论数形结合思想在高中生物解题中的应用
2018-02-07李菁菁
摘 要:生物是我国高中阶段重要的课程设置之一,也是高考重点考查的内容。与初中阶段相比,高中生物涉及更加复杂的知识内容,题型更加多样。数形结合作为一种重要的数学思想,对高中生物问题的解决具有积极意义。文章从高中生视角,研究数形结合思想在高中生物解题中的应用。
关键词:数形结合;高中生物;解题方法
一、 引言
数形结合是数学领域最重要的思想方法之一,其主要是通过数与形对应的方法,建立起抽象语言与直观体现之间的关系,以此达到更好的解决问题的目的。在高中生物领域中,经常会应用数学的语言来进行量化的描述,数形结合思想对于解决这类问题具有重要意义。
二、 数形结合思想在高中生物中应用的意义
高中阶段,是由初级教育向高等教育转化的重要过渡阶段,也是一个学生学习生活最主要的时期之一。在这一阶段,学校课程所讲授知识的内容表现出了非常突出的丰富性、复杂性的特点。生物作为高中教育的重要课程门类之一,丰富性以及复杂性的特点表现得尤为明显。这一特点,在极大程度上提高了对知识的接受难度。同时,其对解题能力也有了更高的需求,这一方面正是数形结合思想在生物解题中应用价值的最好体现。
(一) 有利于提高解题的趣味性
与初中生物相比,高中生物明显更加复杂,更加繁琐。这一点体现在问题方面,就是同一问题所涉及知识内容的多元化。这在极大程度上削弱了解题的趣味性,会在极大程度上导致解题兴趣的缺失。而通过数形结合思想的应用,就能够将问题中复杂的数字化表达进行图像化的处理,如此,就能够有效提高解题的趣味性,有利于更好的激发解题兴趣。
(二) 有利于抽象化问题的理解
生物作为典型的理科教学门类,其涉及大量的数学表达。这些表达的内容往往是非常抽象的,不利于对问题内容的理解。而运用数形结合思想,就能够将这些抽象化的问题转化为直观的图像,具象化的表现出来,以此更好的理解问题的实际内容,进而更好的梳理解题思路。
(三) 有利于更好的形成生物能力
现阶段,生物学习更加侧重实践性的内容,简单来说,就是突出生物知识在生活中的更好的应用。而生物本身就具有突出的抽象性特点,理论性非常强,要想实现生物知识的实践性,首先就必须要深刻的掌握相关的生物知识。数形结合思想在生物解题中的应用,能够非常有效地将抽象的表达具象化,有利于将生物知识更好的联系生活,进而实现生物知识实践性的更好体现。
三、 数形结合思想在高中生物解题中的应用策略
生物是一门自然科学,是我国高考的重点考查内容之一。由于其突出的理科性质,在面对生物问题的时候,经常会发现数学思想以及数学量化工具对相关知识内容的描述。这一方式,是为了更好的体现生物科学的规律性,有利于知识体系的形成。但是,这一特点也给相关问题的解决带来了非常突出的困难。对此,借用数学的一些解题思想对于生物问题的解决具有积极意义。下面就应用数形结合思想,对高中生物中常见的问题进行分析。
(一) 细胞分裂问题的解决
细胞分裂问题,是高中生物中遗传学内容中的细胞学基础知识。回顾历年来的高考试题,可以发现,这一知识点具有非常高的考核率。细胞分裂本身是一个非常抽象的表述过程。从感知的角度来说,这一过程是很难通过直观的观察进行理解的。对此,运用数形结合思想,就能够非常有效的解决这一问题。例如:在一对联会的两条同源染色体之中,其染色体单数、着丝点数、多核苷酸链数各是多少?在这一过程中,涉及三个方面的知识内容,因此,在解题的过程中,经常会难以明确相关概念之间互相关系的实际问题。对此,可以运用数形结合思想。一般来说,具有联会关系的两条染色体,其大小以及形状是相同的。区别就是一条来自母方,一条来自父方。这种关系,就叫做同源染色体。在这一四分体结构中,包含四条染色单体,每一个单体之中都含有一个双链DNA分子,其一共含有2×4=8条多核苷酸链。
(二) 碱基互补配对问题的解决
在碱基互补配对问题的解决方面,老师一般会给出下面两点常规方法。第一点,两个不存在互补关系的碱基的和的比值相等,即(A+G)/(T+C)=(A+T/(C+G)=1。第二点,在DNA分子中的一条链上,(A+T)/(C+G)=A,(A+C)/(T+G)=b。那么,这一分子链的互补链中相应比例应该是a以及1/b。这样的表达方式,虽然能够非常有效的表现出这一知识点之中的关系,但是,其相对比较抽象,理解方面会存在一定的困难。对此,可以运用数形结合的思想进行解决。例如,在一个DNA分子之中,C与G的和占碱基数量整体的46%,并且,在这一DNA的一条链当中,C与A分别占碱基总数的22%以及28%。求另一条链中,C与A占碱基总数的比例。这是一道非常典型的碱基配对问题,且表述形式比较抽象。对此,可以运用数形结合的方法,画出两者的简图。假设一条链中的碱基数量是100,碱基总数是200,在这一基础之上,根据碱基配对规律,就能够非常简单的进行计算,C=G=46%/2=23%,C=G=200×23%=46。如此,再根据基本规律进行计算,就能够得出在另一条链中,A占26%,C占24%。
(三) DNA半保留复制问题
这一问题,是在DNA分子结构与复制部分常见的问题之一,其特点是灵活多变,解题难度较大。对此,可以运用数形结合思想,更好的解决问题。例如:某一条DNA分子的两条链被15N标记,把它放入14N的培养基中进行复制,四代之后,具有15N标记的DNA比例是多少。对此,可以根据题意,画出这一DNA的双链复制过程图,再进行简单的分析,就能够非常简单的得出答案,被标记15N的DNA数量占总数的1/8。
四、 结束语
综上所述,高中生物与初中生物相比,知识更加复杂,表现形式更加抽象。對此,应该合理的应用数形结合思想,灵活的分析问题,将抽象化的内容具象化的表现出来,实现更好的问题解决,促进良好学习能力的形成。
参考文献:
[1]孔令伟.数形结合思想方法在高中数学教学与解题中的应用[D].大连:辽宁师范大学,2015.
[2]贺有铭.高中数学课堂教学中数形结合思想在函数解题中的应用探究[J].高考,2016(15):147-148.
作者简介:
李菁菁,山东省寿光市,寿光现代中学。endprint