数学方法在高中生物学习中的应用研究

王一轩

摘要：针对数学方法在高中生物学习中应用的价值加以分析，突出表现在加深概念理解能力，逐步形成化学思维等方面，且提出数学方法在高中生物学习中的应用对策，以期能够不断提升生物学习的质量，增强自身的生物问题解答能力。

关键词：数学方法；高中生物学习；生物

数学作为自然科学中的重要内容，其思想能够融入到各类自然学科中。数学方法在高中生物中有所展现，将其融入到生物学习活动中，有助于灵活解答各类生物问题，对自身生物思维的形成与生物知识的深入学习均能够产生积极影响。文章将结合高中生物学习的实际情况加以分析，讨论数学方法的应用价值与应用对策，希望能够对相关实践研究活动带来一定借鉴价值。

1. 数学方法在高中生物学习中应用的价值

数学方法在高中生物学习中的应用，有助于加深概念理解能力，逐步形成化学思维，是深入学习生物知识，进一步增强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

数学方法融入到高中生物学习中，有助于加深生物知识与生物概念的理解能力[1]。比如数学中的集合思维则可以融入到生物学习期间，更加准确的理解脱氧核苷酸、染色体之间的相互关系，也可以基于集合的思维予以表达。

动物激素与蛋白质之间的关系，动物激素与酶之间的关系等，则可以应用交集予以表达，即为交集大小的问题。

1.2 逐步形成化学思维

高中生物学习期间，一些习题如果仅仅应用生物学视角加以分析，则难以发现问题的关键所在[2]。如果应用数学的思维予以分析，则可能会使问题变得更加简单、清晰。比如在高中生物知识学习期间，可以将“数形结合”的数学解题思维融入其中。在学习“细胞的生长”这一项内容中，针对于“细胞为什么难以无限增加？”这一问题，则可以应用“数形结合”的思维予以解答。

细胞体积越大，则需要从外界所获取的营养物质也会越多。“数形结合”思维中可以构建数学模型，利用“数形”情境予以解答，进而使抽象的问题变得更加直观，以图形辅助的方式灵活分析问题。

2. 数学方法在高中生物学习中的应用方式

数学方法在高中生物学习中的应用，可以通过巧用数学符号，理解生物概念；使用数学坐标，构建数学模型以及数学反证求解，解答遗传问题等方式，使生物学习更加有趣，形成一定的数学学习兴趣。

2.1 巧用数学符号，理解生物概念

生物知识学习期间，可以应用数学符号解答生物知识之间的联系，且可以直观体会到各个概念之间的普遍关系，是生物知识学习的有效方式[3]。巧用数学符号能够增强自身的生物知识理解能力，且能够加深生物知识的记忆效果。

比如在实施血液与血浆区分研究中，则可以应用等式将其关系进行对比分析。血浆+血细胞=血液，血浆-纤维蛋白原=血清。通过这种方式使生物知识之间的联系更加清晰、简单。生物学习期间还可以借助各类等式表达生物知识，例如生态系统=生物群落+无机环境，1个四分体=1对同源染色体=2条染色体=4条染色单体=4个DNA分子=8 条脱氧核苷酸链等等。数学符号丰富多样，能够直观展现生物知识之间的普遍联系，且使高中生物知识学习活动更加灵活，便于自身生物知识的记忆，也能够使高中生物学习活动更加有趣。

2.2 使用數学坐标，构建数学模型

数学学习期间坐标图像为常见的数学问题解答方式，将其融入到生物学习活动中，能够对生物知识进行简单概括与深化总结，也能够使数学问题更加简单、直观[4]。

比如在学习有丝分裂、减数分裂期间染色体、DNA、染色单体的数量，每条染色体中DNA数量变化特征等，则可以应用坐标的方式进行分析，构建数学模型，直观了解生物问题。再如分析竞争、寄生及共生等相关问题期间，也可以通过数量坐标图构建的方式予以解答。

光合作用的时间、氧气与浓度之间的相关关系，为高中生物知识中的常见问题与重点，可以通过构建数学坐标的方式，明确光照时间、氧气以及温度之间的相关关系，光照时间较长，则其光合作用效果也会越为理想，期间氧气与温度也是影响光合作用的重要因素。

2.3 数学反证求解，解答遗传问题

遗传学习题中对显性性状、常见染色体遗传等问题的研究中，多存在着诸多问题，实际的学习效果不佳。比如豌豆的紫花与白花是由一对等位基因控制，现有两组豌豆杂交结果如下：（1）紫花×白花→107紫花：101白花；（2）紫花×紫花→164 紫花：52白花。问题分析的过程中，需要先将白花假设为显性性状，紫花假设为隐性性状，基于第二组能够推算得知紫花与紫花杂交，而后得到紫花，不存在白花。故而题目存在一定的矛盾问题，得出紫花为显性性状，白花为隐性性状。

生物问题的解答中可以应用数学的反证思维，基于答案明确问题发展过程，使生物知识的解答活动变得更加简单、思维清晰。再如学习遗传系谱图中的遗传方式期间，则可以基于“无中生有是隐性，隐性遗传看女病，女患者的父亲和儿子正常一定是常染色体隐性”这句话予以判断。巧借反证法实施问题分析，在假设X染色体隐性遗传的情况下，能够得出相关的染色体隐性与显性特征。将问题与答案相互融合，潜移默化中形成生物思维。

结束语：

利用数学方法处理高中生物问题，是简化问题，灵活获取数据的有效方式，也是科学学习高中生物知识的重要途径。高中生物学习活动中，需要灵活应用各类数学方法解答生物难题，将巧用数学符号，理解生物概念；使用数学坐标，构建数学模型以及数学反证求解，解答遗传问题等方式巧妙与生物学习活动相互融合，感受全新的生物学习体验。

参考文献：

[1]谭永平.从发展核心素养的视角探讨高中生物必修内容的变革[J].课程.教材.教法，2016，36（07）：62-68.

[2]王开华，王爱伟，李俊伟，李焰焰.高中生物教学模式创新研究——导学案的设计和使用[J].教育教学论坛，2014， （04）：272-273.

[3]王萍.高中生物核心概念认知的教学策略——以必修3“稳态与环境”模块为例[J].北京教育学院学报（自然科学版），2012，7（03）：34-37.

[4]庄业花.注重高中生物高效教学探索生物教学新模式[J].读与写（教育教学刊），2012，9（09）：148.endprint