論數形結合思想在高中生物解題中的應用

摘 要：生物是我國高中階段重要的課程設置之一，也是高考重點考查的內容。與初中階段相比，高中生物涉及更加復雜的知識內容，題型更加多樣。數形結合作為一種重要的數學思想，對高中生物問題的解決具有積極意義。文章從高中生視角，研究數形結合思想在高中生物解題中的應用。

關鍵詞：數形結合；高中生物；解題方法

一、 引言

數形結合是數學領域最重要的思想方法之一，其主要是通過數與形對應的方法，建立起抽象語言與直觀體現之間的關系，以此達到更好的解決問題的目的。在高中生物領域中，經常會應用數學的語言來進行量化的描述，數形結合思想對于解決這類問題具有重要意義。

二、 數形結合思想在高中生物中應用的意義

高中階段，是由初級教育向高等教育轉化的重要過渡階段，也是一個學生學習生活最主要的時期之一。在這一階段，學校課程所講授知識的內容表現出了非常突出的豐富性、復雜性的特點。生物作為高中教育的重要課程門類之一，豐富性以及復雜性的特點表現得尤為明顯。這一特點，在極大程度上提高了對知識的接受難度。同時，其對解題能力也有了更高的需求，這一方面正是數形結合思想在生物解題中應用價值的最好體現。

（一） 有利于提高解題的趣味性

與初中生物相比，高中生物明顯更加復雜，更加繁瑣。這一點體現在問題方面，就是同一問題所涉及知識內容的多元化。這在極大程度上削弱了解題的趣味性，會在極大程度上導致解題興趣的缺失。而通過數形結合思想的應用，就能夠將問題中復雜的數字化表達進行圖像化的處理，如此，就能夠有效提高解題的趣味性，有利于更好的激發解題興趣。

（二） 有利于抽象化問題的理解

生物作為典型的理科教學門類，其涉及大量的數學表達。這些表達的內容往往是非常抽象的，不利于對問題內容的理解。而運用數形結合思想，就能夠將這些抽象化的問題轉化為直觀的圖像，具象化的表現出來，以此更好的理解問題的實際內容，進而更好的梳理解題思路。

（三） 有利于更好的形成生物能力

現階段，生物學習更加側重實踐性的內容，簡單來說，就是突出生物知識在生活中的更好的應用。而生物本身就具有突出的抽象性特點，理論性非常強，要想實現生物知識的實踐性，首先就必須要深刻的掌握相關的生物知識。數形結合思想在生物解題中的應用，能夠非常有效地將抽象的表達具象化，有利于將生物知識更好的聯系生活，進而實現生物知識實踐性的更好體現。

三、 數形結合思想在高中生物解題中的應用策略

生物是一門自然科學，是我國高考的重點考查內容之一。由于其突出的理科性質，在面對生物問題的時候，經常會發現數學思想以及數學量化工具對相關知識內容的描述。這一方式，是為了更好的體現生物科學的規律性，有利于知識體系的形成。但是，這一特點也給相關問題的解決帶來了非常突出的困難。對此，借用數學的一些解題思想對于生物問題的解決具有積極意義。下面就應用數形結合思想，對高中生物中常見的問題進行分析。

（一） 細胞分裂問題的解決

細胞分裂問題，是高中生物中遺傳學內容中的細胞學基礎知識。回顧歷年來的高考試題，可以發現，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，運用數形結合思想，就能夠非常有效的解決這一問題。例如：在一對聯會的兩條同源染色體之中，其染色體單數、著絲點數、多核苷酸鏈數各是多少？在這一過程中，涉及三個方面的知識內容，因此，在解題的過程中，經常會難以明確相關概念之間互相關系的實際問題。對此，可以運用數形結合思想。一般來說，具有聯會關系的兩條染色體，其大小以及形狀是相同的。區別就是一條來自母方，一條來自父方。這種關系，就叫做同源染色體。在這一四分體結構中，包含四條染色單體，每一個單體之中都含有一個雙鏈DNA分子，其一共含有2×4=8條多核苷酸鏈。

（二） 堿基互補配對問題的解決

在堿基互補配對問題的解決方面，老師一般會給出下面兩點常規方法。第一點，兩個不存在互補關系的堿基的和的比值相等，即（A+G）/（T+C）=（A+T/（C+G）=1。第二點，在DNA分子中的一條鏈上，（A+T）/（C+G）=A，（A+C）/（T+G）=b。那么，這一分子鏈的互補鏈中相應比例應該是a以及1/b。這樣的表達方式，雖然能夠非常有效的表現出這一知識點之中的關系，但是，其相對比較抽象，理解方面會存在一定的困難。對此，可以運用數形結合的思想進行解決。例如，在一個DNA分子之中，C與G的和占堿基數量整體的46%，并且，在這一DNA的一條鏈當中，C與A分別占堿基總數的22%以及28%。求另一條鏈中，C與A占堿基總數的比例。這是一道非常典型的堿基配對問題，且表述形式比較抽象。對此，可以運用數形結合的方法，畫出兩者的簡圖。假設一條鏈中的堿基數量是100，堿基總數是200，在這一基礎之上，根據堿基配對規律，就能夠非常簡單的進行計算，C=G=46%/2=23%，C=G=200×23%=46。如此，再根據基本規律進行計算，就能夠得出在另一條鏈中，A占26%，C占24%。

（三） DNA半保留復制問題

這一問題，是在DNA分子結構與復制部分常見的問題之一，其特點是靈活多變，解題難度較大。對此，可以運用數形結合思想，更好的解決問題。例如：某一條DNA分子的兩條鏈被15N標記，把它放入14N的培養基中進行復制，四代之后，具有15N標記的DNA比例是多少。對此，可以根據題意，畫出這一DNA的雙鏈復制過程圖，再進行簡單的分析，就能夠非常簡單的得出答案，被標記15N的DNA數量占總數的1/8。

四、 結束語

綜上所述，高中生物與初中生物相比，知識更加復雜，表現形式更加抽象。對此，應該合理的應用數形結合思想，靈活的分析問題，將抽象化的內容具象化的表現出來，實現更好的問題解決，促進良好學習能力的形成。

參考文獻：

[1]孔令偉.數形結合思想方法在高中數學教學與解題中的應用[D].大連：遼寧師范大學，2015.

[2]賀有銘.高中數學課堂教學中數形結合思想在函數解題中的應用探究[J].高考，2016（15）：147-148.

作者簡介：

李菁菁，山東省壽光市，壽光現代中學。endprint