在生物计算问题的教学中培养学生的逻辑推理方法

滕达

在高中生物计算中，数学逻辑推理是有必要运用的方法。生物学科属于实用性较强的学科，任何生物理论都与实践有关，生物计算是对生物理论的支撑。为了让学生对生物计算充分掌握，需要学生具备数学逻辑推理能力，使学生能够运用数学知识解决生物问题。为了确保学生具备一定的逻辑推理能力，需要培养学生逻辑思维能力，对学生予以引导并灵活运用数学知识，之后有效地将生物解题方案制订出来，由此提高学生生物计算题的解题速度。

一、应用综合法解决高中生物计算问题

高中生物会涉及一些计算问题，需要学生采用数学逻辑推理方法解答。为了让学生掌握正确计算方法，并在解决生物问题中达到事半功倍的效果，教学中生物教师应对学生予以指导，并采用必要辅导方法，让学生认识到生物不仅是理论知识，而且需要采用数学方法予以验证，同时运用推理思维方式对生物学科中抽象的知识予以领悟。不同生物题型采用的解题方案有所不同，要提高生物计算题解题效率，就要懂得逻辑推理方法的运用。采用综合法，对计算题已知条件进行审读，并将相关生物定理、生物规律等充分利用起来，将生物体文字语言转换为符号或者图形。之后对生物计算题进行详细分析，将生物题中隐含的条件明确，捋顺解题思路，将生物解题方案制订出来。解题之前要审题，这是必经阶段，可以把握住正确解题方向，提高生物题解题速度。

例题：细胞中的DNA分子标记为P，这个细胞进行了5次有丝分裂，计算出含有标记链数占有总数的比例，含有标记链的DNA分子数占有总数的比例。

对该题可采用综合法解题。这道生物题主要考察的知识点是DNA复制和有丝分裂，属于综合性生物题。由于生物题中含有P，就使得生物题的解题更为复杂。采用综合法解题，可以采用三个步骤。其一，其中需要生物知识为DNA复制、有丝分裂。在对学生进行逻辑思维引导的时候，要围绕DNA复制特点进行。其二，将DNA分子的复制模式图画出来，将被标记的链在图中标示出来，使生物题中的文字语言转变为图形语言表达。其三，按照生物题数学计算规律进行计算。染色体复制了4次，后代的DNA分子即为：2=2=32（个）。标记链中含有P，含有两条链。当两条链经过复制之后就会解旋，就会进入DNA分子中。细胞染色体经过5次有丝分裂之后，所含有的标记链数占有1/32，含有标记链的DNA分子占有1/16。

生物教学中，教师仅按照例题给出条件进行讲解是不够的，还需要对相关知识进行扩展，以培养学生灵活运用知识的能力。采用综合法，就是生物教师将高中生物题计算解题方法向学生传授，并在学生计算生物题的时候予以适当指导。学生掌握了这些计算方法，才能对每一个计算步骤都理解，并在解决生物计算题的时候获得准确的答案。

二、应用演绎法对学生的发散思维进行培养

发散思维是指从一个目标出发沿着各种不同途径思考，探求多种答案的思维。

演绎法是从一般到特殊的过程，即从原理角度出发将特殊条件下的结论推出来。在演绎推理中，只要推理的前提和推理方法准确，就会得出准确结论。生物题计算中，演绎法是较为常用的。生物教学中教师要强调学生学好生物原理知识的重要性，让学生掌握生物学规律。只有具备扎实的生物理论知识基础，才能在解题中方向正确，并得出正确结论。

比如：一个基因是由n个碱基所构成的，控制合成蛋白质是由一条多肽链组成的。氨基酸的平均相对分子质量是a，那么，蛋白质的最大相对分子质量是多少？（ ）

A.a/3-18（n/3-1）

B.a/6

C.na/6-18（n/6-1）

D.na-18（n-1）

这道生物题采用演绎法，对学生综合运算能力进行考察。生物教师采用引导方式，针对例题中的相关生物知识进行解答，诸如基因控制蛋白质成的相关问题，其中包括的生物知识为遗传信息在合成过程中的流动情况，从有关生物规律出发，将DNA进行转录，其中mRNA、mRNA经过转录之后，形成蛋白质具备的特点，将基因的碱基及组成蛋白质含有的氨基酸数目推导出来，推导的结果为6：1。

根据本题所给出的情况，参考与氨基酸脱水缩合相关的数学公式，就可以将最大的蛋白质相对分子质量计算出来。

公式为：氨基酸数量×平均相对分子质量―脱水的数目×水的相对分子质量=n·a/6―18（n/6―1）

从而这道题的正确答案即为D。

在对生物计算题进行讲解的时候，生物教师可以采用“演绎法”，即计算生物题的时候，采用推理方法，保证解题大方向是正确的，在此基础上确保小前提正确；之后基于数学“集合”，要求“小前提”属于“大前提”；最后获得的结论是正确的。

三、应用分析对生物计算题中隐含的条件进行理解

生物题中常见的关键用语有表现为极值条件的用语，隐含某些物理量可取特殊值，挖掘隐含条件，使解题灵感顿生。

生物计算题中除了显性条件之外，还含有隐性条件需要学生理解才能正确解题。采用分析法，就是学生对隐含条件充分理解，保证生物题计算能采用正确的方法。分析法就是所谓的“执果索因法”，也被称为“逆推证法”，就是从结论出发逆推到条件，最终将内容判定为成立的条件。这些条件包括已知的条件、公理、定理等。在解决生物计算题的时候，就要结合相关定律解题，引导学生从结论出发寻求与已知条件相吻合之处，随之从已知结论具备的结构特点出发对给出的条件进行转化，从而使用分析法解决生物问题。

例题：小麦分为高秆（T）和矮秆（t），两者均为显性，无芒（B）与有芒（b）也为显性。两种小麦经过杂交之后，就会出现四种小麦的表现型，即高秆无芒、矮秆无芒、高秆有芒、矮秆有芒，比例为3：3：1：1，那么，小麦的亲本基因型（ ）。

A.TTBB×ttBb；B.TTBb×ttBB；C.Ttbb×ttBB；D.TtBb×ttBb

采用分析法进行求解，将两对相对性状的小麦独立分配即可。要对相对性状进行综合性分析。后代高秆和后代矮秆的比例为1：1。采用分析法对两种小麦的性状进行分析，亲本中可以控制的基因为Tt、tt，采用同样方法，后代无芒与后代有芒的比例为3：1，所以亲本中可以控制的基因为Bb和Bb。所以这道生物题的答案为D。

综上所述，高中生物教学中培养学生数学逻辑推理方法是重要的教学部分。要培养学生具备数学逻辑推理方法，提高学生生物计算能力，可以借助讲解生物计算题教会学生灵活运用综合知识。在生物教学中，生物教师要注意不能简单地为提高学生解题能力而教学，注重对学生解题思路进行引导，以培养学生逻辑推理能力。