淺析數(shù)學(xué)方法在初中生物教學(xué)中的應(yīng)用

摘要：初中生物是一門(mén)重要的基礎(chǔ)性學(xué)科，要想最大限度地提高生物課堂教學(xué)效率與質(zhì)量，生物教師需要在教學(xué)實(shí)踐中不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，創(chuàng)新教學(xué)理念和方式，提高學(xué)生參與生物課堂的自主性與積極性，從而對(duì)所學(xué)到的生物知識(shí)有更深入的理解和認(rèn)知。其中數(shù)學(xué)方法在生物課堂教學(xué)中的應(yīng)用是非常重要的，因?yàn)樯镄畔W(xué)研究的基礎(chǔ)工作是對(duì)生物信息實(shí)行分析、檢索與儲(chǔ)存，但是初中生物中的各項(xiàng)信息往往是離散狀態(tài)，需要結(jié)合數(shù)學(xué)方法來(lái)進(jìn)行組合，讓學(xué)生能夠更加直觀地了解生物這門(mén)教學(xué)。學(xué)生往往覺(jué)得數(shù)學(xué)與生物這兩門(mén)教學(xué)不存在任何的聯(lián)系，但是在生物教學(xué)中合理應(yīng)用數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，能夠分析、解決較多的生物問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生優(yōu)秀的發(fā)散性思維能力與邏輯性思維能力，不斷提高自身思維素養(yǎng)，為以后長(zhǎng)久的學(xué)習(xí)之路奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)方法；初中生物；教學(xué)；應(yīng)用

對(duì)于初中生來(lái)說(shuō)生物是一門(mén)較為陌生、枯燥的學(xué)科，因?yàn)樯镱愃朴谖目?，需要學(xué)生不斷地去記憶，所以部分學(xué)生對(duì)生物教學(xué)存在嚴(yán)重的抵觸心理，其實(shí)出現(xiàn)這些問(wèn)題的主要原因是學(xué)生沒(méi)有意識(shí)到在生物學(xué)習(xí)過(guò)程中合理應(yīng)用數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，使得在做題期間出現(xiàn)較多的困惑，不知道如何去解答，如果教師能夠正確地引導(dǎo)學(xué)生了解生物和數(shù)學(xué)之間的關(guān)系，并且善于把數(shù)學(xué)知識(shí)、方法應(yīng)用在生物解題過(guò)程中，就能夠最大限度地提高生物課堂教學(xué)效率與質(zhì)量，促進(jìn)初中生物教學(xué)的可持續(xù)性發(fā)展之路。

一、 數(shù)學(xué)和生物教學(xué)之間的關(guān)系

生物是自然科學(xué)之一，主要需要研究生物的發(fā)展、發(fā)生、結(jié)構(gòu)、功能等，并且要對(duì)生物周邊的環(huán)境關(guān)系進(jìn)行分析和研究。數(shù)學(xué)是研究空間、信息、結(jié)構(gòu)、變化、數(shù)量的概念性學(xué)科，但是數(shù)學(xué)屬于形式科學(xué)中的一種，在社會(huì)發(fā)展中起著不可替代的功能，所以生物與數(shù)學(xué)之間有著不可分割的關(guān)聯(lián)，數(shù)學(xué)是解決生物問(wèn)題的重要手段，并且學(xué)生只有擁有優(yōu)秀的數(shù)學(xué)思維才能夠更好地學(xué)習(xí)生物，對(duì)所學(xué)到的生物知識(shí)有更好的記憶與理解。

二、 數(shù)學(xué)方法在初中生物教學(xué)中的應(yīng)用

（一） 組合數(shù)學(xué)在生物教學(xué)中的應(yīng)用

組合數(shù)學(xué)在生物教學(xué)中發(fā)揮著重要的作用，因?yàn)榻M合數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)較為簡(jiǎn)單，學(xué)生能夠輕松地把組合數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)應(yīng)用在生物信息教學(xué)中，例如，使用組合算法實(shí)施序列對(duì)比，預(yù)測(cè)構(gòu)建DNA映射圖譜與二級(jí)結(jié)構(gòu)等，這樣既可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性與積極性，也能夠把生物教學(xué)知識(shí)點(diǎn)簡(jiǎn)單化，學(xué)生更容易接受和理解。并且在生物教學(xué)中應(yīng)用組合教學(xué)能夠大力促進(jìn)教學(xué)與科研的相互結(jié)合，從而提高學(xué)生參與科研的積極性。

（二） 數(shù)學(xué)模型法在生物教學(xué)中的應(yīng)用

在生物教學(xué)中應(yīng)用數(shù)學(xué)模型法能夠把抽象的生物知識(shí)點(diǎn)簡(jiǎn)單化、具體化，學(xué)生更為直觀地觀察生物解題規(guī)律，提高解題結(jié)果的準(zhǔn)確性，提高生物課堂教學(xué)的有效性。數(shù)學(xué)模型法包括了數(shù)學(xué)歸納法與概率計(jì)算等，其中數(shù)學(xué)歸納法可以用來(lái)計(jì)算生物教學(xué)中蛋白質(zhì)的分子質(zhì)量和能量的傳遞等，而概率計(jì)算可以用來(lái)研究生物教學(xué)中遺傳病的發(fā)病率等。數(shù)學(xué)模型法能夠培養(yǎng)學(xué)生良好的邏輯性思維能力，例如數(shù)學(xué)模型法在構(gòu)建基因中自由組合定律中的應(yīng)用，讓學(xué)生用數(shù)學(xué)形式對(duì)生物事物性質(zhì)實(shí)施表述。

（三） 集合論在生物概念教學(xué)中的應(yīng)用

由于生物教學(xué)中包含的概念較多，足足有200多個(gè)，如果只是通過(guò)死記硬背的方式讓學(xué)生去記憶是比較困難的，而在生物概念教學(xué)中應(yīng)用集合論，能夠把生物概念使用集合圖形來(lái)直觀地呈現(xiàn)給學(xué)生，學(xué)生就能夠?qū)λ鶎W(xué)知識(shí)有更深入的理解和認(rèn)知。例如，在學(xué)習(xí)生存斗爭(zhēng)、種內(nèi)斗爭(zhēng)、種間斗爭(zhēng)、競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)候，如果光靠學(xué)生去背是很難有深刻的記憶，而如果通過(guò)數(shù)學(xué)形式用圓圈來(lái)直觀表達(dá)給學(xué)生，更有利于學(xué)生的記憶與理解。

（四） 通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算，對(duì)生物教學(xué)實(shí)現(xiàn)定量研究

生物不只是包括概念，其中還涉及和數(shù)學(xué)有關(guān)系的內(nèi)容，例如，呼吸作用、光合作用、蛋白質(zhì)等相關(guān)計(jì)算，如果學(xué)生不具備良好的數(shù)學(xué)計(jì)算能力，那么即使知道生物公式也是無(wú)法迅速、準(zhǔn)確地得出結(jié)果，所以學(xué)好數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)是提高生物課堂教學(xué)效率與質(zhì)量的關(guān)鍵，數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和生物教學(xué)有著密不可分的關(guān)系。其次，通過(guò)數(shù)學(xué)演繹，也可以對(duì)生物學(xué)中的規(guī)律有一個(gè)合理地解釋，例如在學(xué)習(xí)“細(xì)胞增殖”的時(shí)候，如果教師直接跟學(xué)生說(shuō)細(xì)胞是不能夠無(wú)限長(zhǎng)大的時(shí)候，學(xué)生會(huì)認(rèn)為非常不具備說(shuō)服力，而教師如果對(duì)細(xì)胞的表面積和體積之比進(jìn)行研究，引導(dǎo)學(xué)生去動(dòng)腦思考，從而會(huì)更加能夠說(shuō)服學(xué)生。

三、 總結(jié)

總之，在初中生物課堂教學(xué)中數(shù)學(xué)方法占據(jù)著重要的作用，所以教師要在生物教學(xué)中合理地應(yīng)用數(shù)學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生良好的發(fā)散性思維能力與邏輯性思維能力，從而能夠?qū)λ鶎W(xué)到的物理課堂知識(shí)有更深入的理解和認(rèn)知，提高學(xué)生參與物理教學(xué)的自主性與積極性，學(xué)生能夠在生物學(xué)習(xí)過(guò)程中提高自身的學(xué)科素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生的全方面發(fā)展，為以后長(zhǎng)久的學(xué)習(xí)之路奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)能夠最大限度地提高初中生物課堂教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 屈德寧，楊鵬，孫愛(ài)慧，王宏仁，付軍.知識(shí)結(jié)構(gòu)圖在《醫(yī)用生物數(shù)學(xué)》教學(xué)中的應(yīng)用與實(shí)踐[J].家畜生態(tài)學(xué)報(bào)，2013，34（8）：93-96.

[2] 王文，周輝，楊世國(guó).應(yīng)用型本科院校生物技術(shù)專業(yè)高等數(shù)學(xué)教學(xué)的一些思考[J].合肥師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2017，35（6）：51-53.

作者簡(jiǎn)介：趙樹(shù)雄，甘肅省白銀市，白銀市會(huì)寧縣甘溝中學(xué)。