對基于數(shù)學(xué)思想培養(yǎng)高中生物學(xué)習(xí)理性思維的研究

姚麗梅

（江蘇省太倉高級中學(xué)，江蘇 太倉）

隨著新課改的日趨推進，高中教育發(fā)生了一定的改變。在高中生物教學(xué)中，應(yīng)重視學(xué)生的理性思維和邏輯推理能力。只有科學(xué)合理地運用數(shù)學(xué)思想，才能幫助學(xué)生理解高中生物的內(nèi)容，進而提升高中生生物學(xué)習(xí)效率。

一、函數(shù)思想在高中生物學(xué)習(xí)的應(yīng)用

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

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(shè)計，是筆者所期待學(xué)生完成的，并且學(xué)生也沒有讓筆者失望，非常出色地設(shè)計出了正確且有利于生物問題理解的數(shù)學(xué)方程式。筆者認為，這樣以啟發(fā)為主的生物教學(xué)方案，可以讓學(xué)生，更有效地利用他們在高中數(shù)學(xué)中所學(xué)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(shù)問題，都可以運用類似的教學(xué)方案對學(xué)生進行引導(dǎo)和啟發(fā)，促進學(xué)生在高中生物學(xué)習(xí)過程中運用其數(shù)學(xué)思想，提高高中生生物成績。

二、數(shù)形結(jié)合在高中生物學(xué)習(xí)的應(yīng)用

在高中生物學(xué)課程中，有很多的教學(xué)內(nèi)容是比較微觀和抽象的，有效運用高中數(shù)學(xué)中的數(shù)形結(jié)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(xué)教學(xué)內(nèi)容的理解。例如，細胞周期這個概念，就可以運用數(shù)形結(jié)合的方法進行教學(xué)。根據(jù)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(dǎo)學(xué)生運用數(shù)學(xué)圖形中的扇形概念，規(guī)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(xué)模式，啟發(fā)學(xué)生對于其他生物概念進行數(shù)學(xué)思維的應(yīng)用。再比如，影響光合作用的因素，可以運用數(shù)學(xué)中的二維坐標圖來進行理解。將生物教學(xué)與學(xué)生的思維進行聯(lián)合，使教學(xué)課堂由學(xué)生向前推動，學(xué)生在課堂上設(shè)計出有助于他們理解的數(shù)學(xué)方案，教師進行指導(dǎo)和訂正，這樣可以有效地促進學(xué)生生物學(xué)的學(xué)習(xí)。教師要鼓勵學(xué)生大膽思考，小心驗證，讓學(xué)生可以運用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識解決生物學(xué)問題，提升他們對生物學(xué)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(shù)形結(jié)合的問題，在課堂上對于學(xué)生進行充分的指導(dǎo)和教學(xué)，可以讓學(xué)生更好地適應(yīng)高考的試題模式，有效提升高考生物學(xué)成績。

三、類比思想在高中生物學(xué)習(xí)的應(yīng)用

類比數(shù)學(xué)思想在生物學(xué)的應(yīng)用是非常廣泛的，但是，很多時候?qū)W生會忽略這種思維方式，此時，生物教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生，將類比這種數(shù)學(xué)思想應(yīng)用在生物學(xué)問題上。類比，簡而言之，就是由普通推向特殊的一種數(shù)學(xué)方法，在生物教學(xué)過程中，就可以應(yīng)用類比這種數(shù)學(xué)思維，對學(xué)生進行染色體遺傳教學(xué)。舉例說明，性染色體遺傳這節(jié)課，首先，教師要向?qū)W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(xiàn)象。因為，常染色體遺傳這節(jié)課已經(jīng)完成了教學(xué)，所以，性染色體遺傳這節(jié)課可以引導(dǎo)學(xué)生運用類比的方式，讓學(xué)生從常染色體遺傳方式向性染色體遺傳推理。［2］然后，在學(xué)生推理的過程中對學(xué)生進行引導(dǎo)，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(xué)生可以清晰明了地理解性染色體遺傳這節(jié)課。在教學(xué)結(jié)束后，要有針對性地對同學(xué)進行課后作業(yè)布置，鞏固學(xué)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(jù)學(xué)生作業(yè)完成情況，制訂下一步的教學(xué)計劃。

總而言之，數(shù)學(xué)思想應(yīng)用在高中生生物教學(xué)中，對于學(xué)生理性思維的培養(yǎng)具有重要意義。一方面，可以促進學(xué)生理性思維和邏輯能力的提升，另一方面，也可以幫助學(xué)生解決未知的生物問題。在此，筆者呼吁，高中生物教師應(yīng)多運用這種教學(xué)模式，既可以提升學(xué)生的生物學(xué)興趣，又可以提升學(xué)生生物學(xué)習(xí)成績。