数学知识在高中生物教学中的运用初探

李秀荣

（黑龙江省绥化市望奎县第一中学 黑龙江望奎 152100）

引言

在高中生物教学中，教师对数学知识进行有效利用，指引学生解决生物问题，可以有效提升学生的生物学系能力和严密的逻辑思维能力，对于学生未来学习和发展具有较为积极的意义。数学知识，可以有效简化复杂的求解方式，在生物教学中可以逐步培养学生学习能力。因此，在实际教学中，教师应在生物课堂教学中充分融入数学知识，如数学模型思想、排列与组合知识、数形结合思想、数学归纳法等，指引学生有效处理生物学习中遇到的问题，进而有效提升学生生物能力。在具体教学过程中，教师可以结合学生实际情况，科学合理的利用数学知识，指引学生利用归纳与概括、模型与建模、演绎与推理、批判性思维等，对生命现象和规律进行探究，进而有效培养学生理性思维，提升生物教学效果。

一、概率计算在高中生物教学中的运用

在高中生物教学中，遗传概率计算始终属于难点内容，很多学生在学习遗传计算时存在一定的难度。如果教师可以在生物教学中灵活利用数学建模思想，指引学生计算遗传概率，通过解析相关案例，指引学生构建概率相加与相乘原理，然后通过分类相加与分步相乘的原理，可以有效提升学生解决概率计算问题的能力，有效提升学生生物学习能力[1]。

例如，在讲解AaBb×AbBB杂交子代中基因型aaBB占据比例计算时，教师可以指引学生利用数学建模思想来解析问题。在Aa×Aa相交子代中，aa基因型个体占1/4；在Bb×BB相交子代中，BB基因型个体占1/2，所以在所有子代中aaBB基因型个体占比为1/4×1/2，得出1/8。在该计算过程中，利用了概率分布相乘原理，可以得出子代个别基因占比等于该隔壁基因型中各队基因型出现概率乘积。

二、排列与组合在高中生物教学中的运用

高中阶段学生已经学习过了排列和组合数学知识点，而高中生物教材中涉及到很多和排列组合相关的生物知识，例如在对遗传信息期间、精（卵）原细胞减数分裂配子期间进行研究时，分析其基因组成情况，需要利用到排列和组合数学知识。在实际教学过程中，教师可以多举一些具体的事例，和排列与组合知识进行结合，通过生物学知识和排列与组合数学知识，对上位概念进行构建，促使学生可以实现生物知识迁移，提升学生举一反三能力，培养学生生物核心素养。

例如，有两对基因，分别在两对同源热染色体上，基因型时AbBb，一次排卵期间，发现卵细胞基因型时Ab，那么在该卵细胞形成期间，同时产生的三个极体基因型是（ ）。

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

在接待该道题时，教师可以指引学生利用数学知识进行理解，在卵原细胞件数分裂期间，细胞中央同源染色体上等位基因具体排列情况，可以得出最终形成配子基因型。因此，教师在讲解新知识时，可以利用数学建模的排列与组合知识，简化该类问题，加深学生理解，提升学生学习效果[2]。

三、数形结合思想在高中生物教学中的运用

在高中生物教学中，数学曲线与生物图形结合的问题是较为常见的，通过该种问题可以对学生推理能力、分析能力进行有效测试。与此同时，基于数形结合层面，还可以对学生利用数学图形对生物知识进行表述的能力进行测试。因此，在实际教学中，教师可以结合教学内容，适当的融入数形结合思想，培养学生生物综合素养和能力，进而有效提升教学效果[3]。

例如，图一中呈现的是某种生物细胞不同分裂时期和染色体DNA含量变化关系；图二中呈现的是细胞不同分裂时期的图像，下列说法正确的为（ ）。

图一

图二

A.图二中甲细胞，存在在图一种BC阶段；图二中丙细胞，存在在图一种DE阶段。

B.图一种CD阶段变化发生在有丝分裂后期，或者是发生在减数Ⅱ后期。

C.图二中甲细胞有2个染色体组，秋水仙素可以对细胞的进一步分裂进行阻止。

D.图二中甲、乙、丙三个细胞，无法在同一种组织中出现。

在解答问题时可以发现其属于典型的数形结合题，教师可以指引学生认真观察图一中染色体形态，可以分辨出细胞甲是有丝分裂后期，细胞乙是减数Ⅱ后期，细胞丙是减数Ⅱ中期。图一中AB阶段是S期正在间期中复制DNA，BC阶段是两个DNA分子姐妹染色单体的染色体，DE阶段在着丝点断裂后每条染色体上仅有一个DNA。通过对数形结合思想的运用，可以促使学生直观的了解题目内涵，找出解答问题的关键点，不仅可以有效提升学生解题效率，还可以有效提升学生生物综合素养和能力。

四、结束语

总而言之，在新课改背景下，在高中生物教学中运用数学知识是非常重要的，不仅可以有效提升教学效果和质量，还可以有效提升学生的生物综合素养和能力，促进学生全面发展。现阶段，由于受到传统教学理念和模式的影响，大部分教师都没有意识到数学知识对生物教学的积极意义，大大降低了生物教学效果。想要有效解决这一问题，在实际教学中教师需要转变自身的教学理念和模式，给予数学知识运用足够重视，并结合学生实际情况和教学内容，利用科学合理的教学手段，把数学知识充分融入到生物课堂教学中，从根本上提升学生逻辑思维能力和理性思维能力，为学生未来的生物学习和发展打下坚实基础。