高中生物教学中生物数学模型的应用研究

高中生物教学中生物数学模型的应用研究

　　一、生物数学模型在高中生物教学中的分类　　（一）随机性生物数学模型。随机性生物数学模型是根据生物现象的随机性和偶然性特定进行建立的。随机性生物数学模型主要是指通过概率论、过程论、数理统计等方法描述和研究出的一些随机现象。但是，根据生物的规律，对于同一事件或者随机事件的多次出现也可以使生物有规律可循。因此，目前对生物学的主要研究方法是过程论、概率论、数学统计。这样的研究放大也使得高中生物教学有了理论依据和研究方法，使得生物教学中的生物数学模型建立有科学的指导方法。　　又例如在《稳态与环境》的教学中时，可依根据HIV浓度以及T细胞的数量关系对生物数学模型进行分解、建立、使用，显示出增长的颈雉种群数量，以及大草履虫种群的增长曲线、东亚飞蝗种群的数量波动。　　（二）确定性生物数学模型。确定性的生物数学模型是指运用各种方程式、代数方程、关系式、微分方程、积分工程等对生物关系进行的表示。确定性生物数学模型也是目前运用最为普遍的一种数学模型。简单而言，生物数学模型即运用数学方法进行研究的对必然性现象的描述。这类数学模型主要是应用于解决复杂的生物学问题，借助确定性的生物数学模型对生物关系进行转换。在高中生物教学中的应用主要是利用数学模型的客观逻辑推理对生物关系进行求解运算，从而获得客观生物的规律和生命现象。例如，在《分子与细胞中》的教学中，可以利用确定的数学求解方式对细胞的无氧呼吸方程式进行解剖，得出其中的有氧呼吸和光合作用的方程式和生物规律。　　二、生物数学模型在高中生物教学中的应用过程分析　　（一）准备与假设阶段。准备阶段中明确生物教学的关键，并不失重心，从核心问题出发，明晰突出问题，了解相对应的背景知识，收集有质有量的资料以便在生物课堂上开展充分的教学组。一方面要弄清楚数学模型在生物教学的目的，另一方面努力地规划教学任务，从而确保教学尽可能地锻炼学生逻辑思维能力和快速解决相应问题的能力，从而整体提高课堂的整体教学水平和教学效率。　　例如：在进行数学模型的建立之前需要确定生物数学模型的种类以及使用的建立方法。例如，目前DNA分子的生物数学模型建立公式模型则为倒数公式和恒等公式两类。　　在假设阶段，最容易进入假设不需要验证的误区。建立模型的重要环节就在于假设，要经过规范的确认之后才能够进行科学的数模定型。例如：在生物体产生种类为2n的模型中，由n对基因到n对杂合基因再到n对在染色体上的杂合基因，最终明确为当n对基因位于n对染色体上并且n为杂合基因的对数时，才能够完善为科学的数学模型。　　（二）建立与求解阶段。通过对概念的去繁琐化，并对其进行相应的表述确定和对应的生物知识点与面相融合而成的数学教学模型的建立。采用如何的数学模型，如何的教学方法，通过一个一个地比较，以寻找到最佳的处理方式和建立确定数学教学模型的方式，从而准确地形成以数学模型为核心教学体系，它的建立将进一步地促使生物教学步伐。不仅如此，而且还可以在教学时，不断地结合生物教育教学实际，灵活运用多种数学模型，以高效高质地促进高中生物教学的整体进程。　　例如：对蛋白质分子结构的生物数学模型的构建，由M个氨基酸