陳金娟
摘 ? ?要: 數(shù)學(xué)模型法是一種新型的高中生物教學(xué)方法,使高中生物教學(xué)方法變得更直觀,讓生物課本里那些知識(shí)難點(diǎn)與重點(diǎn)通過數(shù)學(xué)模型方式被表現(xiàn)出來。本文對(duì)數(shù)學(xué)模型教學(xué)概念進(jìn)行了解釋,并對(duì)高中生物教學(xué)過程中建立數(shù)學(xué)模型的過程進(jìn)行分析研究,最后探討數(shù)學(xué)模型法在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞: 數(shù)學(xué)模型法 ? ?高中生物教學(xué) ? ?教學(xué)應(yīng)用
引言
在高中生物教學(xué)過程中要想建立數(shù)學(xué)模型必須分以下幾個(gè)過程:第一個(gè)是準(zhǔn)備,第二個(gè)是假設(shè),第三個(gè)是建設(shè),第四個(gè)是求證,第五個(gè)是檢驗(yàn)等,而數(shù)學(xué)模型在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用方法也有很多,主要就是函數(shù)計(jì)算法及比較法等,具體應(yīng)用方法可視情況而定,可單一應(yīng)用,也可以綜合應(yīng)用。
1.數(shù)學(xué)模型教學(xué)的概念
模型可以分成兩種,一種是實(shí)體模型,另一種是抽象模型,而數(shù)學(xué)模型就比較抽象,屬于抽象模型范疇。在高中生物教學(xué)中運(yùn)用數(shù)學(xué)模型指的就是,將數(shù)學(xué)模型通過生物教學(xué)中的一個(gè)知識(shí)點(diǎn),運(yùn)用數(shù)學(xué)模型方式將它組成起來,這樣生物學(xué)知識(shí)點(diǎn)就會(huì)更加直觀,學(xué)生可以非常清晰地對(duì)該生物知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行描述。數(shù)學(xué)模式成功地將一個(gè)對(duì)學(xué)生有點(diǎn)模糊的生物知識(shí)點(diǎn)變成一個(gè)邏輯非常嚴(yán)密的數(shù)學(xué)方程式,學(xué)生可以通過計(jì)算歸納比較的方法對(duì)生物知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行架構(gòu),然后通過對(duì)數(shù)學(xué)模型的計(jì)算,最終將這些還原到生物知識(shí)點(diǎn)中,它是一種可以把知識(shí)點(diǎn)轉(zhuǎn)變成數(shù)學(xué)函數(shù)或者方程,再運(yùn)用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算,最終找到不同知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系,從而揭開生物學(xué)知識(shí)的那層面紗,看清本來面目也就是本質(zhì)的方式。
2.數(shù)學(xué)模型在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用過程
2.1準(zhǔn)備過程
無(wú)論做什么都需要一個(gè)準(zhǔn)備過程,在高中生物教學(xué)中應(yīng)用數(shù)學(xué)模式,應(yīng)該首先明確要轉(zhuǎn)變的生物教學(xué)內(nèi)容及需要解釋的問題等。從生物教學(xué)關(guān)鍵點(diǎn)開始,了解有關(guān)要轉(zhuǎn)變的問題更多的知識(shí),再將一些可能對(duì)生物課堂教學(xué)有幫助的教學(xué)知識(shí)進(jìn)行收集。對(duì)數(shù)學(xué)模型將要轉(zhuǎn)變的高中生物教學(xué)內(nèi)容再一次確認(rèn),以便確保這項(xiàng)教學(xué)方式可以充分鍛煉學(xué)生思考問題、解決問題的能力,從而達(dá)到保證高中生物課堂教學(xué)效率的目的[1]。
2.2假設(shè)過程
在高中生物教學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)模型的過程中,第一步的準(zhǔn)備過程已經(jīng)完畢,也收集了一些相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容,這時(shí)可以對(duì)這個(gè)過程進(jìn)行假設(shè)。假設(shè)當(dāng)然不是亂想,而是參照一些已經(jīng)完成的相關(guān)教學(xué)目的和內(nèi)容進(jìn)行假設(shè),這種假設(shè)是有理可循的,概念化的,并不是混亂假設(shè)一番就可以的。然后通過語(yǔ)言將假設(shè)的結(jié)果講述出來,從而學(xué)生在腦子里就形成一個(gè)假設(shè)出來的數(shù)學(xué)模型。在高中生物中引入數(shù)學(xué)模型的目的十分明確,提高高中生物課堂教學(xué)效率,并不是想要加大計(jì)算壓力,或者將已經(jīng)難懂的生物知識(shí)點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)楦y懂的概念。因此,在這個(gè)階段進(jìn)行假設(shè)是一種對(duì)生物教學(xué)進(jìn)行前期構(gòu)建的過程,從而使將要設(shè)計(jì)的模型更好地為高中生物課堂教學(xué)服務(wù)。
2.3建設(shè)過程
假設(shè)完成以后,沒什么問題這時(shí)候就應(yīng)該開始對(duì)模型進(jìn)行建設(shè),建設(shè)一個(gè)什么樣的數(shù)學(xué)模型,還有怎樣的教學(xué)方法可以運(yùn)用,都需要一步一步地尋找,從而建立數(shù)學(xué)模型,最終達(dá)到促進(jìn)生物教學(xué)發(fā)展的效果。在高中生物教學(xué)過程中,教學(xué)方式并不是一成不變的,應(yīng)視情況的不同而定,可“單兵作戰(zhàn)”,也可綜合使用。
2.4求證過程
當(dāng)數(shù)學(xué)模型已經(jīng)完全建立好以后,這時(shí)就應(yīng)該對(duì)該數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求證??梢赃\(yùn)用在生物教學(xué)過程中獲得的方程進(jìn)行求證,再通過計(jì)算得出結(jié)果,計(jì)算時(shí)是應(yīng)將多種方法進(jìn)行綜合運(yùn)用,從而培養(yǎng)學(xué)生積極思考問題、解決問題的習(xí)慣和能力。
2.5檢驗(yàn)過程
求證結(jié)束后,應(yīng)再次對(duì)結(jié)果重新進(jìn)行分析與研究,反復(fù)將生物知識(shí)點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)學(xué)概念的方式,然后再反之,如此可以看出數(shù)學(xué)模型,在生物教學(xué)表象與內(nèi)在之間構(gòu)建容易理解和掌握的一座橋梁,或者是紐帶,從而達(dá)到提高中生物教學(xué)效率的目的。
3.高中生物教學(xué)中數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用方法
3.1指數(shù)函數(shù)計(jì)算法
舉例說明:如正常人的細(xì)胞中含有23對(duì)同源染色體,分別為1至23號(hào),在人類遺傳病中有一種21號(hào)的三體綜合征,是一種較常見的染色體病。對(duì)患者染色體進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)患者比正常人多了一條第21號(hào)染色體。那么問題就是:如果一個(gè)正常人和一個(gè)三體綜合征患者婚配,他們發(fā)病n是多少?通過優(yōu)化指數(shù)函數(shù)進(jìn)行分析,因?yàn)?1號(hào)染色體不一定會(huì)被平分,在減數(shù)分裂的時(shí)候可以有一極分到一條21號(hào)染色體,另一極分到2條,所以患者的后代有一半幾率會(huì)遺傳這種病[2]。
3.2構(gòu)圖法
圖形在傳達(dá)信息方面是最直觀的一種形式,那么在高中生物教學(xué)中一旦發(fā)現(xiàn)比較難理解的圖形,就可以運(yùn)用數(shù)學(xué)圖形進(jìn)行表示,可以讓學(xué)生獲得更直觀的感覺,從而在腦子里形成印象比較深刻的記憶,對(duì)高中生物教學(xué)效率的提高會(huì)有很大的幫助。
3.3比較分析法
高中生物課程內(nèi)容里有一些是可以通過運(yùn)用數(shù)學(xué)解題的思路,對(duì)生物現(xiàn)象或本質(zhì)進(jìn)行分析,這樣的教學(xué)方式邏輯思維更強(qiáng),在很大程度上可以提高高中生物教學(xué)效率。比如,學(xué)習(xí)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸一課時(shí),可以將自由與協(xié)助擴(kuò)散和主動(dòng)運(yùn)輸三種物質(zhì)間的跨膜運(yùn)輸方式進(jìn)行比較,以前方式比較枯燥,現(xiàn)在運(yùn)用數(shù)學(xué)模型教學(xué)方式,大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與教學(xué)效率。
結(jié)語(yǔ)
與以前高中生物教學(xué)方式相比較,在生物教學(xué)中運(yùn)用數(shù)學(xué)模型對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行架構(gòu)的方式更具有優(yōu)勢(shì),這種教學(xué)方式不僅直觀,而且非常形象。通過數(shù)學(xué)模型的構(gòu)圖,可以很容易地使高中生物教學(xué)變得更輕松,使高中生物教學(xué)效率得到很大提高。該教學(xué)方式更加人性化,甚至是智能化。完全將高中生對(duì)生物知識(shí)的理解能力進(jìn)行了考慮,效果才會(huì)如此顯著。數(shù)學(xué)和生物課程的相互滲透教學(xué)方式,使學(xué)生相應(yīng)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力得到很好鍛煉,給教育者教學(xué)上的啟發(fā),以便于在未來教育中為創(chuàng)造更多新型教學(xué)方式提供借鑒。
參考文獻(xiàn):
[1]鐘靜.數(shù)學(xué)模型法在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用[J].萍鄉(xiāng)高等??茖W(xué)校學(xué)報(bào),2012(02):108.
[2]毛銀蘭.直觀生動(dòng),形象教學(xué)——建構(gòu)模型在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用[J].教學(xué)探索,2015(04):51.