孟德爾規律教學中培養學生科學研究素質的探討

肖守斌　盧堅格

【摘要】在孟德爾規律教學中，學習孟德爾規律的發現過程，探討孟德爾在植物雜交試驗的科學研究思維和科學研究方法，培養和提高學生的科學研究素質。

【關鍵詞】孟德爾規律教學 學生 科學研究素質

孟德爾(G.Mendel，1822～1844)，奧地利人，于1866年發表“Experiment in plant hybridization”(植物雜交的試驗)一文，總結了遺傳的兩個基本規律——分離和自由組合規律，合稱孟德爾規律。但直到1900年，才由三位學者重新發現他寫的論文和遺傳規律，從而推動了遺傳學的創立和發展。1900年為遺傳學誕生的第一年，人們稱他是“遺傳學之父”。孟德爾之所以取得如此重大的科學成就，在很大程度上和他獨特的科學研究方法密切相關。孟德爾規律是《遺傳學》課程重要的一章。孟德爾在探索生物遺傳奧秘的過程中所表現出來的崇高的科學研究素質，是學生學習的榜樣。在孟德爾規律教學中，不僅要讓學生理解、掌握和應用規律，更重要的是要有效地培養學生科學研究素質。通過介紹孟德爾在雜交試驗過程中如何進行科學思維以發現規律的方法，以及孟德爾在科學研究過程中所表現出來的科學研究精神和科學研究素質，培養和提高學生的科學研究素質，對學生成長和發展至關重要。

一、學習孟德爾善于繼承和總結前人研究的成果和經驗，培養學生的科學研究意識

在孟德爾規律教學中，結合遺傳學史的教學可以提高教學的趣味性，激勵學生科學研究的興趣，促進學生形成熱愛科學研究的情感，培養學生的科學研究意識。孟德爾博采眾長，善于總結和繼承前人研究的成果和經驗，選定豌豆為雜交實驗材料，為孟德爾發現遺傳規律奠定了基礎。在孟德爾規律教學中，要大力宣揚科學家們熱愛科學、執著追求真理的情感，讓學生認識到科學研究并不是高深莫測，許多的雜交試驗在學校、農村都可以進行。教育學生借鑒前人研究的成果和經驗，可以從簡單的、小的課題研究入手，參加科學研究實踐，養成科學研究習慣。

二、學習孟德爾敢于突破傳統觀念的束縛，培養學生科學研究的勇于批判精神

通過對孟德爾經歷的學習，培養學生敢于突破傳統觀念和勇于批判的科學研究精神。1843年，孟德爾進入奧地利布隆的修道院做修道士，1847年被授予牧師職位，1851年到維也納大學學習自然科學，1853年回到布隆講授自然科學，并開始動、植物雜交試驗研究。孟德爾雖是修道院的一名神父，但在自然科學研究上則是個堅定的唯物主義者。他沒有被神學所迷惑和束縛，進行了連續8年之久的豌豆雜交試驗，始終堅持實事求是的科學研究態度，具有堅韌不拔的科學研究精神。

在遺傳問題上，當時生物學界普遍認同“融合論”。認為兩種不同的性狀在雜交后融合到一起，不再分開，形成一種中間狀態。孟德爾在觀察豌豆植株各對相對性狀的遺傳時，沒有看到任何中間類型。他還敏銳地觀察到隱性性狀在F1不表現， 但在F2中會再次出現。這表明控制隱性性狀的因子既未消失，也未發生變化，只是暫時隱藏不顯。當時的化學以道爾頓的原子論為基礎，原子論借原子的聚合離散說明物質的性質和化學過程。孟德爾通過豐富的想象和敏銳的觀察，運用類比思維方法，將原子置換成遺傳因子來看待生物，既然性狀沒有融合，決定性狀的遺傳因子在細胞內也是獨立存在的，從而形成了顆粒式遺傳模式。在孟德爾規律教學中，教育學生要敢于懷疑現有的觀點，敢于冒險，敢于克服困難，敢于接受失敗的考驗，敢于抵制世俗的偏見和環境的壓力，堅韌不拔地追求真理。

三、學習孟德爾善于先將問題化繁為簡，再化簡為繁，培養學生科學探索能力

結合孟德爾分析問題方法的教學可以培養學生科學探索能力。遺傳學是一門推理性而不是描述性的學科。為認識遺傳實質，孟德爾先將問題簡化，化繁為簡，用單因子分析法分析一對相對性狀。再化簡為繁，用雙因子或多因子分析法分析多對相對性狀。正是采用這一原則，最終揭示了孟德爾規律。

在孟德爾規律教學中，讓學生學會在紛繁復雜的問題面前先化繁為簡，在解決一個基礎的問題后，再繼續深入研究這個基礎問題的擴展和延伸問題，培養和提高學生分析問題和解決問題的能力。

四、學習孟德爾創造性運用數學統計法，培養學生科學研究的創新精神

在孟德爾規律教學中，學習孟德爾“實驗—統計”的科學研究方法，讓學生體會到科學研究是一種創造性的認識活動，創新是一切科學研究的本質特征，是科學進步的內在動力，以培養學生科學研究的創新精神。孟德爾在科學研究方法上的創新是用數學方法探索問題，他相信數學方法可以應用到各門自然科學之中。孟德爾深知前人雜交實驗失敗的原因，在于觀察的對象是雜交后代少數幾個個體，而不是雜交后代的群體。因此他把數學統計學方法引入到生物學中，詳細記載試驗每一代的類型及其數目，運用生物統計法對所得的實驗數據加以歸納和分析。孟德爾開創性地運用數理統計方法來研究生物的遺傳問題，從而把遺傳學研究從單純的描述推進到定量的計算分析，開拓了遺傳學研究的新途徑，是遺傳學研究方法的重大創新。

五、學習孟德爾“現象—假說—驗證—規律”的研究思維，培養學生科學研究的科學實踐觀

孟德爾通過豌豆雜交試驗，總結出一對到多對相對性狀的遺傳現象。為了透過現象看本質，孟德爾運用演繹法，為解釋植物雜交試驗現象提出了一系列假說，這一系列假說很好地解釋實驗結果，但孟德爾并不滿足。他還首創了測交法，即把待測的F1雜合體與隱性親本雜交。并進行了推理。測交實驗的實際結果與孟德爾預期一致，測交實驗的成功進一步證實了假說的正確性。

這種“現象—假說—驗證—規律”的創造性思維，是孟德爾成功的關鍵。在孟德爾規律教學中，學習孟德爾運用正確的理論思維和一整套科學的實驗方法，又善于提出科學假說，通過測交驗證發現遺傳規律，培養學生科學研究的科學實踐觀。孟德爾的這一系列假說現在已被證明是完全正確的，遺傳因子就是現在所說的基因，基因的分離和自由組合規律的生物學基礎，是減數分裂過程中同源染色體的分離和非同源染色體的自由組合。

孟德爾的成功除了他非凡的研究天賦外，還與他采取了正確的方法分不開，他建立了經得起考驗的科學研究方法，至今仍在遺傳學分析中使用。在孟德爾規律教學中，通過對孟德爾的科學研究方法的學習，合理引導與激發學生對科學研究的興趣，逐步學會如何觀察問題、分析問題和解決問題，在學生深入理解基本理論和專業知識的同時，全方位、多角度地培養和提高學生的科學研究素質，以適應21世紀迅速發展的生命科學的需要。

參考文獻：

[1]周希澄，郭平仲，冀耀如.遺傳學[M].高等教育出版社，1982：29-66.

[2]李明暉.遺傳學史在遺傳學教學中的作用[J].遺傳，2006，28(8)：989-992.

[3]于翠梅，李興濤，曹秀云等.“孟德爾遺傳規律”的教學改革探索與實踐[J].沈陽農業大學學報(社會科學版)，2007，9(3).

[4]毛雪飛，任敏.從孟德爾定律的發現看遺傳學研究的特點[J].平原大學學報，2007，24(4)：511-512.