陈鸿璋

摘 要：生物学是一门综合性较强的学科，一些知识点要通过分析图形、推理计算等方法，单凭生物学知识很难解决，如果在教学中渗透数理化知识，充分、合理地利用生物与它们之间的联系，既可以增强学生学习生物的积极性，又能促进各学科的发展，提高学生的综合素养。

关键词：生物教学;数理化;融合;渗透

学生如果数理化的基础知识掌握不好，那么在学习生物学的部分内容（如遗传与进化）时就会很困难。在高中生物学教学中，教师如果适当地渗透一些数理化知识，为学生学习生物学做好铺垫，这样学生能更容易理解生物学知识、掌握生物学基本技能。根据多年的教学经验，谈谈高中生物教学与数理化的融合与渗透。

一、生物教学与数学的融合与渗透

数学是一门基础学科，可谓理科学习的“工兵”学科。对于生物学科来讲，有很多计算，如：蛋白质的合成、ATP计算、遗传概率的计算等。因此，在生物学教学过程中恰当、巧妙地引导学生运用数学知识、思维方式以及解题技巧来解决生物问题，能有效提高学生的思维能力、解决复杂生物问题的能力。

1.将数学中概率计算运用到生物学教学中

高中生物模块二《遗传与进化》，在学习“孟德尔的豌豆杂交实验”时，学生不仅要理解孟德尔的豌豆杂交实验过程，而且要学会运用分离定律来推断杂种后代的基因型，利用分离比求各种表现型的比例，并且能够推算某种遗传病的患病风险率，这便会运用到数学中的概率计算。如人群中常见的多指、白化病，分别是由显性基因和隐性基因控制的单基因遗传病，这两种病的等位基因都在常染色体上，且能够独立遗传。例如：有一对夫妇，丈夫患多指，妻子表现正常，其孩子手指正常但患白化病，如果这对夫妇再生一个孩子：其孩子正常的概率为是  ;同时患两种病的概率是  ;只患一种病的概率是  。

2.将数学模型构建渗透到生物学教学中

高中生物学模块三《稳态与环境》，在学习种群的数量变化时，利用数学模型来构建种群数量变化曲线，要求学生建构数学方程式模型和曲线图模型，并比较二者的优缺点，将数学特性渗透于生物学教学中，能更直观地对所学知识进行理解。例如：在营养和生存空间没有限制的情况下，细菌每20min就可繁殖一代。

（1）请计算出1个细菌在不同时间内繁殖出的后代数，并填入表格（略，详见教材）。

（2）请根据表中数据，再完成坐标曲线模型（略，详见教材）。

（3）若用N表示细菌的数量，n表示细菌繁殖的代数，则Nn=N02n。

（4）假设：种群的起始数量是N0，每繁殖一代后细菌数是原来的λ倍，细菌繁殖的代数用t表示，则繁殖t代后的细菌数量Nt=N0λt。

二、生物学教学与物理的融合与渗透

在高中生物学中或多或少地融合渗透了物理学的知识，高中生物学模块三《稳态与环境》，在学习兴奋在神经纤维上的传导时，神经细胞接受到刺激，产生了神经冲动，即动作电位，神经冲动的产生过程涉及电位差、局部电流等多个与物理学相关的概念。在讲授这部分知识时，联系物理学上电位差、电势差及局部电流的概念来突破难点，对学生理解神经冲动的产生和传导具有重要的作用。例如：关于兴奋在神经纤维上的传导，正确的是（  ）

A.电传导和化学传导  B.膜上电位的迅速变化

C.类似电线中的电流传导 D.化学物质的传递

解析：膜上电位的迅速变化：具体的当某一部位受到刺激以后，细胞膜内外电位变化：膜外由正→负，膜内由负→正，故选B。

三、生物學教学与化学的融合与渗透

在理科教学中，常有生化不分家之说。其实，一点也不假，在生物学教学过程中，你会发现很多生物学知识需要化学知识的有力支持。如高中生物学模块一《分子与细胞》，在学习“蛋白质——生命活动的主要承担者”时，由于学生对有机化学的相关知识比较欠缺，所以学习起来难度非常大。对于组成蛋白质的氨基酸的结构通式及特点总是理解不透彻。在教学过程中，我首先运用多媒体演示学生已经熟知的碳元素和氢元素的电子排布，得到甲烷的电子式及结构式，然后再将甲烷结构式中的2个氢原子分别用氨基（-NH2）和羧基（-COOH）取代，便得到最简单的氨基酸——甘氨酸，这样学生便初步掌握了组成蛋白质的氨基酸的结构通式，再进一步引导学生分析氨基酸的结构特点，通过小组讨论，教师适时点拨，共同归纳总结出氨基酸的结构特点，并巧用口诀来记忆，即“一个中心（中心碳原子）、三个代表（一个氨基、一个羧基、一个游离的氢原子）和一个小鬼（R基）”。通过形象的比喻，学生便能很轻松地理解氨基酸的结构通式及特点。

根据新课标的要求，我们生物教师在教学过程中，在加强生物学基础知识教学的同时，应有意识地渗透数理化知识，利用数理化与生物学之间的相互联系解释生物学原理，还原生命科学的真面目，全面提升学生的科学素养。

参考文献：

[1]杨丽萍.化学知识在生物学科中的渗透[A].中国化学会关注中国西部地区中学化学教学发展论坛论文集[C]，2007.

[2]王曦.基于核心素养的课程融合：挑战与方式[J].西北成人教育学院学报，2018（4）.

[3]张浩.高中生物学中数学模型的研究[D].西安：陕西师范大学，2013.

编辑 谢尾合