论数形结合思想在高中生物解题中的应用

摘 要：生物是我国高中阶段重要的课程设置之一，也是高考重点考查的内容。与初中阶段相比，高中生物涉及更加复杂的知识内容，题型更加多样。数形结合作为一种重要的数学思想，对高中生物问题的解决具有积极意义。文章从高中生视角，研究数形结合思想在高中生物解题中的应用。

关键词：数形结合；高中生物；解题方法

一、 引言

数形结合是数学领域最重要的思想方法之一，其主要是通过数与形对应的方法，建立起抽象语言与直观体现之间的关系，以此达到更好的解决问题的目的。在高中生物领域中，经常会应用数学的语言来进行量化的描述，数形结合思想对于解决这类问题具有重要意义。

二、 数形结合思想在高中生物中应用的意义

高中阶段，是由初级教育向高等教育转化的重要过渡阶段，也是一个学生学习生活最主要的时期之一。在这一阶段，学校课程所讲授知识的内容表现出了非常突出的丰富性、复杂性的特点。生物作为高中教育的重要课程门类之一，丰富性以及复杂性的特点表现得尤为明显。这一特点，在极大程度上提高了对知识的接受难度。同时，其对解题能力也有了更高的需求，这一方面正是数形结合思想在生物解题中应用价值的最好体现。

（一） 有利于提高解题的趣味性

与初中生物相比，高中生物明显更加复杂，更加繁琐。这一点体现在问题方面，就是同一问题所涉及知识内容的多元化。这在极大程度上削弱了解题的趣味性，会在极大程度上导致解题兴趣的缺失。而通过数形结合思想的应用，就能够将问题中复杂的数字化表达进行图像化的处理，如此，就能够有效提高解题的趣味性，有利于更好的激发解题兴趣。

（二） 有利于抽象化问题的理解

生物作为典型的理科教学门类，其涉及大量的数学表达。这些表达的内容往往是非常抽象的，不利于对问题内容的理解。而运用数形结合思想，就能够将这些抽象化的问题转化为直观的图像，具象化的表现出来，以此更好的理解问题的实际内容，进而更好的梳理解题思路。

（三） 有利于更好的形成生物能力

现阶段，生物学习更加侧重实践性的内容，简单来说，就是突出生物知识在生活中的更好的应用。而生物本身就具有突出的抽象性特点，理论性非常强，要想实现生物知识的实践性，首先就必须要深刻的掌握相关的生物知识。数形结合思想在生物解题中的应用，能够非常有效地将抽象的表达具象化，有利于将生物知识更好的联系生活，进而实现生物知识实践性的更好体现。

三、 数形结合思想在高中生物解题中的应用策略

生物是一门自然科学，是我国高考的重点考查内容之一。由于其突出的理科性质，在面对生物问题的时候，经常会发现数学思想以及数学量化工具对相关知识内容的描述。这一方式，是为了更好的体现生物科学的规律性，有利于知识体系的形成。但是，这一特点也给相关问题的解决带来了非常突出的困难。对此，借用数学的一些解题思想对于生物问题的解决具有积极意义。下面就应用数形结合思想，对高中生物中常见的问题进行分析。

（一） 细胞分裂问题的解决

细胞分裂问题，是高中生物中遗传学内容中的细胞学基础知识。回顾历年来的高考试题，可以发现，这一知识点具有非常高的考核率。细胞分裂本身是一个非常抽象的表述过程。从感知的角度来说，这一过程是很难通过直观的观察进行理解的。对此，运用数形结合思想，就能够非常有效的解决这一问题。例如：在一对联会的两条同源染色体之中，其染色体单数、着丝点数、多核苷酸链数各是多少？在这一过程中，涉及三个方面的知识内容，因此，在解题的过程中，经常会难以明确相关概念之间互相关系的实际问题。对此，可以运用数形结合思想。一般来说，具有联会关系的两条染色体，其大小以及形状是相同的。区别就是一条来自母方，一条来自父方。这种关系，就叫做同源染色体。在这一四分体结构中，包含四条染色单体，每一个单体之中都含有一个双链DNA分子，其一共含有2×4=8条多核苷酸链。

（二） 碱基互补配对问题的解决

在碱基互补配对问题的解决方面，老师一般会给出下面两点常规方法。第一点，两个不存在互补关系的碱基的和的比值相等，即（A+G）/（T+C）=（A+T/（C+G）=1。第二点，在DNA分子中的一条链上，（A+T）/（C+G）=A，（A+C）/（T+G）=b。那么，这一分子链的互补链中相应比例应该是a以及1/b。这样的表达方式，虽然能够非常有效的表现出这一知识点之中的关系，但是，其相对比较抽象，理解方面会存在一定的困难。对此，可以运用数形结合的思想进行解决。例如，在一个DNA分子之中，C与G的和占碱基数量整体的46%，并且，在这一DNA的一条链当中，C与A分别占碱基总数的22%以及28%。求另一条链中，C与A占碱基总数的比例。这是一道非常典型的碱基配对问题，且表述形式比较抽象。对此，可以运用数形结合的方法，画出两者的简图。假设一条链中的碱基数量是100，碱基总数是200，在这一基础之上，根据碱基配对规律，就能够非常简单的进行计算，C=G=46%/2=23%，C=G=200×23%=46。如此，再根据基本规律进行计算，就能够得出在另一条链中，A占26%，C占24%。

（三） DNA半保留复制问题

这一问题，是在DNA分子结构与复制部分常见的问题之一，其特点是灵活多变，解题难度较大。对此，可以运用数形结合思想，更好的解决问题。例如：某一条DNA分子的两条链被15N标记，把它放入14N的培养基中进行复制，四代之后，具有15N标记的DNA比例是多少。对此，可以根据题意，画出这一DNA的双链复制过程图，再进行简单的分析，就能够非常简单的得出答案，被标记15N的DNA数量占总数的1/8。

四、 结束语

综上所述，高中生物与初中生物相比，知识更加复杂，表现形式更加抽象。對此，应该合理的应用数形结合思想，灵活的分析问题，将抽象化的内容具象化的表现出来，实现更好的问题解决，促进良好学习能力的形成。

参考文献：

[1]孔令伟.数形结合思想方法在高中数学教学与解题中的应用[D].大连：辽宁师范大学，2015.

[2]贺有铭.高中数学课堂教学中数形结合思想在函数解题中的应用探究[J].高考，2016（15）：147-148.

作者简介：

李菁菁，山东省寿光市，寿光现代中学。endprint