數學知識在高中生物教學中的運用初探

李秀榮

（黑龍江省綏化市望奎縣第一中學 黑龍江望奎 152100）

引言

在高中生物教學中，教師對數學知識進行有效利用，指引學生解決生物問題，可以有效提升學生的生物學系能力和嚴密的邏輯思維能力，對于學生未來學習和發展具有較為積極的意義。數學知識，可以有效簡化復雜的求解方式，在生物教學中可以逐步培養學生學習能力。因此，在實際教學中，教師應在生物課堂教學中充分融入數學知識，如數學模型思想、排列與組合知識、數形結合思想、數學歸納法等，指引學生有效處理生物學習中遇到的問題，進而有效提升學生生物能力。在具體教學過程中，教師可以結合學生實際情況，科學合理的利用數學知識，指引學生利用歸納與概括、模型與建模、演繹與推理、批判性思維等，對生命現象和規律進行探究，進而有效培養學生理性思維，提升生物教學效果。

一、概率計算在高中生物教學中的運用

在高中生物教學中，遺傳概率計算始終屬于難點內容，很多學生在學習遺傳計算時存在一定的難度。如果教師可以在生物教學中靈活利用數學建模思想，指引學生計算遺傳概率，通過解析相關案例，指引學生構建概率相加與相乘原理，然后通過分類相加與分步相乘的原理，可以有效提升學生解決概率計算問題的能力，有效提升學生生物學習能力[1]。

例如，在講解AaBb×AbBB雜交子代中基因型aaBB占據比例計算時，教師可以指引學生利用數學建模思想來解析問題。在Aa×Aa相交子代中，aa基因型個體占1/4；在Bb×BB相交子代中，BB基因型個體占1/2，所以在所有子代中aaBB基因型個體占比為1/4×1/2，得出1/8。在該計算過程中，利用了概率分布相乘原理，可以得出子代個別基因占比等于該隔壁基因型中各隊基因型出現概率乘積。

二、排列與組合在高中生物教學中的運用

高中階段學生已經學習過了排列和組合數學知識點，而高中生物教材中涉及到很多和排列組合相關的生物知識，例如在對遺傳信息期間、精（卵）原細胞減數分裂配子期間進行研究時，分析其基因組成情況，需要利用到排列和組合數學知識。在實際教學過程中，教師可以多舉一些具體的事例，和排列與組合知識進行結合，通過生物學知識和排列與組合數學知識，對上位概念進行構建，促使學生可以實現生物知識遷移，提升學生舉一反三能力，培養學生生物核心素養。

例如，有兩對基因，分別在兩對同源熱染色體上，基因型時AbBb，一次排卵期間，發現卵細胞基因型時Ab，那么在該卵細胞形成期間，同時產生的三個極體基因型是（ ）。

A.AB、ab、ab B.Ab、aB、aB C.AB、aB、ab D.ab、AB、AB

在接待該道題時，教師可以指引學生利用數學知識進行理解，在卵原細胞件數分裂期間，細胞中央同源染色體上等位基因具體排列情況，可以得出最終形成配子基因型。因此，教師在講解新知識時，可以利用數學建模的排列與組合知識，簡化該類問題，加深學生理解，提升學生學習效果[2]。

三、數形結合思想在高中生物教學中的運用

在高中生物教學中，數學曲線與生物圖形結合的問題是較為常見的，通過該種問題可以對學生推理能力、分析能力進行有效測試。與此同時，基于數形結合層面，還可以對學生利用數學圖形對生物知識進行表述的能力進行測試。因此，在實際教學中，教師可以結合教學內容，適當的融入數形結合思想，培養學生生物綜合素養和能力，進而有效提升教學效果[3]。

例如，圖一中呈現的是某種生物細胞不同分裂時期和染色體DNA含量變化關系；圖二中呈現的是細胞不同分裂時期的圖像，下列說法正確的為（ ）。

圖一

圖二

A.圖二中甲細胞，存在在圖一種BC階段；圖二中丙細胞，存在在圖一種DE階段。

B.圖一種CD階段變化發生在有絲分裂后期，或者是發生在減數Ⅱ后期。

C.圖二中甲細胞有2個染色體組，秋水仙素可以對細胞的進一步分裂進行阻止。

D.圖二中甲、乙、丙三個細胞，無法在同一種組織中出現。

在解答問題時可以發現其屬于典型的數形結合題，教師可以指引學生認真觀察圖一中染色體形態，可以分辨出細胞甲是有絲分裂后期，細胞乙是減數Ⅱ后期，細胞丙是減數Ⅱ中期。圖一中AB階段是S期正在間期中復制DNA，BC階段是兩個DNA分子姐妹染色單體的染色體，DE階段在著絲點斷裂后每條染色體上僅有一個DNA。通過對數形結合思想的運用，可以促使學生直觀的了解題目內涵，找出解答問題的關鍵點，不僅可以有效提升學生解題效率，還可以有效提升學生生物綜合素養和能力。

四、結束語

總而言之，在新課改背景下，在高中生物教學中運用數學知識是非常重要的，不僅可以有效提升教學效果和質量，還可以有效提升學生的生物綜合素養和能力，促進學生全面發展。現階段，由于受到傳統教學理念和模式的影響，大部分教師都沒有意識到數學知識對生物教學的積極意義，大大降低了生物教學效果。想要有效解決這一問題，在實際教學中教師需要轉變自身的教學理念和模式，給予數學知識運用足夠重視，并結合學生實際情況和教學內容，利用科學合理的教學手段，把數學知識充分融入到生物課堂教學中，從根本上提升學生邏輯思維能力和理性思維能力，為學生未來的生物學習和發展打下堅實基礎。