高中生物教学中数学思维能力的培养

佟金凤

【摘要】在高中的教育事业中，生物属于不可或缺的一个组成学科，能够对高中生诸多能力做出培养，例如，逻辑、思维、创新、实践与探索等能力方面发挥至关重要的作用。而新课改的持续推动下，要求教师能够转变教学方法，在针对高中生的数学思维能力方面，也能够更为重视培养工作，以此来协助高中生简化过于抽象的生物知识，实现生物教学水平、质量的有力强化，从而促使高中生对于生物知识能够有更加充分、更加全面的理解与掌握。基于此，本文将重点针对高中生物教学中高中生数学思维能力的培养策略予以深入、详细的分析，以确保教师可达成预期的教学目标。

【关键词】高中  生物教学  数学思维能力  培养

【中图分类号】G633.91 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2021）38-0122-02

教育部门当前非常重视高中生物学科的创新与改革，始终倡导教师对以往较为滞后的教学观念、模式予以转变，实现数学思维能力的深入培育。以往在实施生物教学活动时，若教师只是在课堂中始终采取口头的形式来反复传授生物知识，此种灌输式的教学形式，将会挫伤高中生学习的积极性以及自主性。因此，教师必须要对高中生培养数学思维能力有着高度的关注，以此来确保其能够有效简化以往难懂、抽象的生物定义、概念等知识，确保在课堂中，高中生不仅有学习的兴致，同时注意力也十分集中，全身心放置于学习的行列当中，通过此，来积极改善生物教学工作，实现教学水平的切实提高，保障高中生日后在生物方面的深入造诣以及良好发展。

一、高中生物教学中培养数学思维能力的必要性

实施高中生物教学工作的过程中，教师如果只是一味地引导高中生通过生物学的层面来对生物问题予以分析，对于问题的突破口往往难以及时发现。而如果通过数学思维的方式展开分析，便能够为理解问题起到良好的协助工作。在数学中，“数形结合”属于极为关键的一种思想，在开展生物教学工作期间，同样也可以保障此思想的有效贯彻[1]。例如，在对《细胞的生长》一课展开教学的过程中，高中生普遍会遇到“细胞为什么难以无限增大”的难题，此时便难以解答体积小的细胞具备怎样的意义。在此过程中，教师可以引导高中生在脑海中想象，对一个足球以及一个乒乓球进行对比，从而对表面积以及体积方面所展现出的差异有切实的感受;同时，能够需要细胞想要获得大体积，是否需要通过外部，从而对更丰富的营养物质予以吸收，如若细胞体积出现增大情况，那么在体积以及表面积等方面，会做出怎样的变化，同细胞难以无限增大之间是否有一定的关联。这些都能够通过“数形”的运用，从而将数学模型建设，促使原本抽象、难懂、深奥的问题可以变得更为具体、简单、熟悉。通过此能够发现，将数学思维能力予以培养，能够促使高中生在学习生物知识的过程中，达成自主探究、数形结合的目标，有效简化难度较大的生物问题。

二、高中生物教学现状

（一）教学目标不够完善

教学活动的方向、纲要来源于教学目标，无论是哪一学科，教学目标的制定都是不可缺少的关键一环。然而，就目前的现状来讲，在实施高中生物教学工作的过程中，一些教师在教学目标确立方面，尚存一定的问题。首先，在教学目标制定方面有模糊情况，执行目标也较为概念化、籠统化，对于清晰性、具体性较为匮乏;其次，在教学目标制定方面，并未同高中生的实际相结合，也没有将整体班级的学习实际状况作为依据，迎合高中生的学习习惯以及心理特点;最后，在教学目标制定期间，对于新课改理念未充分结合，在高中生学习能力、数学思维能力等培养方面并未投入高度的重视[2]。

（二）未充分体现高中生的主体地位

就当前的现状来讲，高中生物在实施教学活动的过程中，依然延续以往的教学模式，即教师讲解、高中生记忆，在吸收与接纳生物知识方面，高中生显现的状态较为被动，无法充分体现出在教学课堂中高中生的主体地位，在学习遗传学、生理学、生态学期间，较为缺乏积极性、自主性。久而久之、长此以往，会导致高中生能力、学习效率的下降，对于数学思维等能力的养成也难以实现，也影响到教师教学有效性的提升。

（三）课堂教学缺乏吸引力

针对于高中生而言，如若教师的教学内容缺乏一定的吸引力，将会导致其在课堂中难以长时间集中注意力，对其学习自主性、积极性造成不利影响，也难以养成良好的数学思维能力，进而影响到教师的教学成效[3]。除此以外，由于受到教学内容方面的约束，导致一些教师只是依据教材内容予以教学，没有结合数学思想、数学思维，导致教学内容较为乏味，高中生由于兴致不高，从而制约教师顺利实施教学活动。

三、高中生物教学中培养数学思维能力的策略

（一）巧妙运用数学符号

在针对生物学的概念予以学习的过程中，教师可以将生物学概念同数学符号关联，如此，不仅能够协助高中生对内涵有良好的理解，并且，能够对各个概念之间存在的异同点做出直观的体现，促使语言叙述变得更为简化，为高中生强化记忆起到良好的协助功效[4]。例如，在针对区分“血液和血浆”相关知识予以传授的过程中，教师可以对数学学科中的等式方法加以应用，进而对生物学科知识之间的异同点做出更为直观的体现，如血清=血浆-纤维蛋白原;血液=血细胞+血浆等。除此以外，生物学科中的诸多概念都可以通过等式的方法来做出体现，例如，无机环境+生物群落=生态系统等。并且，在教学的过程中，教师还可以运用不等式，从而体现出生物学科中一些概念所存在的大小范围，例如，脱氧核苷酸<基因<DNA<染色体<细胞核等。通过上述的各个不等式，能够发现：在生物学科的概念教学中巧妙运用这些数学符号，能够保障概念之间关联的清晰化、简单化以及直观化，为高中生的记忆及理解起到一定的便利性，同时，也实现教学趣味性的提高，充分培养高中生的数学思维能力，促使其能够在生物知识的学习中得以充分运用。

（二）巧妙运用数学集合思想

实施生物教学活动期间，教师还可以对数学集合思想加以运用，通过此，来促使高中生能够对一些概念、定义做出精确的了解与充分的掌握。例如，染色体、基因、脱氧核苷酸以及DNA之间保持隶属关系，便能够通过数学集合思想的运用来做出体现;蛋白质、酶与动物激素之间有着交集，便能够通过交集的形式来做出体现，换而言之，就是大小交集的问题。

（三）巧妙运用数学坐标

在数学学科之中，有一种极为常见、常用的形式当属坐标图像，同样，也是在概括及深化生物知识，并且同时也能够以形象化、具体化的形式，从而对问题做出良好的展示[5]。例如，对坐标图加以应用，进而对生物学科当中有关变化各条染色体当中的DNA数量规律，或者是在减数分裂以及有丝分裂期间DNA、染色单体与染色体的数量，如此，便能够确保高中生可以对这些抽象规律有更加直观的理解与掌握。再例如，可以构建一个数量坐标图，对捕食、寄生、共生以及竞争之间的关系做出体现。除此以外，还可以采取坐标图来体现生长芽、茎、根过程中生长素浓度产生的影响;氧气的浓度与人体或者是动物呼吸之间所存在的作用关联。通过采取此种方式，促使能够将原本较为复杂并且难懂、难理解的生物学变化规律，通过形象化的方式在高中生面前展示，为高中生的记忆与学习起到良好的便利性作用。

（四）巧妙运用数学反证法

在学习遗传学相关知识的过程中，最为常见的方法便是判断性染色体遗传、常染色体遗传以及显隐性状。例如，豌豆白花及紫花的控制均为一对等位基因，杂交两组豌豆的结果为：（1）紫花×紫花→52白花：164紫花;（2）白花×紫花→101白花：107紫花。在解析与判断此生物问题期间，首先，需要假设白花为显性性状，并且假设紫花为隐性性状，同第二组相结合，推理可知紫花同紫花杂交，其后代均为紫花，不会有白花存在，但是，此问题将会导致已知条件中的白花存在出现矛盾现象。由此可见，假设白花为显性便是错误的，因此，需要假设紫花为显性性状、假设白花为隐性性状，通过此能够发现：在学习遗传学知识的过程中，对数学反证法加以运用，能够确保高中生维持清晰的思路，保障结论可以言简意赅地获取[6]。再例如，判断遗传系谱图当中的遗传方式期间，教师可以引导高中生记得：“隐性为无中生有，看女病依靠隐性遗传，即正常的情况下，女患者的儿子及父亲必定为常染色体隐性”这个概念。进而通过分析可知：处于隐性状况下，只能为X染色体隐性或者是常染色体，此时，便可以对数学反证法加以应用，作X染色体隐性遗传假设。

四、结束语

综上所述，教育部门目前正在全面改革高中生物教学工作，教师通过对以往较为落后的教育观念、形式积极予以创新、改进与转变，对高中生在数学思维方面的能力予以全面培养，不仅能够提高高中生学习生物知识的效率，也能够确保高中生更加充分、全面地掌握生物知识，同时，还可以将高中生学习生物知识期间所面对的高难度问题做出有效处理，协助教师取得更高的教学质量，充分体现教学的有效性。

参考文献：

[1]曹水香.高中生物教学中数学思维的渗透[J].高考，2019（30）：62-63.

[2]周裕.谈生物数学模型在高中生物学中的应用[J].新课程导学，2018（25）：41-42.

[3]张晓.数学思维在高中生物教学中的应用初探[J].考试周刊，2017（97）：100-101.

[4]章晓春.数学思维在高中生物教学中的“嫁接”[J].新课程（中学），2013（6）：109-110.

[5]董洪梅.例談“数学思维意识”在高中生物教学中的渗透[J].文理导航（上旬），2012（1）：81-82.

[6]方咸围，陈海英，陈志伟.生物数学模型在高中生物学中的应用[J].生物学教学，2017（12）：13-15.