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门捷列夫一家虽然人口较多，但是白天家里面却多数情况下都是静悄悄的。母亲玛利姬管理工厂。哥哥姐姐们中，大的工作，小的上学。退休的父亲伊万，视力虽然很弱，但他也不能闲着，烧饭、洗衣等家务都归他。全家人只有小门捷列夫一个闲着，他感到很寂寞。
到了傍晚，上学的哥哥、姐姐们都放学回家了，小门捷列夫立刻喜笑颜开，终于有伴儿了。他主动接过哥哥、姐姐的书包，然后给他们端上吃的，倒上水，顺便问他们一些学校的趣事。
哥哥、姐姐看着这么乖巧的弟弟，总是将一天里在学校中发生的事仔细地讲给他听。小门捷列夫每次听完后，都是一脸的神往。
休息一会儿后，哥哥、姐姐开始做作业了。小门捷列夫就搬上一个小凳子，坐在他们一旁，两只小手托着腮帮子，眼睛一眨不眨地听他们念书。
有时候他还情不自禁地拿起他们的书，一本正经地读起来。有不认识的字，他就问哥哥、姐姐。哥哥、姐姐嫌他麻烦时，就会毫不客气地将他赶到一边去。
此时，小门捷列夫感到孤独和委屈。他跑到一边，生一会儿气，又耐不住寂寞，再次悄悄地凑过来，看哥哥、姐姐写字。
慢慢地，小门捷列夫在识字、背诗和算数方面已经赶上了哥哥姐姐。搞了一生教育工作的伊万，虽然每天忙忙碌碌，但是对小门捷列夫的成长没有忽略，他从小就在儿子身上看到了希望。
为了不耽误孩子的学习，伊万把时间挤出来，顾不上视力低下和看书困难，亲自教小门捷列夫读书、识字。
有时候，看书的时间长一点伊万的眼睛和头就会剧烈地疼痛，这时候小门捷列夫就会懂事地让父亲休息，自己跑到哥哥、姐姐那里。
哥哥、姐姐见父亲视力不好，还教弟弟识字，就不再烦小门捷列夫了。只要他们有空，就主动替父亲教门捷列夫识字和算数。就这样，在两年内，小门捷列夫学完了小学的全部课程。
门捷列夫7岁那年，哥哥巴维尔到了上中学的年龄。看到玛利姬为哥哥准备新书包，小门捷列夫着急了，缠着玛利姬也要求上学。
玛利姬说：“按要求是8岁才能够上学的啊，我的小米嘉，你再等一年好吗？”
小门捷列夫坚决地说：“不！我也要和哥哥、姐姐一起上学。”
玛利姬笑了笑，宠溺地说：“那你等等，等我有了工夫，到小学跟老师说一说，让你到镇上的小学去读书。”
听到这话，小门捷列夫不高兴地说：“我才不上小学呢，我要和哥哥一样去上中学。”
玛利姬有点生气了：“米嘉，妈妈答应让你上小学，也只是试探着，学校不一定会接收你。你不要再闹了，上中学，简直是开玩笑！”
门捷列夫觉得自己受了很大的委屈，眼泪吧嗒吧嗒地直往下掉，但他坚持着说：“我现在已经学完了小学的全部课程，我认为我应该上中学了！”
伊万听到这母子的争论，扔下手中的活儿，走了过来。
他站在儿子一边，对玛利姬说：“米嘉的要求并不过分，他现在确实已经学完了小学的全部课程。你去找一找托博尔斯克中学的校长，请求他允许米嘉和哥哥一起上中学。”
玛利姬有些难以置信，她随便出了些题目让门捷列夫回答，结果门捷列夫回答得又快又准。玛利姬终于相信小儿子的话是真的，他真的已经学完了小学的全部课程。
看着如此聪明的孩子，玛利姬决定无论如何也要满足他的心愿，让他上中学。
起初，学校不肯收这个从没有上过学的孩子，认为这是不符合规矩的，在学校的历史上从来没有发生过的。
玛利姬坚持着，一次次地去学校，说门捷列夫如何聪明好学，还有比同龄孩子强得多的观察力等。到最后，学校看在老校长的面子上，勉强同意让门捷列夫参加考试，考试通过才能录取。
学校特地组织了俄文、数学、地理等学科的老师，对门捷列夫进行了认真的考试。结果证明，门捷列夫确实达到了上中学的文化程度，尤其是计算能力比中学一年级的孩子还强。
门捷列夫的出色表现，使学校不得不破例招收一个年仅7岁的孩子读中学。
当门捷列夫第一天上学的时候，他心里高兴极了，对学校的一切都感到新鲜好奇。而大家对他这个“小”同学，也抱有同样的态度。
上课的铃声响了，大家走进了教室坐到座位上。7岁的门捷列夫，由于个子太矮，仅仅能把头露出来。同学们看了哈哈大笑。老师看到这个滑稽的场面也笑了，但随后制止了同学们大笑，开始上课。
通常情况下，年龄越小，注意力集中的时间就越短。所以，任课老师担心小门捷列夫的注意力无法持续45分钟。可是，他们都低估了这个孩子。小门捷列夫注意力集中的时间比那些大孩子还长。
随着时间的推移，门捷列夫逐渐地表现出他极为优秀的一面。
上课回答问题，他往往是第一个举手，而且回答得既正确又有条理性；他对待课后作业的态度也很认真，能够高质量地按时完成作业；在期末考试中，他的数学、物理、地理、逻辑等主要学科都取得了好成绩，只有拉丁文不及格。
门捷列夫用自己的实际行动，改变了老师和同学们对他的态度，没有人再嘲笑他是个小孩子了，而是把他当作一个品学兼优的中学生对待。
门捷列夫那颗充满好奇、渴求知识的心在学习中得到了极大的满足，有种如鱼得水的感觉。
他喜欢数学，觉得数字在他的“指挥下”乖乖地做游戏；他爱物理，因为物理告诉他为什么气球能上天；他对地理感兴趣，地理可以告诉他俄罗斯美丽的风光和丰富的宝藏。
只有拉丁语，让小门捷列夫无论如何也提不起兴趣。一看到拉丁文课本他就头疼。他已经连续两次拉丁文考试不及格了。
当时，正值尼古拉一世的反动势力最猖獗的时候。俄罗斯所有的大、中、小学校都崇尚一种不切实际的理论知识——经院哲学。
没有人重视自然科学知识的教学，神学和古代语言被确定为教学体系的重点。教学的基础是反对东正教、独裁和民族主义的原则，托博尔斯克中学自然也不例外。
伊万，这个搞了一辈子教育工作的父亲当然无法容忍自己的儿子拉丁语只得两分。所以学期一结束，他就要求小门捷列夫把拉丁语课本拿过来，要替他进行补习。
门捷列夫犯难了，磨磨蹭蹭。
原来，学期一完，门捷列夫和几个同学便把拉丁文课本靠在河边的那棵大树上当靶子打，在一阵阵开心的欢呼声中，不堪一击的课本几乎成了一摞破纸。
“天啊，这就是你的课本？”伊万怒火中烧。
门捷列夫低着头，不知道如何回答。
伊万压了压自己的怒气，说道：“米嘉，我知道你不喜欢拉丁语。但是学习不能够光凭兴趣，拉丁语是非常重要的，以后要想上大学，拉丁语一定要过关不可。”
门捷列夫听了这话更惭愧了，他知道父亲对他的期望很高，而且为他付出了很多的心血，但是他不想说些安慰人的话，而埋没自己真实的想法。
于是他恳切地说：“爸爸，我知道我的拉丁语成绩让您和妈妈很失望，可我真的觉得它既单调又枯燥，跟生机盎然、丰富多彩的大自然简直没法儿比。我长大了不想做神甫，也不想研究拉丁文典籍。”
伊万听了这番话，觉得儿子长大了，于是问道：“那你长大要干什么？”
“我想做一个科学家，揭开大自然更多的奥秘！”门捷列夫一脸认真地说，“老师艾尔绍夫告诉我们：‘在我们伟大的祖国，有美丽的山河，辽阔的土地和丰富的矿藏，但是它现在还很贫穷、落后，也有许多愚昧封建和黑暗的东西，只有科学，才能够使它富裕起来，强大起来。’”
伊万惊讶地看着门捷列夫，他没有想到儿子7岁的小脑袋瓜里装了这么多东西，明白这些当时看来还很激进的道理。他疼爱地摸了摸门捷列夫的脑袋。
“你说得没有错，可是要想当科学家就要有知识，要学到更多的知识就要上大学啊，可是上大学拉丁语就必须过关。”
门捷列夫琢磨了一下，最后点点头：“我知道了，学习不能仅凭兴趣，为了我的理想，我会把拉丁语补上去的。”
“这才是我的好儿子！”伊万欣慰地说。
“爸爸，艾尔绍夫老师答应我，假期带我到乌拉尔的群山中采集矿石标本，然后再到西伯利亚大草原，采集昆虫花卉标本。”
看着儿子一脸的神往，伊万感慨地说：“米嘉，本来这些事情应该由我带着你去的，可爸爸的眼睛看不清了，不能带你去采矿石、捉蝴蝶了。不过，你既然选择了俄罗斯的未来，那你就投入到它宽广的胸怀中去吧！它值得你去为其钻研科学、发掘宝藏。但是拉丁语也要认真学啊！”
门捷列夫得到了父亲的支持，更加坚定了自己的决心。假期里，他怀揣着一颗还略显稚嫩的心，钻进了乌拉尔的群山，走进了西伯利亚的原始森林。
他白天采集矿石标本，晚上梦见俄国的地下矿藏都被自己发现了，矿石从地下冒出来，变成各种各样的金属，又制成各种工具和仪器；采集蝴蝶标本，又梦见自己也变成了一只花蝴蝶，在花丛里忽扇着两只翅膀飞呀、飞呀。
在那些难忘的日日夜夜，门捷列夫把他的全部热情投入到了对科学的追求上，他的个性在大自然中得到充分的张扬。
不过，艾尔绍夫老师发现在门捷列夫鼓鼓的行囊里，还放了一本拉丁文课本。
中学时代就要过去了，虽然门捷列夫只有15岁，但善良、正直、聪明已成为他一生都不会缺少的品质，父母和老师们的启蒙教育已使科学的种子在他心里生根发芽。