高三生物学复习中数学模型建构法的应用研究

发布时间：2020-05-04 10:07

【摘要】：2017年正式颁布实施的新的《普通高中生物课程标准》中指出:高中生物课程的宗旨是培养学生的生命观念、科学思维、科学探究与社会责任等内容组成的生物学科核心素养。将数学方法用于解决生物问题能培养学生的创造性、逻辑思维的严密性、分析问题和解决问题的能力。由此可见,通过在教学中开展数学模型建构的活动有望达到新课标提高学生科学素养的要求。数学模型的构建在新授课、复习课、习题课等不同课型中都应受到重视,但笔者通过对相关文献的研究发现,目前对复习课中数学模型建构法的研究案例很少,大多学者致力于将研究方向放在新授课上。但笔者认为复习课不是知识的复述,要想上好一节复习课,亦需要老师灵活运用多种教学方法,对知识进行有效整合和深入挖掘,理解教材的思维逻辑展开方式,带动学生学习的积极性。所以,对师生在复习课中应用数学模型的情况进行调查以及进行相关教学设计和有效课堂教学是本研究的主要内容。本课题采用文献分析法、问卷调查法、教育实践法进行研究。首先,利用知网和图书馆各种纸质资源对所要研究的内容进行了理论综述。对模型、模型教学的概念;数学模型的概念、分类、构建;本研究相关的心理学、教育学理论;本研究相关的国内外研究现状进行了阐述,奠定了理论基础。其次,对数学模型建构在高中生物复习课中的现状进行了调查研究,分别设计了学生问卷和教师问卷。问卷分析可知目前学生对构建数学模型较为有兴趣,但是独立完成模型分析和构建对他们来说较为困难。一方面,由于数学模型对学生的创新思维和逻辑性要求较高,另一方面是老师自身的模型教学能力有待提高。接着是研究模型建构在生物复习课教学中的实践。筛选适合进行数学模型教学的内容,进行教学设计和教学实践,实践分成对照组与实验组,自变量为是否以数学模型建构的方式进行复习课教学,控制无关变量。在为期一个月的教学实践前后,分别调查学生的学习成绩、对生物课的兴趣和自信心,并将数据进行统计分析,检验模型建构教学的有效性。通过研究,可以得出以下结论:数学模型在复习课中的应用可以明显提高学生学习成绩;可以提高学生学习兴趣和自信心;可以促进深度学习;可以提高学生的科学思维。因此数学模型在复习课教学中是非常重要的,应该为广大一线教师所重视并主动学习利用。论文最后结合问卷调查和教学实践对复习课中应用数学模型提出了尝试性建议,希望本研究对高三生物教学和高考复习具有一定指导意义。
【图文】：

复习课,中数,建模,角度

耻学位论文逡逑ＭＡＳＴＥＲ＇Ｓ邋ＴＨＥＳＩＳ逡逑图４－１学生认为可进行数学模型建构的内容逡逑第三题是为了考察学生对高中生物几个重要知识点与建立数学模型的关系的逡逑理解程度。如表所示，学生选择最多的是光合作用中Ｃ３、Ｃ５的含量变化、氨基酸逡逑脱水缩合过程中氨基酸数、肽链数、脱去水分子数的关系式、自由组合定律。学生逡逑选择较多地是可以建立数学模型的内容。选择较少的是细胞的分化、基因的表达、逡逑细胞膜的流动性，这些跟内容较多地与物理模型相联系。逡逑第七题是光合作用中一个典型的例题，该题正确答案是ＢＥＦ，学生正确率仅仅逡逑有１３％。说明对于数学模型在习题的具体应用，，学生把握的并不好，有待改进。逡逑（二）

曲线图,老师,数学模型

逦—邋－ｊ逡逑有丝分裂中染色体的教Y 化的曲线图４５逡逑u"传性状分离比２６逡逑Ｉ逡逑酶活性与怤度、底物浓度和酸喊度的关系图＾邋４７逡逑光合作用过程的图解以及反应式逡逑￣Ｉ逦？逦！逦ｉ逦！逦！逡逑０逦１０逦２０逦３０逦４０逦５０逡逑图４－３高中生物课本中教师比较熟悉的数学模型逡逑第十五题是为了调查在高中生物课本中教师比较热悉的数学模型。结果显示，逡逑有丝分裂中染色体的数变化的曲线图、酶活性与温度、底物浓度和酸碱度的关系图、逡逑光合作用过程的图解以及反应式这三种模型所占比例较高。最不熟悉的是关于ｎ逡逑个氨基酸形成ｍ条肽链时的相关计算问题。分析可知教师较为熟悉的数学模型类逡逑型都是曲线模型，且所涉及的内容是学生学习一个重难点，在高考试题中也经常出逡逑现。至于氨基酸的计算问题是属于表达式模型，是教师和学生接触较少的一个模型逡逑种类，且这部分内容虽然是学习蛋白质内容的的一个难点，但是在高考试题中涉及逡逑很少，综合试卷中很少出现此类题目，所以教师普遍反映不熟悉这个模型。逡逑其他｜邋0逡逑增强学生学习兴趣２２逡逑便于学生理解油象事物３５逡逑ｊ逡逑拓宽字生的思维２３逡逑提晶深堂效率，加变字生芬，学Ｊｉ—３６逡逑提高字生严谨的研究态度建模３９逡逑提供科学的研究方法ｍｍｍｍ逡逑提晶子生分析、解决问题目５力４６逡逑￣ｒ逡逑增强学生对知识的芏握、理解４２逡逑＊１逦ｉ逦Ｉ逦１逦；逦！逡逑０逦１０逦２
【学位授予单位】：华中师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：G633.91

【参考文献】