論數(shù)形結(jié)合在生物解題中的應(yīng)用

張峻峰(湖北武漢市第六中學(xué) 湖北 武漢 430000)

作為數(shù)學(xué)領(lǐng)域最常用的思想方法，數(shù)形結(jié)合構(gòu)建了數(shù)和形相互對應(yīng)的關(guān)系，實現(xiàn)了抽象語言和直觀體現(xiàn)的有機統(tǒng)一，為許多復(fù)雜問題的解決提供了一條有效的途徑。而除了應(yīng)用于數(shù)學(xué)領(lǐng)域之外，數(shù)形結(jié)合思想在高中生物學(xué)科中也能夠發(fā)揮出不俗的作用，因為高中生物中存在大量基于數(shù)學(xué)語言的量化描述。因此探究數(shù)形結(jié)合在生物解題中的應(yīng)用有著十分重要的意義。

1 數(shù)形結(jié)合思想在高中生物中發(fā)揮出的積極作用

相較于初中階段的學(xué)習(xí)，高中階段各個學(xué)科的知識深度和廣度都出現(xiàn)了大幅度的提升，因此學(xué)生所面臨的學(xué)習(xí)壓力也出現(xiàn)了跨越式的提升。生物是高中階段的主要學(xué)科之一，其教學(xué)內(nèi)容就有顯著的豐富性和復(fù)雜性特點，使得許多學(xué)生都出現(xiàn)了理解掌握困難的問題。尤其是一些復(fù)雜的生物問題，對學(xué)生抽象思維能力提出了巨大的考驗，因此將數(shù)形結(jié)合思想引入到高中生物解題中可以發(fā)揮出重要的作用。

1．1 、促進了高中生物解題樂趣的提升。相較于初中階段的生物知識，高中生物知識已經(jīng)不再局限于一些基礎(chǔ)性知識，而是在此基礎(chǔ)上進行了深入挖掘，因此學(xué)生不僅僅要熟練的掌握一些形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理特性方面的內(nèi)容，還需對知識進行橫向和縱向的深入剖析。這就需要教師在講解基礎(chǔ)知識時，引導(dǎo)學(xué)生對各個知識點之間的聯(lián)系以及邏輯關(guān)系進行探析，逐步構(gòu)建知識體系，最終將其靈活的應(yīng)用到生活實踐中。在上述過程中，學(xué)生思維能力、實踐能力、創(chuàng)新能力等科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)也直至關(guān)重要。

1．2 、有利于抽象化問題的理解。高中生物屬于理科的范疇，其中包含了的大量基于數(shù)學(xué)的量化表達，且其表達的內(nèi)容往往具有很強的抽象性，對學(xué)生的理解掌握造成了巨大困難。而通過數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用則可以將抽象問題轉(zhuǎn)化為更加生動直觀的圖像，使學(xué)生更好的把握問題的內(nèi)核，從而更加簡單的解決問題。在高中生物的學(xué)習(xí)中有許多地地方都可以用到數(shù)形結(jié)合的思想。例如在遺傳的問題上，有許多同學(xué)都想不清楚減數(shù)分裂到底是一個什么情況，但是如果使用數(shù)形結(jié)合的方法就可以很好的解決這個問題。把減數(shù)分裂每一個時期的圖像特點都記住的，就可以根據(jù)它的圖像來解決問題，比如說有四分體的就是減數(shù)第一次分裂前期，而同源染色體分離的就是減數(shù)第一次分裂的后期等。

1．3 、有利于形成生物思想。高中生物學(xué)科教學(xué)的目的不僅僅是讓學(xué)生掌握相應(yīng)的生物知識，更重要的是使學(xué)生形成一種科學(xué)的生物思想。因此高中生物教學(xué)中設(shè)置了大量的實踐內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生以生物思想為指導(dǎo)，利用生物知識解決實際問題。如何將滲透在抽象生物知識中的思想內(nèi)核提煉出來就是高中生物教學(xué)需要解決的關(guān)鍵問題。對此，可以引入數(shù)形結(jié)合思想，實現(xiàn)抽象表達的具象化，為生物知識和實際生活的有機聯(lián)系提供便利。

2 數(shù)形結(jié)合思想在高中生物解題中的實際應(yīng)用探究

生物是我國高考的學(xué)科之一，高考采用的是筆試形式，因此強大的生物解題能力對于學(xué)生而言至關(guān)重要。數(shù)形結(jié)合思想是高中生物解題中的有效工具，因為生物問題中往往包含著數(shù)學(xué)量化工具描述的知識內(nèi)容，這種描述雖然強化了生物科學(xué)的規(guī)律性，但也大幅度提高了問題解答的難度。因此借用數(shù)學(xué)解題思想就變得十分必要。接下來，筆者將結(jié)合實例對數(shù)形結(jié)合思想在高中生物解題中的應(yīng)用進行闡釋。

2．1 、細胞分裂問題。細胞分裂問題，是高中生物中遺傳學(xué)內(nèi)容中的細胞學(xué)基礎(chǔ)知識。回顧歷年來的高考試題，可以發(fā)現(xiàn)，這一知識點具有非常高的考核率。細胞分裂本身是一個非常抽象的表述過程。從感知的角度來說，這一過程是很難通過直觀的觀察進行理解的。對此，運用數(shù)形結(jié)合思想，就能夠非常有效的解決這一問題。像細胞分裂這類問題最主要的就是記住其每個分裂時期的圖像特點，這樣才能更好地來判斷它處在某一個時期會有什么變化。例如，在減數(shù)第一次分裂前期會有聯(lián)會現(xiàn)象從而產(chǎn)生四分體，而在減數(shù)第一次分裂后期同源染色體會分離，在減數(shù)第二次分裂后期著絲點會分裂等等。記住這些從而幫你更好地解決這類題目。

2．2 、DNA半保留復(fù)制問題。例如像DNA半保留復(fù)制這類的題目就可以很好地用數(shù)形結(jié)合的思想來解決。我們假設(shè)原先的DNA雙鏈是黑色的然后放在擁有紅色原料的培養(yǎng)基中復(fù)制，然后每當復(fù)制的時候兩條黑色的原DNA分開然后分別接上紅色的兩條鏈，再分開再分別接上紅色的鏈，這樣以此類推下去不難總結(jié)出有原DNA的復(fù)制鏈只有兩個而其他的都是用后來的原料合成的數(shù)目為2^n－2，這樣便可以很簡單地處理好此類問題。

綜上所述，高中生物與初中生物相比，知識更加復(fù)雜，表現(xiàn)形式更加抽象。基于這個原因，我們應(yīng)該合理的應(yīng)用數(shù)形結(jié)合思想，靈活的分析問題，將抽象化的內(nèi)容具象化的表現(xiàn)出來，使問題能夠得到更好的解決，我們促進良好學(xué)習(xí)能力和思維能力的形成。