高中数理化-在高中生物学教学中引入数理化知识_苗茵.pdf

生物学教学2012年(第37卷)第5期·21·在高中生物学教学中引入数理化知识苗茵( 河南省洛阳市第三中学471000)摘要针对高中生物学课程与其他理科课程之间衔接的缺陷，在课堂教学中适当引入相关的数理化知识，帮助学生架构知识链条来实现有效理解生物学问题。

关键词高中生物学课堂数理化知识教学从课程结构的总体设置来看，高中生物学课程与子不仅可以与氢、氧、氮、硫等多种非金属原子形成 4 物理、化学等课程同为科学领域的一个科目，具有同等个共价键，而且碳原子之间也能以共价键相结合; ②原重要的地位。

遵循课程方案的改革，高中生物学新课子之间通过共用电子对所形成的相互作用力，叫做化程从高一年级开始就进入三个必修模块的学习。

其课学键，以共用电子对形成分子的化合物叫做共价键，含程模式的设置使初、高中生物学教学有了更好的衔接，碳元素的有机化合物都属于共价化合物; ③多个碳原并对于进一步提高学生的生物科学素养，发展学生的子可以相互结合成长短不一的碳链，碳链也可以带支科学探究能力，帮助学生理解生物科学、技术和社会的链，还可以结合成碳环，碳链和碳环也可以相互结合。

相互关系起到了积极的作用。

但是，相关科学课程之在学生阅读获取信息的前提下，教师利用板书画出最间教材内容的横向衔接却存在一些不足之处。

学生在简单的有机物———甲烷的电子式、结构式，并展示甲烷学习部分生物学核心概念和技术时，往往由于高中数的球棍模型，随后利用板书书写的形式组织引导学生理化相关基础知识学习的后置性，反映出一定程度的比较认识有机物的结构式、结构简式和分子式的书写认知难度。

例如，人教版生物学教材《分子与细胞》第方法。

通过上述有机化学知识的简单了解，不仅可使1 章“组成细胞的分子”的教学安排比高中化学课程中学生理解碳对于生命的重要意义，也为下一节学习氨有机化学的教学提前了近一学年，这样使高一学生对基酸的结构通式和脱水缩合反应奠定了基础，更为学于氨基酸、核苷酸等有机物结构的理解带来了困难。

生通过本章学习后理解碳链是构成生物大分子的基本如果在教学中，适当渗透一些数理化知识的学习，帮助骨架、碳是构成生命的核心元素起到很好的铺垫作用。

学生建构相关的理化基础，那么他们便能顺利地达到 2 介绍同位素与同位素示踪技术对生物学知识与技能的理解应用。

从高中生物学教材“细胞器”一节的学习中就应1 运用化学知识理解碳是细胞中的最基本元素用了同位素标记技术进行分泌蛋白的合成和运输途径在“细胞中的元素和化合物”一节的教学中，教师的示踪实验。

由于学生还没有学过有关同位素的化学可以通过资料分析和化学模型展示的方式帮助学生更知识，就会不断问: “什么是同位素? 怎么标记的?”。

好地理解“碳为什么是细胞中的最基本元素”，并为认针对学生的疑问，教师可简单介绍相关的化学知识: 原识蛋白质、核酸等生物大分子的结构奠定有机化学的子的质量数是质子数和中子数之和; 同种原子的原子基础。

首先，让学生在化学教材的元素周期表中查找核中质子数是相同，但中子数不一定相同; 质子数相同碳元素处于什么位置，使学生很快找到碳是第ⅣA 族而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。

的位置，原子序数为 6; 利用初中化学知识可推导出碳 1 2 3例如，H ( 氕) 、H ( D 氘又叫做重氢) 、H ( T 氚又叫原子核中含有 6 个质子，核外有 6 个电子。

接下来呈做超重氢) 三种核素都是氢的同位素。

“同位”即指核现资料①由于电子排布的不同，在碳的最外层有 4 个素的质子数相同，在元素周期表中占有相同位置。

同电子，因此碳原子就具有 4 个成键的价电子，每个碳原位素中有些具有放射性，称为放射性同位素。

例如，生檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰檰归纳，对零散的知识点进行重新建构。

基本功能，明确系统各要素关系的基本原理的基础上，3． 3教学的第三层次———明确解题的基本规律掌通过对相关问题的分析，得出的规律性的解题思路。

握知识，就是为了更好地应用知识，教学的第三层次，它能使学生从繁杂的题目中快速理清思绪，善于运用就应该直奔主题，运用知识更好地解决问题。

教师应知识、排除干扰、准确答题。

该在平时的复习中把解决问题的规律和思维方法教给教学中，教师应善于借题发挥，让学生经过尝试、学生，让他们在尝试中去体会、感悟，通过寻找规律、整体验提炼出规律性的解题结论，并根据解题规律做到合联系、优化解题途径，实现知识的有效迁移与运用。

举一反三、变通求活，这也是培养学生思维与能力的一解题的基本规律是在掌握生命系统的基本结构与项重要举措。

?·22·生物学教学2012年(第37卷)第5期命科学研究中常利用14 32 35 胞。

C、P、S 等放射性同位素和非放射性同位素如18O、15N等作为示踪原子标记的化合变式练习: 当显微镜的目镜为10 ×、物镜为10 ×物来追踪物质的运行和变化规律。

时，在视野直径范围内看到一行相连的8个细胞，若目3 观察光学成像图理解显微镜的成像原理镜不变、物镜换成40 ×时，则在视野中可看到细胞正确使用高倍显微镜观察细胞是高中生物学实验个。

解析: 细胞在视野中排成一行，换高倍物中一项重要的操作技能。

教材中许多实验都要使用镜后放大倍数( 长度) 为原来的4倍，视野中细胞的直到，如细胞中脂肪的检测和观察、观察细胞中DNA和径放大了4倍，所以看到的细胞数应为原来的1 /4，即RNA 的分布及线粒体和叶绿体的形态、观察细胞的有 2 个。

丝分裂、减数分裂等。

学生虽然在初中阶段已经学习 4 建构数学概率论模型进行遗传现象的分析了光学透镜成像原理的简单物理知识，却并不能理解孟德尔在分析豌豆杂交试验结果和推理的过程显微镜的成像原理。

在操作时存在困惑的是: 虚像是中，都应用了数理统计的方法和思想，尤其是概率论的正立的，实像是倒立的，显微镜像怎么却是倒立的虚有关知识。

在《遗传与进化》模块的学习中，学生也要像? 视野中，看到的细胞整个面积都被放大了，怎么放运用概率知识进行杂种后代基因型和表现型的各种比大倍数却是指物体长、宽的放大倍数? 针对这些困惑，值的求解，推断人类后代中患遗传疾病的风险率。

但在实验教学中，可利用显微镜成像光路图( 图1) 引导由于所涉及的概率论和统计学原理在高中数学课程中学生展开分析讨论: 显微镜是由两组会聚透镜组成的的学习是滞后的，相应计算方法欠缺，往往让学生觉得光学折射成像系统。

遗传学是高中生物学课程中最难学的部分。

在图中观察到，物体AB通过物镜成放大的倒立所以，在教学中将相关的概率论等数学概念模型的实像A1B1，该实像再被目镜第二次放大，最终得到以举例的方式介绍给学生，并运用遗传实例引导学生最大放大效果的虚像A2B2，因此看到与实物标本相比进行演练，搭建相关学科知识，可以使学生“跳一跳摘倒立的放大的虚像。

由图可看出，显微镜的放大倍数到桃子”。

是指像A2B2与标本AB的比值( 即放大倍数=物镜倍首先提出概率是指某一事件发生的可能性的大数×目镜倍数) 。

所以放大倍数是指将物体的长、宽、小，用百分数或分数形式来表示多少。

例如，一对等位直径、半径放大的倍数，而不是指物体的体积和面积的基因的杂合子( Dd) 自交后代表现3: 1的性状分离比，放大。

但实际上，在视野中看到的是细胞面积放大后就是指在后代中显性性状个体出现的可能性为 3 /4。

的图像。

在学生分析的基础上，设计问题来加深理解对于像这些结果不可事先预言的随机事件之间的关系应用。

例如: 一般包括: 互不相容事件、对立事件、独立事件等。

在上述例子中，自交后代中的一个显性个体而言，其基因型不可能同时为DD和Dd，这就是互斥事件。

而后代中的表现显性的个体就是隐性个体的对立事件，它是互不相容事件的特例。

独立事件是指A事件的出现并不影响B事件的出现。

例如，两对等位基因的杂合子( AaBb) 在形成配子时，A与B移向同一极是互不影响的，属于独立事件。

那么，要计算这些事件之间发生的可能性大小，就要用到两个基本定律。

加法定律是指两个互斥事件共同发生的概率是其图1光学显微镜原理模式图各自概率之和。

Dd自交后代中，纯合子出现的概率为显微镜目镜为10 ×，物镜为10 ×时，视野被相连显性纯合子( DD) 和隐性纯合子 ( dd) 两者概率之和，的64个分生组织细胞所充满，若物镜转换为40 ×后，即 1 /4 + 1 /4 = 1 /2。

乘法定律是指两个相互独立的事则在视野中可检测到的分生组织细胞数为多少个?件同时发生的概率是其各自概率的乘积。

也就说两者解析: 换高倍物镜后放大倍数( 长度或宽) 为原来组合的概率要小于单独发生的概率。

AaBb自交后代的4倍。

当物镜为10 ×时，可看到64个分生组织细中，AaBb出现的概率是: 1 /2Aa × 1 /2Bb = 1 /4。

在接下胞，若物镜转换为40 ×时，原先的一个分生组织细胞来的学习活动中，教师就可以引导学生灵活运用数学又被放大了4 × 4 = 16倍，而视野范围则相应减小到原概念模型进行各类遗传问题的综合分析计算。

? 先的l /16，所以，视野中仅检测到64 × 1 /16 = 4个细。