成配子時，成對的遺傳因子彼此分離，分別進入不同的配子中；受精時，雌雄配子結合是隨機的。在當時條件下，孟德爾不可能用顯微觀察法直接證明他的假說，只能借助於實驗法證明由假說演繹出的推論（見下文）。
演繹是從壹般到個別的邏輯推理方法。演繹推理與歸納推理相反，它是從已知的某些壹般原理、定理、法則、公理或科學概念出發，而推論出新結論的壹種科學思維方式和科學研究方法。[2]即集合B具有某種屬性，a是集合B中的壹個成員，所以a也具有該屬性。例如，生物都能進行新陳代謝，熊是生物，所以熊能夠進行新陳代謝。
“假說—演繹法”是在觀察和分析基礎上提出問題以後，通過推理和想象提出解釋問題的假說，根據假說進行演繹推理，再通過實驗檢驗演繹推理的結論。如果實驗結果與預期結論相符，就證明假說是正確的，反之，則證明假說是錯誤的。可見，演繹推理是壹種必然性推理，即由壹個或幾個前提可以必然地推出結論的推理過程或推理形式。當前最流行的假說—演繹模型可圖示如下：Ｐ……Ｈ∝Ｏc→Ｈc[3]。其意義是：某項研究從解決壹個問題（Ｐ）開始，通過邏輯推理或想象（……），導出壹個假說（Ｈ），由此推演出（∝）必然的可觀察的待檢驗陳述（Ｏc），如果這些陳述被證明是正確的，就得出（→）被確證的結論（Ｈc）。
“假說—演繹法”是現代科學研究中常用的科學方法。“假說—演繹法”被認為是構造科學理論的理想方法，也被壹些人看做科學知識增長的基本模式。牛頓創立光的顏色理論的過程，是運用“假說—演繹法”的範例。愛因斯坦的廣義相對論的提出和驗證的過程，凱庫勒提出苯分子的環狀結構等，都是“假說—演繹法”的典型案例。在遺傳學的發展歷程中，“假說—演繹法”的案例也很多。
《遺傳與進化》模塊中可用於“假說—演繹法”教學的素材
19世紀以前科學家對遺傳學的研究，多采用通過實驗、觀察等方法積累經驗材料，從中進行總結和概括，最後抽象出理論或學說，即采用歸納法。而“假說—演繹法”，是從對客觀現象或實驗結果的分析中，發現問題，提出假說，然後設計實驗驗證假說，這種方法使遺傳學的研究結果可以超越當時科學的發展，推動科學的新發現，使遺傳學由描述性科學進入理性推導和實驗驗證的科學。“假說—演繹法”在遺傳學的發展中發揮了重要作用，因此，教師在進行《遺傳與進化》模塊的教學時，應充分利用遺傳學的相關素材，對學生進行“假說—演繹法”的教育，以提高學生的生物科學素養。下面介紹幾個重要的素材，供教師們參考。
素材1 孟德爾的豌豆雜交實驗。19世紀中期，孟德爾用豌豆做了大量的雜交實驗，在對實驗結果進行觀察、記載和進行數學統計分析的過程中，發現雜種後代中出現壹定比例的性狀分離，兩對及兩對以上相對性狀雜交實驗中子二代出現不同性狀自由組合現象。他通過嚴謹的推理和大膽的想象而提出假說，並對性狀分離現象和不同性狀自由組合現象作出嘗試性解釋。然後他巧妙地設計了測交實驗用以檢驗假說，測交實驗不可能直接驗證假說本身，而是驗證由假說演繹出的推論，即：如果遺傳因子決定生物性狀的假說是成立的，那麽，根據假說可以對測交實驗結果進行理論推導和預測；然後，將實驗獲得的數據與理論推導值進行比較，如果二者壹致證明假說是正確的，如果不壹致則證明假說是錯誤的。當然，對假說的實踐檢驗過程是很復雜的，不能單靠壹兩個實驗來說明問題。事實上，孟德爾做的很多實驗都得到了相似的結果，後來又有數位科學家做了許多與孟德爾實驗相似的觀察，大量的實驗都驗證了孟德爾假說的真實性之後，孟德爾假說最終發展為遺傳學的經典理論。我們知道，演繹推理是科學論證的壹種重要推理形式，測交實驗值與理論推導值的壹致性為什麽就能證明假說是正確的呢？原來，測交後代的表現型及其比例真實地反映出子壹代產生的配子種類及其比例，根據子壹代的配子型必然地可以推導其遺傳組成，揭示這個奧秘為演繹推理的論證過程起到畫龍點睛的作用，不揭示這個奧秘學生則難以理解“假說—演繹法”的科學性和嚴謹性，對演繹推理得出的結論仍停留在知其然的狀況。
素材2 1900年，三位科學家分別重新發現了孟德爾的工作，遺傳學界開始認識到孟德爾遺傳理論的重要意義。如果孟德爾假設的遺傳因子，即基因確實存在，那麽它到底在哪裏呢？1903年，美國遺傳學家薩頓發現，孟德爾假設的壹對遺傳因子即等位基因的分離，與減數分裂中同源染色體的分離非常相似。薩頓根據基因和染色體行為之間明顯的平行關系，提出假說：基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給子代的，也就是說，基因位於染色體上。美國遺傳學家摩爾根曾經明確表示過不相信孟德爾的遺傳理論，也懷疑薩頓的假說，後來他做了大量的果蠅雜交實驗，用實驗把壹個特定的基因和壹條特定的染色體——X染色體聯系起來，從而證實了薩頓的假說。由此可以看出，對基因與染色體的關系的探究歷程，也是假說—演繹的過程。
素材3 DNA分子結構和復制方式的提出與證實，以及整個中心法則的提出與證實，都是“假說—演繹法”的案例。以DNA分子的復制方式的闡明為例。美國生物學家沃森和英國物理學家克裏克在發表DNA分子雙螺旋結構的那篇著名的論文的最後寫道：“在提出堿基特異性配對的看法後，我們立即又提出了遺傳物質進行復制的壹種可能機理。”他們緊接著發表了第二篇論文，提出了遺傳物質自我復制的假說：DNA分子復制時，雙螺旋解開，解開的兩條單鏈分別作為模板，根據堿基互補配對原則形成新鏈，因而每個新的DNA 分子中都保留了原來DNA分子的壹條鏈。這種復制方式被稱為半保留復制。1958年，科學家以大腸桿菌為實驗材料，運用同位素標記法設計了巧妙的實驗，實驗結果與根據假說演繹推導的預期現象壹致，證實了DNA的確是以半保留方式復制的。
素材4 遺傳密碼的破譯是繼DNA雙螺旋結構模型提出後，現代遺傳學發展中的又壹個重大事件。自1953年提出DNA雙螺旋結構模型後，科學家就圍繞遺傳密碼的破譯開展了壹系列探索。美籍蘇聯物理學家伽莫夫提出的3個堿基編碼1個氨基酸的設想。克裏克和他的同事通過大量的實驗，以T4噬菌體為材料，研究其中某個基因的堿基的增加或減少對其所編碼的蛋白質的影響，結果表明只可能是遺傳密碼中的3個堿基編碼1個氨基酸。但是他們的實驗無法說明由3個堿基排列成的1個密碼對應的究竟是哪壹個氨基酸。兩位年輕的美國生物學家尼倫伯格和馬太轉換設計思路，巧妙設計實驗，成功地破譯了第壹個遺傳密碼。在此後的六七年中，科學家破譯了全部的遺傳密碼，並編制出了密碼子表。
從以上素材可以看出，“假說—演繹法”不僅是經典遺傳學研究的壹種重要方法，而且在現代遺傳學的發展歷程中發揮了非常重要的作用。正因為如此，高中生物課程標準在生物2《遺傳與進化》模塊中要求學生領悟“假說—演繹法”是十分正確的。因此，在教學中不僅要引導學生獲得知識和技能，而且要引導學生體驗知識形成的過程，領悟科學家的思維方式和加強科學方法的訓練。