数学思想在生物教学中的应用

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随着社会经济的快速发展，社会各领域建设事业的不断进步，社会对高素质人才在质和量方面的需求也急剧提升，作为人才培养重要基地的各级各类学校，尤其是作为人才培养提供重要基础教育的中学，其在学生未来的发展中奠定良好的基础．数学作为我国系统教育最为重要的基础及工具性学科之一，其为学生后续的学习及其他学科学习的起到了很好的铺垫作用，数学思想中的函数思想、集合思想及数学模型思想等，不仅在数学教学与学习中，起到重要作用，尤其是与数学同属自然科学类的高中生物学科，在高中生物学科中融入相应的数学思想，能有效地提高学生效率，及高效达成教师的教学目标．

一、数学集合思想在高中生物教学中的应用

在数学学科里，集合是一个比较重要的概念，而集合知识点中，关于“子集”，及“元素”等相关概念，可以很好地应用到高中生物的教学中来，尤其是高中生物相关重要概念的学习中来，由于高中生物学科中涉及到较多概念，学生完全死记硬背，效果不好，且容易混淆遗忘，而采用数学中集合思想，则可以将这些生物概念中，具有相似性或有类属关系、有交集的概念集合分门别类，并用集合图形的方式，简单明了的呈现给学生，方便学生理解和记忆．

二、排列组合数学思想在高中生物教学中的应用

排列组合也是数学学科中，最为重要的一个知识点之一，该思想在高中生物教学中的生物多样性知识点方面，也有着重要的应用价值，在数学学科中，排列问题，其主要集中在重复的排列组合，以及不重复的排列组合，因而在将该数学思想方法应用到高中生物教学中来，就需要首先明确其属于何种排列组合．如案例“现有A、B、C三种氨基酸，当每种氨基酸数目不限的情况下，可形成三肽化合物的种类数，及形成三种氨基酸的三肽化合物的种类数分别是多少?”．该题中，首先要区分该题属于何种排列组合问题，由排列组合数学思想并结合题意可知，前面一个问题属于重复的排列组合问题，后面一个问题属于不重复的排列组合问题，前面问题中，三肽中的三个位置上，每个位置中出现的氨基酸，其可能的种类数是C13=3种，则三肽的种类是C13C13C13=27种;后面问题中，三肽中每种氨基酸都有一个，其可组合成的三肽数目是C33=6种，由此该题答案为27，6．借助数学排列组合思想，还可以有效地应用到高中生物密码子的排列组合等问题中．

三、数学函数思想在高中生物教学中的应用

函数在数学学科中占据重要地位，其思想精髓在其他自然科学中也具有十分广泛的应用，如在高中生物教学中，也经常会遇到与变量有关的问题，本文主要讲述一次函数在高中生物教学中的应用．如案例“一个双链DNA中，G和C之和占全部碱基的46%，其中一条链(m链)的碱基中28%是腺嘌呤，那么与m链互补的n链中，腺嘌呤占该链碱基数的百分比是多少?”．根据题意，及数学函数思想，在解答这道题时，我们可以结合题目已知条件，列出一个一次函数，题目已知条件为A1=28%，G+C=46%，题目要问的是A2的值，我们可以首先设A2为x，然后依据碱基互补原则，可以列出相关一次函数:A=1－46%2=27%，x+28%2=27%，通过计算，可解的x值为26%．该生物题目的解答过程，就渗透到了数学学科中的函数思想及数学计算技能，将所求的未知量设为变量x，再根据已知条件，得到一个一次函数，再进行简单的数学计算，就可得到结果，从而将复杂的生物问题简单化．

四、数学模型思想在高中生物教学中的应用

数学模型思想在高中生物教学中，也有着重要的应用价值．如案例“在学习完了孟德尔的豌豆杂交实验(一)(二)后，可以引导学生思考:如果考虑n对等位基因控制的生物性状，取F1自交得F2，则F2的基因型和表现型的比例是多少?”．采用数学模型思想，首先引导学生提出问题“考虑n对等位基因控制的生物性状，取F1自交得F2，则F2的基因型和表现型的比例是多少?”;然后再提出假设“如果这n对等位基因的分离和组合是互不干扰的，那么每一对等位基因的分离是遵循分离定律，而控制不同性状的基因则自由组合，遵循自由组合定律．”;接着再结合实验数据，用合理的数学形式加以表达:则F2表现型比例是(3∶1)n，基因型的比例是(1∶2∶1)n．最后教师再将相关实验数据显示出来，指导学生对这些实验数据进行分析，由此验证该构建的模型，最后达到对问题的解决．

由以上可以看出，数学思想在高中生物教学中，有着重要的应用价值，能极大地提升生物课堂教学效果，提升学生效率，因此加大对数学思想在高中生物教学中应用的相关研究，有着积极意义．

作者:曹溪若 单位:黑龙江省大庆市大庆一中