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        數(shù)學知識在高中生物教學中的運用初探

        2020-03-23 09:47:12李秀榮
        科學咨詢 2020年47期
        關(guān)鍵詞:數(shù)形染色體基因型

        李秀榮

        (黑龍江省綏化市望奎縣第一中學 黑龍江望奎 152100)

        引言

        在高中生物教學中,教師對數(shù)學知識進行有效利用,指引學生解決生物問題,可以有效提升學生的生物學系能力和嚴密的邏輯思維能力,對于學生未來學習和發(fā)展具有較為積極的意義。數(shù)學知識,可以有效簡化復雜的求解方式,在生物教學中可以逐步培養(yǎng)學生學習能力。因此,在實際教學中,教師應在生物課堂教學中充分融入數(shù)學知識,如數(shù)學模型思想、排列與組合知識、數(shù)形結(jié)合思想、數(shù)學歸納法等,指引學生有效處理生物學習中遇到的問題,進而有效提升學生生物能力。在具體教學過程中,教師可以結(jié)合學生實際情況,科學合理的利用數(shù)學知識,指引學生利用歸納與概括、模型與建模、演繹與推理、批判性思維等,對生命現(xiàn)象和規(guī)律進行探究,進而有效培養(yǎng)學生理性思維,提升生物教學效果。

        一、概率計算在高中生物教學中的運用

        在高中生物教學中,遺傳概率計算始終屬于難點內(nèi)容,很多學生在學習遺傳計算時存在一定的難度。如果教師可以在生物教學中靈活利用數(shù)學建模思想,指引學生計算遺傳概率,通過解析相關(guān)案例,指引學生構(gòu)建概率相加與相乘原理,然后通過分類相加與分步相乘的原理,可以有效提升學生解決概率計算問題的能力,有效提升學生生物學習能力[1]。

        例如,在講解AaBb×AbBB雜交子代中基因型aaBB占據(jù)比例計算時,教師可以指引學生利用數(shù)學建模思想來解析問題。在Aa×Aa相交子代中,aa基因型個體占1/4;在Bb×BB相交子代中,BB基因型個體占1/2,所以在所有子代中aaBB基因型個體占比為1/4×1/2,得出1/8。在該計算過程中,利用了概率分布相乘原理,可以得出子代個別基因占比等于該隔壁基因型中各隊基因型出現(xiàn)概率乘積。

        二、排列與組合在高中生物教學中的運用

        高中階段學生已經(jīng)學習過了排列和組合數(shù)學知識點,而高中生物教材中涉及到很多和排列組合相關(guān)的生物知識,例如在對遺傳信息期間、精(卵)原細胞減數(shù)分裂配子期間進行研究時,分析其基因組成情況,需要利用到排列和組合數(shù)學知識。在實際教學過程中,教師可以多舉一些具體的事例,和排列與組合知識進行結(jié)合,通過生物學知識和排列與組合數(shù)學知識,對上位概念進行構(gòu)建,促使學生可以實現(xiàn)生物知識遷移,提升學生舉一反三能力,培養(yǎng)學生生物核心素養(yǎng)。

        例如,有兩對基因,分別在兩對同源熱染色體上,基因型時AbBb,一次排卵期間,發(fā)現(xiàn)卵細胞基因型時Ab,那么在該卵細胞形成期間,同時產(chǎn)生的三個極體基因型是( )。

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

        在接待該道題時,教師可以指引學生利用數(shù)學知識進行理解,在卵原細胞件數(shù)分裂期間,細胞中央同源染色體上等位基因具體排列情況,可以得出最終形成配子基因型。因此,教師在講解新知識時,可以利用數(shù)學建模的排列與組合知識,簡化該類問題,加深學生理解,提升學生學習效果[2]。

        三、數(shù)形結(jié)合思想在高中生物教學中的運用

        在高中生物教學中,數(shù)學曲線與生物圖形結(jié)合的問題是較為常見的,通過該種問題可以對學生推理能力、分析能力進行有效測試。與此同時,基于數(shù)形結(jié)合層面,還可以對學生利用數(shù)學圖形對生物知識進行表述的能力進行測試。因此,在實際教學中,教師可以結(jié)合教學內(nèi)容,適當?shù)娜谌霐?shù)形結(jié)合思想,培養(yǎng)學生生物綜合素養(yǎng)和能力,進而有效提升教學效果[3]。

        例如,圖一中呈現(xiàn)的是某種生物細胞不同分裂時期和染色體DNA含量變化關(guān)系;圖二中呈現(xiàn)的是細胞不同分裂時期的圖像,下列說法正確的為( )。

        圖一

        圖二

        A.圖二中甲細胞,存在在圖一種BC階段;圖二中丙細胞,存在在圖一種DE階段。

        B.圖一種CD階段變化發(fā)生在有絲分裂后期,或者是發(fā)生在減數(shù)Ⅱ后期。

        C.圖二中甲細胞有2個染色體組,秋水仙素可以對細胞的進一步分裂進行阻止。

        D.圖二中甲、乙、丙三個細胞,無法在同一種組織中出現(xiàn)。

        在解答問題時可以發(fā)現(xiàn)其屬于典型的數(shù)形結(jié)合題,教師可以指引學生認真觀察圖一中染色體形態(tài),可以分辨出細胞甲是有絲分裂后期,細胞乙是減數(shù)Ⅱ后期,細胞丙是減數(shù)Ⅱ中期。圖一中AB階段是S期正在間期中復制DNA,BC階段是兩個DNA分子姐妹染色單體的染色體,DE階段在著絲點斷裂后每條染色體上僅有一個DNA。通過對數(shù)形結(jié)合思想的運用,可以促使學生直觀的了解題目內(nèi)涵,找出解答問題的關(guān)鍵點,不僅可以有效提升學生解題效率,還可以有效提升學生生物綜合素養(yǎng)和能力。

        四、結(jié)束語

        總而言之,在新課改背景下,在高中生物教學中運用數(shù)學知識是非常重要的,不僅可以有效提升教學效果和質(zhì)量,還可以有效提升學生的生物綜合素養(yǎng)和能力,促進學生全面發(fā)展。現(xiàn)階段,由于受到傳統(tǒng)教學理念和模式的影響,大部分教師都沒有意識到數(shù)學知識對生物教學的積極意義,大大降低了生物教學效果。想要有效解決這一問題,在實際教學中教師需要轉(zhuǎn)變自身的教學理念和模式,給予數(shù)學知識運用足夠重視,并結(jié)合學生實際情況和教學內(nèi)容,利用科學合理的教學手段,把數(shù)學知識充分融入到生物課堂教學中,從根本上提升學生邏輯思維能力和理性思維能力,為學生未來的生物學習和發(fā)展打下堅實基礎(chǔ)。

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