數(shù)學(xué)知識在高中生物教學(xué)中的運用初探

李秀榮

（黑龍江省綏化市望奎縣第一中學(xué) 黑龍江望奎 152100）

引言

在高中生物教學(xué)中，教師對數(shù)學(xué)知識進行有效利用，指引學(xué)生解決生物問題，可以有效提升學(xué)生的生物學(xué)系能力和嚴(yán)密的邏輯思維能力，對于學(xué)生未來學(xué)習(xí)和發(fā)展具有較為積極的意義。數(shù)學(xué)知識，可以有效簡化復(fù)雜的求解方式，在生物教學(xué)中可以逐步培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力。因此，在實際教學(xué)中，教師應(yīng)在生物課堂教學(xué)中充分融入數(shù)學(xué)知識，如數(shù)學(xué)模型思想、排列與組合知識、數(shù)形結(jié)合思想、數(shù)學(xué)歸納法等，指引學(xué)生有效處理生物學(xué)習(xí)中遇到的問題，進而有效提升學(xué)生生物能力。在具體教學(xué)過程中，教師可以結(jié)合學(xué)生實際情況，科學(xué)合理的利用數(shù)學(xué)知識，指引學(xué)生利用歸納與概括、模型與建模、演繹與推理、批判性思維等，對生命現(xiàn)象和規(guī)律進行探究，進而有效培養(yǎng)學(xué)生理性思維，提升生物教學(xué)效果。

一、概率計算在高中生物教學(xué)中的運用

在高中生物教學(xué)中，遺傳概率計算始終屬于難點內(nèi)容，很多學(xué)生在學(xué)習(xí)遺傳計算時存在一定的難度。如果教師可以在生物教學(xué)中靈活利用數(shù)學(xué)建模思想，指引學(xué)生計算遺傳概率，通過解析相關(guān)案例，指引學(xué)生構(gòu)建概率相加與相乘原理，然后通過分類相加與分步相乘的原理，可以有效提升學(xué)生解決概率計算問題的能力，有效提升學(xué)生生物學(xué)習(xí)能力[1]。

例如，在講解AaBb×AbBB雜交子代中基因型aaBB占據(jù)比例計算時，教師可以指引學(xué)生利用數(shù)學(xué)建模思想來解析問題。在Aa×Aa相交子代中，aa基因型個體占1/4；在Bb×BB相交子代中，BB基因型個體占1/2，所以在所有子代中aaBB基因型個體占比為1/4×1/2，得出1/8。在該計算過程中，利用了概率分布相乘原理，可以得出子代個別基因占比等于該隔壁基因型中各隊基因型出現(xiàn)概率乘積。

二、排列與組合在高中生物教學(xué)中的運用

高中階段學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過了排列和組合數(shù)學(xué)知識點，而高中生物教材中涉及到很多和排列組合相關(guān)的生物知識，例如在對遺傳信息期間、精（卵）原細胞減數(shù)分裂配子期間進行研究時，分析其基因組成情況，需要利用到排列和組合數(shù)學(xué)知識。在實際教學(xué)過程中，教師可以多舉一些具體的事例，和排列與組合知識進行結(jié)合，通過生物學(xué)知識和排列與組合數(shù)學(xué)知識，對上位概念進行構(gòu)建，促使學(xué)生可以實現(xiàn)生物知識遷移，提升學(xué)生舉一反三能力，培養(yǎng)學(xué)生生物核心素養(yǎng)。

例如，有兩對基因，分別在兩對同源熱染色體上，基因型時AbBb，一次排卵期間，發(fā)現(xiàn)卵細胞基因型時Ab，那么在該卵細胞形成期間，同時產(chǎn)生的三個極體基因型是（ ）。

A.AB、ab、ab B.Ab、aB、aB C.AB、aB、ab D.ab、AB、AB

在接待該道題時，教師可以指引學(xué)生利用數(shù)學(xué)知識進行理解，在卵原細胞件數(shù)分裂期間，細胞中央同源染色體上等位基因具體排列情況，可以得出最終形成配子基因型。因此，教師在講解新知識時，可以利用數(shù)學(xué)建模的排列與組合知識，簡化該類問題，加深學(xué)生理解，提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果[2]。

三、數(shù)形結(jié)合思想在高中生物教學(xué)中的運用

在高中生物教學(xué)中，數(shù)學(xué)曲線與生物圖形結(jié)合的問題是較為常見的，通過該種問題可以對學(xué)生推理能力、分析能力進行有效測試。與此同時，基于數(shù)形結(jié)合層面，還可以對學(xué)生利用數(shù)學(xué)圖形對生物知識進行表述的能力進行測試。因此，在實際教學(xué)中，教師可以結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，適當(dāng)?shù)娜谌霐?shù)形結(jié)合思想，培養(yǎng)學(xué)生生物綜合素養(yǎng)和能力，進而有效提升教學(xué)效果[3]。

例如，圖一中呈現(xiàn)的是某種生物細胞不同分裂時期和染色體DNA含量變化關(guān)系；圖二中呈現(xiàn)的是細胞不同分裂時期的圖像，下列說法正確的為（ ）。

圖一

圖二

A.圖二中甲細胞，存在在圖一種BC階段；圖二中丙細胞，存在在圖一種DE階段。

B.圖一種CD階段變化發(fā)生在有絲分裂后期，或者是發(fā)生在減數(shù)Ⅱ后期。

C.圖二中甲細胞有2個染色體組，秋水仙素可以對細胞的進一步分裂進行阻止。

D.圖二中甲、乙、丙三個細胞，無法在同一種組織中出現(xiàn)。

在解答問題時可以發(fā)現(xiàn)其屬于典型的數(shù)形結(jié)合題，教師可以指引學(xué)生認(rèn)真觀察圖一中染色體形態(tài)，可以分辨出細胞甲是有絲分裂后期，細胞乙是減數(shù)Ⅱ后期，細胞丙是減數(shù)Ⅱ中期。圖一中AB階段是S期正在間期中復(fù)制DNA，BC階段是兩個DNA分子姐妹染色單體的染色體，DE階段在著絲點斷裂后每條染色體上僅有一個DNA。通過對數(shù)形結(jié)合思想的運用，可以促使學(xué)生直觀的了解題目內(nèi)涵，找出解答問題的關(guān)鍵點，不僅可以有效提升學(xué)生解題效率，還可以有效提升學(xué)生生物綜合素養(yǎng)和能力。

四、結(jié)束語

總而言之，在新課改背景下，在高中生物教學(xué)中運用數(shù)學(xué)知識是非常重要的，不僅可以有效提升教學(xué)效果和質(zhì)量，還可以有效提升學(xué)生的生物綜合素養(yǎng)和能力，促進學(xué)生全面發(fā)展?，F(xiàn)階段，由于受到傳統(tǒng)教學(xué)理念和模式的影響，大部分教師都沒有意識到數(shù)學(xué)知識對生物教學(xué)的積極意義，大大降低了生物教學(xué)效果。想要有效解決這一問題，在實際教學(xué)中教師需要轉(zhuǎn)變自身的教學(xué)理念和模式，給予數(shù)學(xué)知識運用足夠重視，并結(jié)合學(xué)生實際情況和教學(xué)內(nèi)容，利用科學(xué)合理的教學(xué)手段，把數(shù)學(xué)知識充分融入到生物課堂教學(xué)中，從根本上提升學(xué)生邏輯思維能力和理性思維能力，為學(xué)生未來的生物學(xué)習(xí)和發(fā)展打下堅實基礎(chǔ)。