以孟德尔生平为主题的研究性学习

摘要：以学生的兴趣点为切入口，开展以遗传学之父孟德尔为主题的研究性学习。学生在研究性学习过程中收集丰富的史料，梳理孟德尔的成长经历和研究历程，深入分析，全面解读其成功的因素。通过分析总结孟德尔的研究过程和研究方法，进行科学方法的教育，充分挖掘生物科学史的教育价值，培养学生的科学精神和科学素养。

关键词：孟德尔；分离定律；自由组合定律；研究性学习

学习遗传学的基本规律时，学生对分离定律和自由组合定律的发现者孟德尔产生了很大的兴趣。教材中提道：“孟德尔是一名传教士，从事豌豆杂交试验多年 这标志着实验生物学阶段的到来。这引发了学生的困惑：孟德尔到底是一名神父还是一名科学家？这项发现怎么会被埋没30多年？生前寂寞、身后荣耀的孟德尔到底有着怎样的传奇人生？被誉为遗传学之父的孟德尔成功的原因是什么？这些谜团激发了学生的好奇心和求知欲。为了解开学生心中的疑团，培养学生合作学习和自主学习的能力，笔者适时组织开展了以孟德尔为主题的研究性学习活动：史料收集和思考创新，取得较好的教学效果。

1　的收集史料，还原孟德尔的生平和研究过程

在史料收集阶段，学生利用丰富的网络资源和书籍资料查找有关孟德尔生平的资料，重点发掘他从事遗传学研究的背景和经过，力求还原这位为生物学做出杰出贡献的传教士。

随着信息搜索的进行，相关史料逐渐积累，学生梳理了孟德尔的人生轨迹，充满神秘色彩的孟德尔逐渐变得真实、丰满起来。通过对信息的汇总和整理，我们编制了孟德尔大事年表。

1822年7月22日，孟德尔出生于贫苦农民家庭。1840年，18岁的孟德尔以优异成绩从中学毕业。虽然他热爱自然科学，但出于生计考虑进入神学院学习。1843年，21岁的孟德尔因贫困辍学，同年10月进入奧古斯丁修道院做修道士。1849年，27岁的孟德尔受委派担任中学希腊文和数学代课教师。1851-1853年，孟德尔被修道院推荐到维也纳大学进修，系统学习物理、化学、数学、动物学和植物学。1853年，31岁的孟德尔从维也纳大学回到修道院。次年被委派到布吕思技术学校任物理学和植物学的代课教师，任职14年。

1856-1863年，孟德尔在修道院的小田地里以豌豆为材料进行了8年的杂交实验，从中发现了遗传规律。这片小田地后来成为遗传学的圣地，供人瞻仰。1865年，43岁的孟德尔在布吕恩自然科学研究协会组织召开的布隆会议上宣读了豌豆杂交试验的研究结果。次年在该会会刊上发表《植物杂交试验》论文，阐明其发现的遗传规律，后人称之为孟德尔定律，即基因的分离定律和基因的自由组合定律。该会议记录曾被寄给约120个图书馆，孟德尔还将40本论文单行本分别寄给当时最著名的植物学家们，希望引起他们的注意。然而，几乎没有人重视并读懂他的论文，孟德尔的非凡工作被当时的生物学界完全忽略了。可以说孟德尔的智慧超越了他的时代，这是孟德尔的遗憾，也是生物学的遗憾。

1868年，46岁的孟德尔当选修道院院长，他的精力逐渐转移到修道院的管理工作上，最终放弃了科学研究。1874-1884年，为抵抗当时不公平的税法、保护修道院财产，孟德尔与政府对簿公堂，不屈不挠地抗争了10年。这令他晚年身心交痒。1884年1月6日，孟德尔因心脏病在布吕恩逝世享年62岁。当地人们在缅怀一位正直的神父时，没有人知道逝去的是一位杰出的科学家。

1900年，3名科学家-荷兰的德弗里斯、德国的科伦斯和奥地利的丘歇马克分别重新发现了孟德尔的遗传定律，这标志着遗传学的诞生和实验生物学阶段的开启。在孟德尔逝世16年之后，他获得了科学界的承认，被誉为遗传学之父。

网络资源为我们打开了一条时光隧道，拨开历史的迷雾，我们似乎看到一位执着的传教士，年复一年地在修道院的小田地里播种、收获，再播种、再收获。他一遍又一遍重复着细致繁琐的统计工作，每一棵豌豆苗甚至每一粒豌豆都不放过。对别人的不解和嘲笑，他毫不理会；对自己的研究，他投入了满腔的热情。“这些都是我的子女！'他指着这些豌豆对他的朋友说。当遗传的奥妙逐渐被揭开时，他是多么兴奋。他曾经满怀信心的预言：“看吧，我的时代就要到来了！'可当他公布成果时，却没有人能够理解这项划时代的发现。直到35年之后，他的伟大预言终于成为现实，他的成果被重新发现，遗传学由此诞生，世人尊他为遗传学之父。

2　分析思考，解读孟德尔成功的原因

由于孟德尔留下来的手稿和其他史料十分有限，他在科学史上留下了许多未解的谜团。他执着的、睿智的、孤独的目光，穿越历史的尘埃，与我们相遇，令我们无法平静：为什么一个传教士能得出连当时的科学家也无法理解的科发现呢？我们开始了研究性学习的第二阶段：分析史实，寻找孟德尔成功的原因。

教材将孟德尔成功的原因归结为以下四个方面：（1）选择了合适的实验材料——豌豆；（2）采取了统计的方法；（3）对遗传现象的解释逻辑严谨，并用字母作为代表遗传因子的符号；（4）运用了假说-演绎法。

通过对史实的分析思考和讨论，笔者和学生还总结出另外七条原因：

（1）历史和社会背景。19世纪初，奥地利主要农牧业地区掀起了一股用科学技术改进农牧业的热潮，动植物育种风行一时。人们热衷于通过杂交获得更优良的品种。孟德尔进行杂交试验的初衷也是改良植物品种。

（2）科学研究的时代背景。19世纪中叶，达尔文进化论引起了生物学的革命，遗传规律成为当时的研究热点。

（3）个人爱好和追求。孟德尔自幼受父亲的影响，爱好园艺工作。中学毕业后，孟德尔虽迫于生计而选择在神学院成为一名修道士，但是他对自然科学尤其是生物学的热爱矢志不渝。

（4）科学精神和坚毅品格。孟德尔具备过人的毅力和极其严谨的科学精神。例如，为了减少偏差，孟德尔在进行统计时尽量加大样本数量。他细数每一颗豌豆，先后共栽培、检验了豌豆3万多株！

（5）科研环境。虽然孟德尔的职业是神父，但孟德尔并非只是一个业余生物学爱好者。事实上，孟德尔完全可以算得上专业的科学研究者。同时，他就职的修道院也是当地的一个科研、文化中心，具有浓厚的科研氛围和较高的科研水平。

（6）教育和学术背景。1851-1853年，孟德尔进入维也纳大学进修，在这所当时欧洲最优秀的大学里，他有机会从师于许多杰出科学家，如著名的物理学家多普勒和冯·埃丁豪森、植物生理学家温格尔等，他在那里打下了扎实的自然科学的基础。孟德尔的一个重要优势在于他在物理和生物学两方面都具备良好的学习背景。物理学是他作为代课教师任教的主要学科，从物理学当中他学到了建立假想模型，再用实验加以验证以及运用数量统计的研究方法，这些方法后来被成功运用到豌豆杂交试验当中，发挥了关键作用。

（7）孟德尔的成功也有些运气成分。自然界常见的遗传现象是非常复杂的。例如，生物的生殖有有性生殖和无性生殖，相对性状有完全显性、共显性和不完全显性等多种，一个性状可能由一对或多对基因控制，还存在连锁与交换的问题。因此，仅仅通过统计不同性状个体的数目，很难得出简单明确的遗传规律。而孟德尔选取了严格进行自交的豌豆作为材料，他研究的那7对性状，每一对都由单基因控制，无一例外都是完全显性，而且恰好都在不同的染色体上。这不能不说是极大的幸运。可以说，孟德尔所作的研究是遗传现象的简化模型，正是通过这个模型，他得出了遗传学的基本定律。

3　研究性学习活动的收获

对孟德尔的研究性学习使学生受益匪浅。通过收集整理史实、还原历史人物，学生身临其境感受科学家从事研究的苦与乐，接受科学精神的熏陶。书本上的遗传学知识也变得亲切生动了，孟德尔遗传定律中蕴含着的科学之美令学生震撼。学生在分析史实的基础上进行思考总结，对科学家的成功进行归因，提高了用辩证的观点客观评价科学家的成就和历史局限性的能力。

本次研究性学习告一段落，笔者的反思却没有1停止。教师应注意发挥互联网的作用，使它成为师生活动的平台、教学的资源库；在生物学教学中，应充分挖掘生物科学史的教育价值，发挥科学家的示范和感召作用，培养学生的科学精神和科学素养，形成正确的成才观。

作者单位：安徽省合肥市第五中学

本文发表于《中学生物教学》2020年第11期