數(shù)學(xué)方法在高中生物學(xué)習(xí)中的應(yīng)用研究

王一軒

摘要：針對數(shù)學(xué)方法在高中生物學(xué)習(xí)中應(yīng)用的價值加以分析，突出表現(xiàn)在加深概念理解能力，逐步形成化學(xué)思維等方面，且提出數(shù)學(xué)方法在高中生物學(xué)習(xí)中的應(yīng)用對策，以期能夠不斷提升生物學(xué)習(xí)的質(zhì)量，增強自身的生物問題解答能力。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)方法；高中生物學(xué)習(xí)；生物

數(shù)學(xué)作為自然科學(xué)中的重要內(nèi)容，其思想能夠融入到各類自然學(xué)科中。數(shù)學(xué)方法在高中生物中有所展現(xiàn)，將其融入到生物學(xué)習(xí)活動中，有助于靈活解答各類生物問題，對自身生物思維的形成與生物知識的深入學(xué)習(xí)均能夠產(chǎn)生積極影響。文章將結(jié)合高中生物學(xué)習(xí)的實際情況加以分析，討論數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用價值與應(yīng)用對策，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)實踐研究活動帶來一定借鑒價值。

1. 數(shù)學(xué)方法在高中生物學(xué)習(xí)中應(yīng)用的價值

數(shù)學(xué)方法在高中生物學(xué)習(xí)中的應(yīng)用，有助于加深概念理解能力，逐步形成化學(xué)思維，是深入學(xué)習(xí)生物知識，進(jìn)一步增強自身生物原理探究能力的有效方法。

1.1 加深概念理解能力

數(shù)學(xué)方法融入到高中生物學(xué)習(xí)中，有助于加深生物知識與生物概念的理解能力[1]。比如數(shù)學(xué)中的集合思維則可以融入到生物學(xué)習(xí)期間，更加準(zhǔn)確的理解脫氧核苷酸、染色體之間的相互關(guān)系，也可以基于集合的思維予以表達(dá)。

動物激素與蛋白質(zhì)之間的關(guān)系，動物激素與酶之間的關(guān)系等，則可以應(yīng)用交集予以表達(dá)，即為交集大小的問題。

1.2 逐步形成化學(xué)思維

高中生物學(xué)習(xí)期間，一些習(xí)題如果僅僅應(yīng)用生物學(xué)視角加以分析，則難以發(fā)現(xiàn)問題的關(guān)鍵所在[2]。如果應(yīng)用數(shù)學(xué)的思維予以分析，則可能會使問題變得更加簡單、清晰。比如在高中生物知識學(xué)習(xí)期間，可以將“數(shù)形結(jié)合”的數(shù)學(xué)解題思維融入其中。在學(xué)習(xí)“細(xì)胞的生長”這一項內(nèi)容中，針對于“細(xì)胞為什么難以無限增加？”這一問題，則可以應(yīng)用“數(shù)形結(jié)合”的思維予以解答。

細(xì)胞體積越大，則需要從外界所獲取的營養(yǎng)物質(zhì)也會越多?！皵?shù)形結(jié)合”思維中可以構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，利用“數(shù)形”情境予以解答，進(jìn)而使抽象的問題變得更加直觀，以圖形輔助的方式靈活分析問題。

2. 數(shù)學(xué)方法在高中生物學(xué)習(xí)中的應(yīng)用方式

數(shù)學(xué)方法在高中生物學(xué)習(xí)中的應(yīng)用，可以通過巧用數(shù)學(xué)符號，理解生物概念；使用數(shù)學(xué)坐標(biāo)，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型以及數(shù)學(xué)反證求解，解答遺傳問題等方式，使生物學(xué)習(xí)更加有趣，形成一定的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣。

2.1 巧用數(shù)學(xué)符號，理解生物概念

生物知識學(xué)習(xí)期間，可以應(yīng)用數(shù)學(xué)符號解答生物知識之間的聯(lián)系，且可以直觀體會到各個概念之間的普遍關(guān)系，是生物知識學(xué)習(xí)的有效方式[3]。巧用數(shù)學(xué)符號能夠增強自身的生物知識理解能力，且能夠加深生物知識的記憶效果。

比如在實施血液與血漿區(qū)分研究中，則可以應(yīng)用等式將其關(guān)系進(jìn)行對比分析。血漿+血細(xì)胞=血液，血漿-纖維蛋白原=血清。通過這種方式使生物知識之間的聯(lián)系更加清晰、簡單。生物學(xué)習(xí)期間還可以借助各類等式表達(dá)生物知識，例如生態(tài)系統(tǒng)=生物群落+無機(jī)環(huán)境，1個四分體=1對同源染色體=2條染色體=4條染色單體=4個DNA分子=8 條脫氧核苷酸鏈等等。數(shù)學(xué)符號豐富多樣，能夠直觀展現(xiàn)生物知識之間的普遍聯(lián)系，且使高中生物知識學(xué)習(xí)活動更加靈活，便于自身生物知識的記憶，也能夠使高中生物學(xué)習(xí)活動更加有趣。

2.2 使用數(shù)學(xué)坐標(biāo)，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型

數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)期間坐標(biāo)圖像為常見的數(shù)學(xué)問題解答方式，將其融入到生物學(xué)習(xí)活動中，能夠?qū)ι镏R進(jìn)行簡單概括與深化總結(jié)，也能夠使數(shù)學(xué)問題更加簡單、直觀[4]。

比如在學(xué)習(xí)有絲分裂、減數(shù)分裂期間染色體、DNA、染色單體的數(shù)量，每條染色體中DNA數(shù)量變化特征等，則可以應(yīng)用坐標(biāo)的方式進(jìn)行分析，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，直觀了解生物問題。再如分析競爭、寄生及共生等相關(guān)問題期間，也可以通過數(shù)量坐標(biāo)圖構(gòu)建的方式予以解答。

光合作用的時間、氧氣與濃度之間的相關(guān)關(guān)系，為高中生物知識中的常見問題與重點，可以通過構(gòu)建數(shù)學(xué)坐標(biāo)的方式，明確光照時間、氧氣以及溫度之間的相關(guān)關(guān)系，光照時間較長，則其光合作用效果也會越為理想，期間氧氣與溫度也是影響光合作用的重要因素。

2.3 數(shù)學(xué)反證求解，解答遺傳問題

遺傳學(xué)習(xí)題中對顯性性狀、常見染色體遺傳等問題的研究中，多存在著諸多問題，實際的學(xué)習(xí)效果不佳。比如豌豆的紫花與白花是由一對等位基因控制，現(xiàn)有兩組豌豆雜交結(jié)果如下：（1）紫花×白花→107紫花：101白花；（2）紫花×紫花→164 紫花：52白花。問題分析的過程中，需要先將白花假設(shè)為顯性性狀，紫花假設(shè)為隱性性狀，基于第二組能夠推算得知紫花與紫花雜交，而后得到紫花，不存在白花。故而題目存在一定的矛盾問題，得出紫花為顯性性狀，白花為隱性性狀。

生物問題的解答中可以應(yīng)用數(shù)學(xué)的反證思維，基于答案明確問題發(fā)展過程，使生物知識的解答活動變得更加簡單、思維清晰。再如學(xué)習(xí)遺傳系譜圖中的遺傳方式期間，則可以基于“無中生有是隱性，隱性遺傳看女病，女患者的父親和兒子正常一定是常染色體隱性”這句話予以判斷。巧借反證法實施問題分析，在假設(shè)X染色體隱性遺傳的情況下，能夠得出相關(guān)的染色體隱性與顯性特征。將問題與答案相互融合，潛移默化中形成生物思維。

結(jié)束語：

利用數(shù)學(xué)方法處理高中生物問題，是簡化問題，靈活獲取數(shù)據(jù)的有效方式，也是科學(xué)學(xué)習(xí)高中生物知識的重要途徑。高中生物學(xué)習(xí)活動中，需要靈活應(yīng)用各類數(shù)學(xué)方法解答生物難題，將巧用數(shù)學(xué)符號，理解生物概念；使用數(shù)學(xué)坐標(biāo)，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型以及數(shù)學(xué)反證求解，解答遺傳問題等方式巧妙與生物學(xué)習(xí)活動相互融合，感受全新的生物學(xué)習(xí)體驗。

參考文獻(xiàn)：

[1]譚永平.從發(fā)展核心素養(yǎng)的視角探討高中生物必修內(nèi)容的變革[J].課程.教材.教法，2016，36（07）：62-68.

[2]王開華，王愛偉，李俊偉，李焰焰.高中生物教學(xué)模式創(chuàng)新研究——導(dǎo)學(xué)案的設(shè)計和使用[J].教育教學(xué)論壇，2014， （04）：272-273.

[3]王萍.高中生物核心概念認(rèn)知的教學(xué)策略——以必修3“穩(wěn)態(tài)與環(huán)境”模塊為例[J].北京教育學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2012，7（03）：34-37.

[4]莊業(yè)花.注重高中生物高效教學(xué)探索生物教學(xué)新模式[J].讀與寫（教育教學(xué)刊），2012，9（09）：148.endprint