数学模型法在高中生物教学中的应用

陈金娟

摘    要： 数学模型法是一种新型的高中生物教学方法，使高中生物教学方法变得更直观，让生物课本里那些知识难点与重点通过数学模型方式被表现出来。本文对数学模型教学概念进行了解释，并对高中生物教学过程中建立数学模型的过程进行分析研究，最后探讨数学模型法在高中生物教学中的应用。

关键词： 数学模型法    高中生物教学    教学应用

引言

在高中生物教学过程中要想建立数学模型必须分以下几个过程：第一个是准备，第二个是假设，第三个是建设，第四个是求证，第五个是检验等，而数学模型在高中生物教学中的应用方法也有很多，主要就是函数计算法及比较法等，具体应用方法可视情况而定，可单一应用，也可以综合应用。

1.数学模型教学的概念

模型可以分成两种，一种是实体模型，另一种是抽象模型，而数学模型就比较抽象，属于抽象模型范畴。在高中生物教学中运用数学模型指的就是，将数学模型通过生物教学中的一个知识点，运用数学模型方式将它组成起来，这样生物学知识点就会更加直观，学生可以非常清晰地对该生物知识点进行描述。数学模式成功地将一个对学生有点模糊的生物知识点变成一个逻辑非常严密的数学方程式，学生可以通过计算归纳比较的方法对生物知识点进行架构，然后通过对数学模型的计算，最终将这些还原到生物知识点中，它是一种可以把知识点转变成数学函数或者方程，再运用数学模型进行计算，最终找到不同知识点之间的联系，从而揭开生物学知识的那层面纱，看清本来面目也就是本质的方式。

2.数学模型在高中生物教学中的应用过程

2.1准备过程

无论做什么都需要一个准备过程，在高中生物教学中应用数学模式，应该首先明确要转变的生物教学内容及需要解释的问题等。从生物教学关键点开始，了解有关要转变的问题更多的知识，再将一些可能对生物课堂教学有帮助的教学知识进行收集。对数学模型将要转变的高中生物教学内容再一次确认，以便确保这项教学方式可以充分锻炼学生思考问题、解决问题的能力，从而达到保证高中生物课堂教学效率的目的[1]。

2.2假设过程

在高中生物教学应用数学模型的过程中，第一步的准备过程已经完毕，也收集了一些相关的教学内容，这时可以对这个过程进行假设。假设当然不是乱想，而是参照一些已经完成的相关教学目的和内容进行假设，这种假设是有理可循的，概念化的，并不是混乱假设一番就可以的。然后通过语言将假设的结果讲述出来，从而学生在脑子里就形成一个假设出来的数学模型。在高中生物中引入数学模型的目的十分明确，提高高中生物课堂教学效率，并不是想要加大计算压力，或者将已经难懂的生物知识点转变为更难懂的概念。因此，在这个阶段进行假设是一种对生物教学进行前期构建的过程，从而使将要设计的模型更好地为高中生物课堂教学服务。

2.3建设过程

假设完成以后，没什么问题这时候就应该开始对模型进行建设，建设一个什么样的数学模型，还有怎样的教学方法可以运用，都需要一步一步地寻找，从而建立数学模型，最终达到促进生物教学发展的效果。在高中生物教学过程中，教学方式并不是一成不变的，应视情况的不同而定，可“单兵作战”，也可综合使用。

2.4求证过程

当数学模型已经完全建立好以后，这时就应该对该数学模型进行求证。可以运用在生物教学过程中获得的方程进行求证，再通过计算得出结果，计算时是应将多种方法进行综合运用，从而培养学生积极思考问题、解决问题的习惯和能力。

2.5检验过程

求证结束后，应再次对结果重新进行分析与研究，反复将生物知识点转变为数学概念的方式，然后再反之，如此可以看出数学模型，在生物教学表象与内在之间构建容易理解和掌握的一座桥梁，或者是纽带，从而达到提高中生物教学效率的目的。

3.高中生物教学中数学模型的应用方法

3.1指数函数计算法

举例说明：如正常人的细胞中含有23对同源染色体，分别为1至23号，在人类遗传病中有一种21号的三体综合征，是一种较常见的染色体病。对患者染色体进行检查，发现患者比正常人多了一条第21号染色体。那么问题就是：如果一个正常人和一个三体综合征患者婚配，他们发病n是多少？通过优化指数函数进行分析，因为21号染色体不一定会被平分，在减数分裂的时候可以有一极分到一条21号染色体，另一极分到2条，所以患者的后代有一半几率会遗传这种病[2]。

3.2构图法

图形在传达信息方面是最直观的一种形式，那么在高中生物教学中一旦发现比较难理解的图形，就可以运用数学图形进行表示，可以让学生获得更直观的感觉，从而在脑子里形成印象比较深刻的记忆，对高中生物教学效率的提高会有很大的帮助。

3.3比较分析法

高中生物课程内容里有一些是可以通过运用数学解题的思路，对生物现象或本质进行分析，这样的教学方式逻辑思维更强，在很大程度上可以提高高中生物教学效率。比如，学习物质跨膜运输一课时，可以将自由与协助扩散和主动运输三种物质间的跨膜运输方式进行比较，以前方式比较枯燥，现在运用数学模型教学方式，大大提高学生学习兴趣与教学效率。

结语

与以前高中生物教学方式相比较，在生物教学中运用数学模型对知识点进行架构的方式更具有优势，这种教学方式不仅直观，而且非常形象。通过数学模型的构图，可以很容易地使高中生物教学变得更轻松，使高中生物教学效率得到很大提高。该教学方式更加人性化，甚至是智能化。完全将高中生对生物知识的理解能力进行了考虑，效果才会如此显著。数学和生物课程的相互渗透教学方式，使学生相应知识的综合应用能力得到很好锻炼，给教育者教学上的启发，以便于在未来教育中为创造更多新型教学方式提供借鉴。

参考文献：

[1]钟静.数学模型法在高中生物教学中的应用[J].萍乡高等专科学校学报，2012（02）：108.

[2]毛银兰.直观生动，形象教学——建构模型在高中生物教学中的应用[J].教学探索，2015（04）：51.