對基于數學思想培養高中生物學習理性思維的研究

摘 要：根據最新的生物教學調查顯示，將數學思想應用到高中生物的學習，可以有效地提升高中生的生物成績，也可以讓其更容易理解生物的有關知識。從三方面展開論述，分別為函數思想、數形結合、類比思想在高中生物學習的應用，旨在有效培養高中生的生物學習理性思維，希望可以給其他同仁提供借鑒。

關鍵詞：數學思想；培養；高中生物；理性思維

隨著新課改的日趨推進，高中教育發生了一定的改變。在高中生物教學中，應重視學生的理性思維和邏輯推理能力。只有科學合理地運用數學思想，才能幫助學生理解高中生物的內容，進而提升高中生生物學習效率。

一、函數思想在高中生物學習的應用

對于高中生而言，函數與方程是入門級的數學概念，學生運用的也比較得心應手，而如何將函數與方程應用在生物教學中，是每位生物教師所要探討的課題。筆者在進行生物教學的過程中，主要是通過思路引導的方式，鼓勵學生主動運用函數思想，解決生物問題。[1]例如，細胞呼吸這節課，就可以很好地運用函數思想，完成這節課的教學目標。首先，筆者會運用常規的方式，對學生進行有氧呼吸原理的講解，很顯然傳統的教學方式比較繁瑣，此時，筆者會引導學生發散思維，運用函數和方程式的思想解決細胞呼吸問題。然后，通過筆者的教學引導，同學們討論出了這樣的解決方案：

Y1=f1（x）；Y2=f2（x）；y=f（x）=f1（x）+f2（x）

Y1是有氧呼吸作用，Y2是有氧呼吸作用，x是O2的濃度

類似這種細胞呼吸的方程式設計，是筆者所期待學生完成的，并且學生也沒有讓筆者失望，非常出色地設計出了正確且有利于生物問題理解的數學方程式。筆者認為，這樣以啟發為主的生物教學方案，可以讓學生，更有效地利用他們在高中數學中所學到的知識，運用在高中生物的理性思維方面。同樣的，高中生物課程中，細胞增殖問題、PCR技術問題，都可以運用類似的教學方案對學生進行引導和啟發，促進學生在高中生物學習過程中運用其數學思想，提高高中生生物成績。

二、數形結合在高中生物學習的應用

在高中生物學課程中，有很多的教學內容是比較微觀和抽象的，有效運用高中數學中的數形結合思想，可以將這些抽象的概念具體化，有利于高中生解決生物問題，提升高中生對于生物學教學內容的理解。例如，細胞周期這個概念，就可以運用數形結合的方法進行教學。根據細胞周期的生長周期，可以分為細胞生長間期和分裂期，此時，教師可以引導學生運用數學圖形中的扇形概念，規劃細胞間期和分裂期的時間分布等等，可以更直觀地感受到細胞周期的變化，將抽象的細胞周期概念具象化為圖像概念。通過這樣的教學模式，啟發學生對于其他生物概念進行數學思維的應用。再比如，影響光合作用的因素，可以運用數學中的二維坐標圖來進行理解。將生物教學與學生的思維進行聯合，使教學課堂由學生向前推動，學生在課堂上設計出有助于他們理解的數學方案，教師進行指導和訂正，這樣可以有效地促進學生生物學的學習。教師要鼓勵學生大膽思考，小心驗證，讓學生可以運用所學的數學知識解決生物學問題，提升他們對生物學知識的掌握能力。并且，高考生物試題中也會存在非常多的數形結合的問題，在課堂上對于學生進行充分的指導和教學，可以讓學生更好地適應高考的試題模式，有效提升高考生物學成績。

三、類比思想在高中生物學習的應用

類比數學思想在生物學的應用是非常廣泛的，但是，很多時候學生會忽略這種思維方式，此時，生物教師應引導學生，將類比這種數學思想應用在生物學問題上。類比，簡而言之，就是由普通推向特殊的一種數學方法，在生物教學過程中，就可以應用類比這種數學思維，對學生進行染色體遺傳教學。舉例說明，性染色體遺傳這節課，首先，教師要向學生闡釋何為性染色體，并且性色體遺傳過程中會存在哪些與常染色體不同的現象。因為，常染色體遺傳這節課已經完成了教學，所以，性染色體遺傳這節課可以引導學生運用類比的方式，讓學生從常染色體遺傳方式向性染色體遺傳推理。[2]然后，在學生推理的過程中對學生進行引導，詳細講解常染色體與性染色體遺傳過程中所存在的差異，有針對性地對性染色體的隔代遺傳、父系母系遺傳進行圖表勾畫，讓學生可以清晰明了地理解性染色體遺傳這節課。在教學結束后，要有針對性地對同學進行課后作業布置，鞏固學生對于性染色體遺傳知識的掌握程度，并且，高中生物教師可以根據學生作業完成情況，制訂下一步的教學計劃。

總而言之，數學思想應用在高中生生物教學中，對于學生理性思維的培養具有重要意義。一方面，可以促進學生理性思維和邏輯能力的提升，另一方面，也可以幫助學生解決未知的生物問題。在此，筆者呼吁，高中生物教師應多運用這種教學模式，既可以提升學生的生物學興趣，又可以提升學生生物學習成績。

參考文獻：

[1]周康.基于數學思想培養高中生物學習的理性思維[J].考試周刊，2018（29）：93.

[2]陶劼.高中生物實驗中開放式教學的應用[J].高考（綜合版），2015（11）：82.

作者簡介：姚麗梅，1981年11月，女，江蘇太倉人，本科，中學一級，中學生物教學。

編輯 馬曉榮