对基于数学思想培养高中生物学习理性思维的研究

摘 要：根据最新的生物教学调查显示，将数学思想应用到高中生物的学习，可以有效地提升高中生的生物成绩，也可以让其更容易理解生物的有关知识。从三方面展开论述，分别为函数思想、数形结合、类比思想在高中生物学习的应用，旨在有效培养高中生的生物学习理性思维，希望可以给其他同仁提供借鉴。

关键词：数学思想；培养；高中生物；理性思维

随着新课改的日趋推进，高中教育发生了一定的改变。在高中生物教学中，应重视学生的理性思维和逻辑推理能力。只有科学合理地运用数学思想，才能帮助学生理解高中生物的内容，进而提升高中生生物学习效率。

一、函数思想在高中生物学习的应用

对于高中生而言，函数与方程是入门级的数学概念，学生运用的也比较得心应手，而如何将函数与方程应用在生物教学中，是每位生物教师所要探讨的课题。笔者在进行生物教学的过程中，主要是通过思路引导的方式，鼓励学生主动运用函数思想，解决生物问题。[1]例如，细胞呼吸这节课，就可以很好地运用函数思想，完成这节课的教学目标。首先，笔者会运用常规的方式，对学生进行有氧呼吸原理的讲解，很显然传统的教学方式比较繁琐，此时，笔者会引导学生发散思维，运用函数和方程式的思想解决细胞呼吸问题。然后，通过笔者的教学引导，同学们讨论出了这样的解决方案：

Y1=f1（x）；Y2=f2（x）；y=f（x）=f1（x）+f2（x）

Y1是有氧呼吸作用，Y2是有氧呼吸作用，x是O2的浓度

类似这种细胞呼吸的方程式设计，是笔者所期待学生完成的，并且学生也没有让笔者失望，非常出色地设计出了正确且有利于生物问题理解的数学方程式。笔者认为，这样以启发为主的生物教学方案，可以让学生，更有效地利用他们在高中数学中所学到的知识，运用在高中生物的理性思维方面。同样的，高中生物课程中，细胞增殖问题、PCR技术问题，都可以运用类似的教学方案对学生进行引导和启发，促进学生在高中生物学习过程中运用其数学思想，提高高中生生物成绩。

二、数形结合在高中生物学习的应用

在高中生物学课程中，有很多的教学内容是比较微观和抽象的，有效运用高中数学中的数形结合思想，可以将这些抽象的概念具体化，有利于高中生解决生物问题，提升高中生对于生物学教学内容的理解。例如，细胞周期这个概念，就可以运用数形结合的方法进行教学。根据细胞周期的生长周期，可以分为细胞生长间期和分裂期，此时，教师可以引导学生运用数学图形中的扇形概念，规划细胞间期和分裂期的时间分布等等，可以更直观地感受到细胞周期的变化，将抽象的细胞周期概念具象化为图像概念。通过这样的教学模式，启发学生对于其他生物概念进行数学思维的应用。再比如，影响光合作用的因素，可以运用数学中的二维坐标图来进行理解。将生物教学与学生的思维进行联合，使教学课堂由学生向前推动，学生在课堂上设计出有助于他们理解的数学方案，教师进行指导和订正，这样可以有效地促进学生生物学的学习。教师要鼓励学生大胆思考，小心验证，让学生可以运用所学的数学知识解决生物学问题，提升他们对生物学知识的掌握能力。并且，高考生物试题中也会存在非常多的数形结合的问题，在课堂上对于学生进行充分的指导和教学，可以让学生更好地适应高考的试题模式，有效提升高考生物学成绩。

三、类比思想在高中生物学习的应用

类比数学思想在生物学的应用是非常广泛的，但是，很多时候学生会忽略这种思维方式，此时，生物教师应引导学生，将类比这种数学思想应用在生物学问题上。类比，简而言之，就是由普通推向特殊的一种数学方法，在生物教学过程中，就可以应用类比这种数学思维，对学生进行染色体遗传教学。举例说明，性染色体遗传这节课，首先，教师要向学生阐释何为性染色体，并且性色体遗传过程中会存在哪些与常染色体不同的现象。因为，常染色体遗传这节课已经完成了教学，所以，性染色体遗传这节课可以引导学生运用类比的方式，让学生从常染色体遗传方式向性染色体遗传推理。[2]然后，在学生推理的过程中对学生进行引导，详细讲解常染色体与性染色体遗传过程中所存在的差异，有针对性地对性染色体的隔代遗传、父系母系遗传进行图表勾画，让学生可以清晰明了地理解性染色体遗传这节课。在教学结束后，要有针对性地对同学进行课后作業布置，巩固学生对于性染色体遗传知识的掌握程度，并且，高中生物教师可以根据学生作业完成情况，制订下一步的教学计划。

总而言之，数学思想应用在高中生生物教学中，对于学生理性思维的培养具有重要意义。一方面，可以促进学生理性思维和逻辑能力的提升，另一方面，也可以帮助学生解决未知的生物问题。在此，笔者呼吁，高中生物教师应多运用这种教学模式，既可以提升学生的生物学兴趣，又可以提升学生生物学习成绩。

参考文献：

[1]周康.基于数学思想培养高中生物学习的理性思维[J].考试周刊，2018（29）：93.

[2]陶劼.高中生物实验中开放式教学的应用[J].高考（综合版），2015（11）：82.

作者简介：姚丽梅，1981年11月，女，江苏太仓人，本科，中学一级，中学生物教学。

编辑 马晓荣