淺析高中生物學模型架構中的數、線、形

福建省南平高級中學 黃薇敏

數學是一門嚴謹的邏輯性學科，而生物則是一門自然學科，二者之間看似沒有任何關聯，在應試教育的模式中，各學科的任課老師都按照自己學科的教學計劃與任務來完成教學目標。但是，隨著新課標的深度推行，在素質教育的引導下，高中生物的學習過程中引入了數學模型的相關知識，通過教學實踐的反饋來看，廣大師生都予以了高度的認可。

一、利用模型架構中的數構建生物學模型，有助于學生提高對知識的認知度

高中生物的學習過程中，有很多知識信息的要點是以不同的數字形式出現的，可能對于沒有接觸過生物知識的人來說，這些知識信息略顯雜亂，但是對于具備一定生物學習基礎的高中學生而言，能夠發現這些信息知識之間具備一定的關聯性，但是這種關聯性到底有多大，這些關聯之間是否存在著更進一步的必然聯系，對于這些學生而言研究起來就比較深奧了。

任課老師在這個基礎上，將部分信息內容通過進一步整合，形成一個以簡單數列組成的模型，這樣展現在學生面前的時候，相關數字信息之間的關聯關系就比較直觀了，這樣的組合對于學生而言并不陌生，在數學學習中經常遇到，如果老師能夠在這個過程中順勢加以引導，讓學生采用解析數學題的方式來了解這些生物信息，那么學生就能夠比較全面地提升對生物知識的認知度。

例如，組成細胞的大量元素有C、H、ON、P、S、K、Ca、Mg，微量元素有 Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo 等；糖類、脂質、蛋白質和核酸共有的元素是C、H、O，除此之外，蛋白質中還含有N等元素，核酸中還含有元素N、P。這些元素既有重疊元素，也有相互轉換元素，借助數字模型，將部分信息關聯起來其實極為簡單，學生解讀起來也相對容易。

二、利用模型架構中的線構建生物學模型，有助于學生提高對知識的理解能力

與上文中所提到的數字模型略有區別的是，因為很多生物元素可能是一個變量元素，這在以定量形式出現的模型中并不能直觀的體現出來，因此在原有的數字模型基礎上，將一些具備關聯效果的生物元素用線性模型綜合起來，期間所產生的變化再用部分文字內容予以補充，學生就可以比較輕松地掌握相關知識信息的基本要點和可能存在的一些變量信息了。

例如，在有關蛋白質的計算規律匯總中，關鍵的肽鍵數中，鏈狀肽的肽鍵數＝失去水分子數＝氨基酸數－肽鏈數；同時，環狀肽的肽鍵數＝氨基酸數＝失去水分子數。這二者之間存在大量的定量元素和變量元素。這些知識重點在37頁的小結（人教版，下同）中其實以文字敘述的方式體現過，但是其文字描述僅僅是“蛋白質、核酸和多糖分別以氨基酸、核苷酸和單糖為單體，相對分子量很大，稱為生物大分子?！边@種看似簡單的描述，對于那些理解能力偏弱的學生而言，有可能產生基本理解上的偏差。如果將其用線性模型組合起來，讓學生通過圖形和文字的綜合學習來理解相關知識，那么就能夠讓學生一目了然的理解其中的知識要點了。

三、利用模型架構中的形構建生物學模型，有助于學生提高對知識的感知力

當學生對于數字模型和線性模型具有比較扎實的認識之后，學生對于生物基本知識的學習其實已經奠定了一個相對比較扎實的基礎了。客觀地講，要想全面提升學生的生物學基本理解能力，單憑前文中所提及的那些簡單模型肯定是不能了解比較深奧的重點知識內容。基于此，任課老師在原有簡單模型的基礎上，將若干個較小的模型綜合起來，構建成一個較大的形狀模型，把學生所必須要掌握的知識要點完全融合在這樣的模型中，就完全能夠起到讓學生提高對知識有效感知的能力了。

例如，解析為什么孟德爾的自由組合定律經典實驗中，F2代豌豆性狀比，是9：3∶3∶1呢，因為是兩個性狀的概率綜合考慮，可以用數學概率解釋；再來一道經典例題，一個含200個胞嘧啶的DNA復制3次需要多少個胞嘧啶脫氧核苷酸呢，解題的第一步，DNA復制3次得到8個DNA分子，其中有一個DNA分子作為模板，當然因為半保留復制兩條單鏈已經分開了，但是依然可以把它當成一個DNA分子，就是說多得到了7個DNA，那么簡單的7X 200=1400，這樣就把所需要的核苷酸數量計算出來了。如果按照常規的方式來解析這些內容，老師在課堂環境中肯定要強調學生必須用背誦的方式牢記其中的計算公式要點，但是采用綜合的模型，換一種考量問題的方式，不要把高中生物當作“純”理科來對待，因為它的知識面“廣”但“淺”，就是需要更多的去背，要多歸類總結，用圖形，關系圖來加深記憶，那么學生理解起來就相對容易的多了。

綜上所述，高中生物的學習，不僅是一門學科知識的學習，其中有很多自然科學知識對于學生了解環境、感知社會也是極為有幫助的。因此，任課老師采用不同的教學方式對相關生物知識教學進行創新，不僅能夠提高學生的生物學知識掌握能力，而且還能夠全面提升學生的綜合素質，完全符合素質教育的基本要求，也有助于新課標的繼續推行。

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