高中生物教學中數學思維能力的培養

佟金鳳

【摘要】在高中的教育事業中，生物屬于不可或缺的一個組成學科，能夠對高中生諸多能力做出培養，例如，邏輯、思維、創新、實踐與探索等能力方面發揮至關重要的作用。而新課改的持續推動下，要求教師能夠轉變教學方法，在針對高中生的數學思維能力方面，也能夠更為重視培養工作，以此來協助高中生簡化過于抽象的生物知識，實現生物教學水平、質量的有力強化，從而促使高中生對于生物知識能夠有更加充分、更加全面的理解與掌握。基于此，本文將重點針對高中生物教學中高中生數學思維能力的培養策略予以深入、詳細的分析，以確保教師可達成預期的教學目標。

【關鍵詞】高中? 生物教學? 數學思維能力? 培養

【中圖分類號】G633.91 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2021）38-0122-02

教育部門當前非常重視高中生物學科的創新與改革，始終倡導教師對以往較為滯后的教學觀念、模式予以轉變，實現數學思維能力的深入培育。以往在實施生物教學活動時，若教師只是在課堂中始終采取口頭的形式來反復傳授生物知識，此種灌輸式的教學形式，將會挫傷高中生學習的積極性以及自主性。因此，教師必須要對高中生培養數學思維能力有著高度的關注，以此來確保其能夠有效簡化以往難懂、抽象的生物定義、概念等知識，確保在課堂中，高中生不僅有學習的興致，同時注意力也十分集中，全身心放置于學習的行列當中，通過此，來積極改善生物教學工作，實現教學水平的切實提高，保障高中生日后在生物方面的深入造詣以及良好發展。

一、高中生物教學中培養數學思維能力的必要性

實施高中生物教學工作的過程中，教師如果只是一味地引導高中生通過生物學的層面來對生物問題予以分析，對于問題的突破口往往難以及時發現。而如果通過數學思維的方式展開分析，便能夠為理解問題起到良好的協助工作。在數學中，“數形結合”屬于極為關鍵的一種思想，在開展生物教學工作期間，同樣也可以保障此思想的有效貫徹[1]。例如，在對《細胞的生長》一課展開教學的過程中，高中生普遍會遇到“細胞為什么難以無限增大”的難題，此時便難以解答體積小的細胞具備怎樣的意義。在此過程中，教師可以引導高中生在腦海中想象，對一個足球以及一個乒乓球進行對比，從而對表面積以及體積方面所展現出的差異有切實的感受;同時，能夠需要細胞想要獲得大體積，是否需要通過外部，從而對更豐富的營養物質予以吸收，如若細胞體積出現增大情況，那么在體積以及表面積等方面，會做出怎樣的變化，同細胞難以無限增大之間是否有一定的關聯。這些都能夠通過“數形”的運用，從而將數學模型建設，促使原本抽象、難懂、深奧的問題可以變得更為具體、簡單、熟悉。通過此能夠發現，將數學思維能力予以培養，能夠促使高中生在學習生物知識的過程中，達成自主探究、數形結合的目標，有效簡化難度較大的生物問題。

二、高中生物教學現狀

（一）教學目標不夠完善

教學活動的方向、綱要來源于教學目標，無論是哪一學科，教學目標的制定都是不可缺少的關鍵一環。然而，就目前的現狀來講，在實施高中生物教學工作的過程中，一些教師在教學目標確立方面，尚存一定的問題。首先，在教學目標制定方面有模糊情況，執行目標也較為概念化、籠統化，對于清晰性、具體性較為匱乏;其次，在教學目標制定方面，并未同高中生的實際相結合，也沒有將整體班級的學習實際狀況作為依據，迎合高中生的學習習慣以及心理特點;最后，在教學目標制定期間，對于新課改理念未充分結合，在高中生學習能力、數學思維能力等培養方面并未投入高度的重視[2]。

（二）未充分體現高中生的主體地位

就當前的現狀來講，高中生物在實施教學活動的過程中，依然延續以往的教學模式，即教師講解、高中生記憶，在吸收與接納生物知識方面，高中生顯現的狀態較為被動，無法充分體現出在教學課堂中高中生的主體地位，在學習遺傳學、生理學、生態學期間，較為缺乏積極性、自主性。久而久之、長此以往，會導致高中生能力、學習效率的下降，對于數學思維等能力的養成也難以實現，也影響到教師教學有效性的提升。

（三）課堂教學缺乏吸引力

針對于高中生而言，如若教師的教學內容缺乏一定的吸引力，將會導致其在課堂中難以長時間集中注意力，對其學習自主性、積極性造成不利影響，也難以養成良好的數學思維能力，進而影響到教師的教學成效[3]。除此以外，由于受到教學內容方面的約束，導致一些教師只是依據教材內容予以教學，沒有結合數學思想、數學思維，導致教學內容較為乏味，高中生由于興致不高，從而制約教師順利實施教學活動。

三、高中生物教學中培養數學思維能力的策略

（一）巧妙運用數學符號

在針對生物學的概念予以學習的過程中，教師可以將生物學概念同數學符號關聯，如此，不僅能夠協助高中生對內涵有良好的理解，并且，能夠對各個概念之間存在的異同點做出直觀的體現，促使語言敘述變得更為簡化，為高中生強化記憶起到良好的協助功效[4]。例如，在針對區分“血液和血漿”相關知識予以傳授的過程中，教師可以對數學學科中的等式方法加以應用，進而對生物學科知識之間的異同點做出更為直觀的體現，如血清=血漿-纖維蛋白原;血液=血細胞+血漿等。除此以外，生物學科中的諸多概念都可以通過等式的方法來做出體現，例如，無機環境+生物群落=生態系統等。并且，在教學的過程中，教師還可以運用不等式，從而體現出生物學科中一些概念所存在的大小范圍，例如，脫氧核苷酸<基因<DNA<染色體<細胞核等。通過上述的各個不等式，能夠發現：在生物學科的概念教學中巧妙運用這些數學符號，能夠保障概念之間關聯的清晰化、簡單化以及直觀化，為高中生的記憶及理解起到一定的便利性，同時，也實現教學趣味性的提高，充分培養高中生的數學思維能力，促使其能夠在生物知識的學習中得以充分運用。

（二）巧妙運用數學集合思想

實施生物教學活動期間，教師還可以對數學集合思想加以運用，通過此，來促使高中生能夠對一些概念、定義做出精確的了解與充分的掌握。例如，染色體、基因、脫氧核苷酸以及DNA之間保持隸屬關系，便能夠通過數學集合思想的運用來做出體現;蛋白質、酶與動物激素之間有著交集，便能夠通過交集的形式來做出體現，換而言之，就是大小交集的問題。

（三）巧妙運用數學坐標

在數學學科之中，有一種極為常見、常用的形式當屬坐標圖像，同樣，也是在概括及深化生物知識，并且同時也能夠以形象化、具體化的形式，從而對問題做出良好的展示[5]。例如，對坐標圖加以應用，進而對生物學科當中有關變化各條染色體當中的DNA數量規律，或者是在減數分裂以及有絲分裂期間DNA、染色單體與染色體的數量，如此，便能夠確保高中生可以對這些抽象規律有更加直觀的理解與掌握。再例如，可以構建一個數量坐標圖，對捕食、寄生、共生以及競爭之間的關系做出體現。除此以外，還可以采取坐標圖來體現生長芽、莖、根過程中生長素濃度產生的影響;氧氣的濃度與人體或者是動物呼吸之間所存在的作用關聯。通過采取此種方式，促使能夠將原本較為復雜并且難懂、難理解的生物學變化規律，通過形象化的方式在高中生面前展示，為高中生的記憶與學習起到良好的便利性作用。

（四）巧妙運用數學反證法

在學習遺傳學相關知識的過程中，最為常見的方法便是判斷性染色體遺傳、常染色體遺傳以及顯隱性狀。例如，豌豆白花及紫花的控制均為一對等位基因，雜交兩組豌豆的結果為：（1）紫花×紫花→52白花：164紫花;（2）白花×紫花→101白花：107紫花。在解析與判斷此生物問題期間，首先，需要假設白花為顯性性狀，并且假設紫花為隱性性狀，同第二組相結合，推理可知紫花同紫花雜交，其后代均為紫花，不會有白花存在，但是，此問題將會導致已知條件中的白花存在出現矛盾現象。由此可見，假設白花為顯性便是錯誤的，因此，需要假設紫花為顯性性狀、假設白花為隱性性狀，通過此能夠發現：在學習遺傳學知識的過程中，對數學反證法加以運用，能夠確保高中生維持清晰的思路，保障結論可以言簡意賅地獲取[6]。再例如，判斷遺傳系譜圖當中的遺傳方式期間，教師可以引導高中生記得：“隱性為無中生有，看女病依靠隱性遺傳，即正常的情況下，女患者的兒子及父親必定為常染色體隱性”這個概念。進而通過分析可知：處于隱性狀況下，只能為X染色體隱性或者是常染色體，此時，便可以對數學反證法加以應用，作X染色體隱性遺傳假設。

四、結束語

綜上所述，教育部門目前正在全面改革高中生物教學工作，教師通過對以往較為落后的教育觀念、形式積極予以創新、改進與轉變，對高中生在數學思維方面的能力予以全面培養，不僅能夠提高高中生學習生物知識的效率，也能夠確保高中生更加充分、全面地掌握生物知識，同時，還可以將高中生學習生物知識期間所面對的高難度問題做出有效處理，協助教師取得更高的教學質量，充分體現教學的有效性。

參考文獻：

[1]曹水香.高中生物教學中數學思維的滲透[J].高考，2019（30）：62-63.

[2]周裕.談生物數學模型在高中生物學中的應用[J].新課程導學，2018（25）：41-42.

[3]張曉.數學思維在高中生物教學中的應用初探[J].考試周刊，2017（97）：100-101.

[4]章曉春.數學思維在高中生物教學中的“嫁接”[J].新課程（中學），2013（6）：109-110.

[5]董洪梅.例談“數學思維意識”在高中生物教學中的滲透[J].文理導航（上旬），2012（1）：81-82.

[6]方咸圍，陳海英，陳志偉.生物數學模型在高中生物學中的應用[J].生物學教學，2017（12）：13-15.