在生物計算問題的教學中培養(yǎng)學生的邏輯推理方法

滕達

在高中生物計算中，數(shù)學邏輯推理是有必要運用的方法。生物學科屬于實用性較強的學科，任何生物理論都與實踐有關(guān)，生物計算是對生物理論的支撐。為了讓學生對生物計算充分掌握，需要學生具備數(shù)學邏輯推理能力，使學生能夠運用數(shù)學知識解決生物問題。為了確保學生具備一定的邏輯推理能力，需要培養(yǎng)學生邏輯思維能力，對學生予以引導并靈活運用數(shù)學知識，之后有效地將生物解題方案制訂出來，由此提高學生生物計算題的解題速度。

一、應用綜合法解決高中生物計算問題

高中生物會涉及一些計算問題，需要學生采用數(shù)學邏輯推理方法解答。為了讓學生掌握正確計算方法，并在解決生物問題中達到事半功倍的效果，教學中生物教師應對學生予以指導，并采用必要輔導方法，讓學生認識到生物不僅是理論知識，而且需要采用數(shù)學方法予以驗證，同時運用推理思維方式對生物學科中抽象的知識予以領悟。不同生物題型采用的解題方案有所不同，要提高生物計算題解題效率，就要懂得邏輯推理方法的運用。采用綜合法，對計算題已知條件進行審讀，并將相關(guān)生物定理、生物規(guī)律等充分利用起來，將生物體文字語言轉(zhuǎn)換為符號或者圖形。之后對生物計算題進行詳細分析，將生物題中隱含的條件明確，捋順解題思路，將生物解題方案制訂出來。解題之前要審題，這是必經(jīng)階段，可以把握住正確解題方向，提高生物題解題速度。

例題：細胞中的DNA分子標記為P，這個細胞進行了5次有絲分裂，計算出含有標記鏈數(shù)占有總數(shù)的比例，含有標記鏈的DNA分子數(shù)占有總數(shù)的比例。

對該題可采用綜合法解題。這道生物題主要考察的知識點是DNA復制和有絲分裂，屬于綜合性生物題。由于生物題中含有P，就使得生物題的解題更為復雜。采用綜合法解題，可以采用三個步驟。其一，其中需要生物知識為DNA復制、有絲分裂。在對學生進行邏輯思維引導的時候，要圍繞DNA復制特點進行。其二，將DNA分子的復制模式圖畫出來，將被標記的鏈在圖中標示出來，使生物題中的文字語言轉(zhuǎn)變?yōu)閳D形語言表達。其三，按照生物題數(shù)學計算規(guī)律進行計算。染色體復制了4次，后代的DNA分子即為：2=2=32（個）。標記鏈中含有P，含有兩條鏈。當兩條鏈經(jīng)過復制之后就會解旋，就會進入DNA分子中。細胞染色體經(jīng)過5次有絲分裂之后，所含有的標記鏈數(shù)占有1/32，含有標記鏈的DNA分子占有1/16。

生物教學中，教師僅按照例題給出條件進行講解是不夠的，還需要對相關(guān)知識進行擴展，以培養(yǎng)學生靈活運用知識的能力。采用綜合法，就是生物教師將高中生物題計算解題方法向?qū)W生傳授，并在學生計算生物題的時候予以適當指導。學生掌握了這些計算方法，才能對每一個計算步驟都理解，并在解決生物計算題的時候獲得準確的答案。

二、應用演繹法對學生的發(fā)散思維進行培養(yǎng)

發(fā)散思維是指從一個目標出發(fā)沿著各種不同途徑思考，探求多種答案的思維。

演繹法是從一般到特殊的過程，即從原理角度出發(fā)將特殊條件下的結(jié)論推出來。在演繹推理中，只要推理的前提和推理方法準確，就會得出準確結(jié)論。生物題計算中，演繹法是較為常用的。生物教學中教師要強調(diào)學生學好生物原理知識的重要性，讓學生掌握生物學規(guī)律。只有具備扎實的生物理論知識基礎，才能在解題中方向正確，并得出正確結(jié)論。

比如：一個基因是由n個堿基所構(gòu)成的，控制合成蛋白質(zhì)是由一條多肽鏈組成的。氨基酸的平均相對分子質(zhì)量是a，那么，蛋白質(zhì)的最大相對分子質(zhì)量是多少？（ ）

A.a/3-18（n/3-1）

B.a/6

C.na/6-18（n/6-1）

D.na-18（n-1）

這道生物題采用演繹法，對學生綜合運算能力進行考察。生物教師采用引導方式，針對例題中的相關(guān)生物知識進行解答，諸如基因控制蛋白質(zhì)成的相關(guān)問題，其中包括的生物知識為遺傳信息在合成過程中的流動情況，從有關(guān)生物規(guī)律出發(fā)，將DNA進行轉(zhuǎn)錄，其中mRNA、mRNA經(jīng)過轉(zhuǎn)錄之后，形成蛋白質(zhì)具備的特點，將基因的堿基及組成蛋白質(zhì)含有的氨基酸數(shù)目推導出來，推導的結(jié)果為6：1。

根據(jù)本題所給出的情況，參考與氨基酸脫水縮合相關(guān)的數(shù)學公式，就可以將最大的蛋白質(zhì)相對分子質(zhì)量計算出來。

公式為：氨基酸數(shù)量×平均相對分子質(zhì)量―脫水的數(shù)目×水的相對分子質(zhì)量=n·a/6―18（n/6―1）

從而這道題的正確答案即為D。

在對生物計算題進行講解的時候，生物教師可以采用“演繹法”，即計算生物題的時候，采用推理方法，保證解題大方向是正確的，在此基礎上確保小前提正確；之后基于數(shù)學“集合”，要求“小前提”屬于“大前提”；最后獲得的結(jié)論是正確的。

三、應用分析對生物計算題中隱含的條件進行理解

生物題中常見的關(guān)鍵用語有表現(xiàn)為極值條件的用語，隱含某些物理量可取特殊值，挖掘隱含條件，使解題靈感頓生。

生物計算題中除了顯性條件之外，還含有隱性條件需要學生理解才能正確解題。采用分析法，就是學生對隱含條件充分理解，保證生物題計算能采用正確的方法。分析法就是所謂的“執(zhí)果索因法”，也被稱為“逆推證法”，就是從結(jié)論出發(fā)逆推到條件，最終將內(nèi)容判定為成立的條件。這些條件包括已知的條件、公理、定理等。在解決生物計算題的時候，就要結(jié)合相關(guān)定律解題，引導學生從結(jié)論出發(fā)尋求與已知條件相吻合之處，隨之從已知結(jié)論具備的結(jié)構(gòu)特點出發(fā)對給出的條件進行轉(zhuǎn)化，從而使用分析法解決生物問題。

例題：小麥分為高稈（T）和矮稈（t），兩者均為顯性，無芒（B）與有芒（b）也為顯性。兩種小麥經(jīng)過雜交之后，就會出現(xiàn)四種小麥的表現(xiàn)型，即高稈無芒、矮稈無芒、高稈有芒、矮稈有芒，比例為3：3：1：1，那么，小麥的親本基因型（ ）。

A.TTBB×ttBb；B.TTBb×ttBB；C.Ttbb×ttBB；D.TtBb×ttBb

采用分析法進行求解，將兩對相對性狀的小麥獨立分配即可。要對相對性狀進行綜合性分析。后代高稈和后代矮稈的比例為1：1。采用分析法對兩種小麥的性狀進行分析，親本中可以控制的基因為Tt、tt，采用同樣方法，后代無芒與后代有芒的比例為3：1，所以親本中可以控制的基因為Bb和Bb。所以這道生物題的答案為D。

綜上所述，高中生物教學中培養(yǎng)學生數(shù)學邏輯推理方法是重要的教學部分。要培養(yǎng)學生具備數(shù)學邏輯推理方法，提高學生生物計算能力，可以借助講解生物計算題教會學生靈活運用綜合知識。在生物教學中，生物教師要注意不能簡單地為提高學生解題能力而教學，注重對學生解題思路進行引導，以培養(yǎng)學生邏輯推理能力。