陆静姣
惠州市惠东高级中学 广东惠州 516300
摘要：培养学生的科学思维是高中生物教学的重要任务，基于对豌豆杂交实验（一）中实验背景以及实验结果的了解，从明确遗传的物质属性、否定融合遗传、对遗传进行定量分析、探寻生殖细胞的产生过程、关于F2代性状分离比的思考五个方面对孟德尔的思维过程进行深入剖析，强调科学思维的培养是不仅仅是一个理解知识的过程，它还是一个不断尝试新想法，不断包容错误的过程。
关键字：遗传 科学思维 假说
孟德尔通过一对相对性状的大量重复实验，观察到了一个一般性现象，即F1代只会表现出亲本之一的性状（显性性状），而F1代自交产生的F2代始终表现出近似于3：1的性状分离比。关于这种现象的思考，孟德尔应该是做了多种假说的，只不过很多假说后来又被否定了而已，最终确立了课本上的假说。对于学生而言，他们的科学思维就是通过不断建立假说，同时又不断否定假说而逐步建立起来的。
一、明确遗传的物质属性
遗传现象普遍存在于生命界当中，基于当时的时代背景，人们对于遗传现象的认识是非常有限的，站在孟德尔的角度，我们发现他建立假说的第一个观念就是明确遗传的物质属性，虽然他不知道那是什么，但是他觉得应该是某种物质决定了生物的遗传性。因此我们在教学中应该从侧面引入这一观念，让学生明白“遗传是一种信息的传递，而信息的携带需要一定的物质基础”，与此同时，还可以培养学生科学的物质观与信息观。
二、否定融合遗传
基于当时人们对融合遗传理论的了解，以及自然界中各种遗传现象，人们很自然的就会认为这种携带遗传信息的物质发生融合后就难以分离，但是孟德尔通过实验发现，很多现象无法用融合遗传理论解释，这是他推翻旧理论，建立遗传新理论的重要原因。此外，根据一对相对性状的杂交实验中F2代性状分离的特点，很自然的就使人想到这种物质的“可分离”以及“可数”特点，联想到生活中宏观可见的可数物质，孟德尔因此赋予了遗传因子颗粒状的属性，这也是一种类比思维的应用。在教学中，我们讲第一条假说时，不光是让学生理解该描述，更应该让学生展开想象的翅膀，让他们通过生活现象或者资料，去探究，去假设，至少要让他们明白，孟德尔说遗传因子像独立的颗粒，并不是随意的猜想，而是通过大量的实验观察，生活经验的类比，大胆的想象而得出的结论。
三、对遗传进行定量分析
既然遗传因子像独立的颗粒，具有“可分离”、“可数”的特点，那么孟德尔接下来要解决的问题自然就是生命体中或者细胞中决定某性状的遗传因子的数量问题。根据颗粒状物质的数量特点，孟德尔第一想法应该是“1”，如果沿着这一想法进行推理，那么F1代的表现就很难解释，因为遗传因子不能劈开，亲代只能将该遗传因子给配子，但是受精作用发生后，受精卵中应该是同时含有双方的遗传因子，那么该子代的遗传因子数就应该是“2”（图1），很明显子代与亲代的遗传物质的数量发生了改变，这与生物的遗传稳定性是相悖的，所以孟德尔自然想到了体细胞中遗传因子成对存在，因为配子由体细胞产生，如果在这一过程中遗传因子数减半，那么受精作用后子代就能恢复到原来的遗传因子数“2”（图2）。当然，学生可能会问孟德尔为什么不考虑遗传因子数为“3”，甚至为“4”的情况，这可以让他们自己去思考，由于整个假说是由一系列的推理与想象而构成的，要理清这其中的逻辑关系需要耗费较多的时间，考虑到之前已经对遗传因子在体细胞中的数量有了辨析，因此就不用展开来讲。总而言之，通过辨析与逻辑推理，学生应该明白“体细胞中的遗传因子成对存在，是通过不断的建立假设并推翻假设而得出的结论”
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四、探寻生殖细胞的产生过程
这是接下来孟德尔思考的问题中最核心的问题，即生殖细胞产生方式应该是怎样的？根据亲子代的遗传特点，我们可以做一个基本的假设，即亲子代遗传物质的量是不会改变的，这符合我们对生命体的认知。生殖细胞是沟通亲子代的桥梁，它的来源是体细胞，而有性生殖是需要精卵结合的，基于我们之前的假设那么生殖细胞只有将成对的遗传因子分开才能最好的解释亲子代在遗传物质数量上的稳定性，这也是第三条假说的来源；
五、关于F2代性状分离比的思考
最后，基于对概率学的理解，他发现性状分离比非常符合概率分布，结合受精作用中生殖细胞相遇的随机性就有了第四条假说。
小结：要想培养学生的科学思维，就应该遵循学生的思维逻辑，在一些关键环节上提出相应的问题，以引发学生的思考。在豌豆杂交实验（一）的教学中，老师应该关注并尽可能地还原孟德尔的思考方向，让学生一起体验孟德尔建立“假说”的全过程，使他们感悟到科学思维的魅力与乐趣，并自觉地应用科学思维解决一些现实问题，最后达到培养学生科学思维的目的。
参考文献
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