高中生物中生物数学模型的应用(2)
栗梅 李红军分享
三、数学模型的生物教学作用
(一)教学中可以化抽象为直观从而训练学生的创新能力
学生们在理解生物知识感觉非常困惑的时候,数学模型就能提供创造性的解决问题的方法。如何将生物学的知识巧妙的转化为数学模型来解决问题,从而更好地理解知识,这是对学生们创新能力的检验。构建数学模型的目的不仅是对模型本身的探索,而且是对创新能力的训练。灵巧的建立并运用数学模型可以实现对生物现象研究的目的,联系生物学和数学的有效桥梁之一就是合理构建数学模型。
(二)运用数学模型激发学生的学习兴趣
生物学中植物分类的部分属于相对枯燥的部分。例如,从表面上来看榆叶序周中的叶数和叶序周很乏味很枯燥,其实植物的叶数和叶序周是可以用斐波那契数列来进行描述的,前提是能从这些看似枯燥的数字中找出有趣的规律。植物的花瓣、萼片、果实的数目也大都吻合斐波那契数列。把斐波那契数列和这些看似枯燥的数字联系在一起就使得看似乏味枯燥的课本内容变得具有吸引力了。在植物中,有些观赏性的花卉在绽放时它们的花蕾会呈现出椭圆形,而且它们的长短轴的比例很接近于黄金分割比。例如,牡丹,菊花,月季和荷花。呈现出这样的比例在对植物进行采光和通风时,效果是最好的,相关的研究都表明了这一点。学生们学习生物的好奇心就会被大大地激发,探索自然奥秘的欲望就变得越发强烈,学习的积极性和创造性也就会提高。
(三)教学中可以化复杂为简单,从而培养学生的思维能力
数学模型中的曲线模型直观简单,可以把实际中很多复杂多变的问题简单化明了化。如果能让学生体会到数学建模在生物学中的妙处,就会更好地去激发学生对生物学的学习兴趣,同时数学模型的构建也可以锻炼和培养学生们的创造性和探索性。学生在经过老师指导研究科学的过程中,既能锻炼和提高自身的思维能力,又能学习到很多专业的知识。生物学中,配子的基因组成以及遗传病的概率在减数分裂过程中的计算是重难点,很多同学都计算不准,而有些同学就能又准又快地计算出来。能够又快又准地计算出来的同学是因为巧妙地找到了方法和捷径,他们灵活地运用到了数学中的排列组合和加乘原理。在生物教学和学习中,构建合理的数学模型,能让学生灵活地应用知识,通过对数学模型的建立来培养理科方面的思维能力。
【参考文献】
[1]孙玉样.广义对角占优矩阵的充分条件.高等学校计算数学学报,1997,9(3):216-223.
[2]刘学廷. 利用数字规律 提高记忆效果.中学生学习报,2007,97 (45):5-7 .
[3]周正广. 创新想象教学 拓展记忆空间.新中国基础教育优秀论文选集,中国标准出版社,2002:902 .
[4]余自强.高中生物“遗传与进化”模块逻辑体系简论[J].课程•教材•教法,2005(3):80-85.
[5]徐成贤,徐宗本.矩阵分析.西安:西北工业大学出版社,1991:216-223