高中生物教材各章節(jié)中與數(shù)學(xué)相關(guān)內(nèi)容及學(xué)生學(xué)習(xí)現(xiàn)狀的調(diào)查研究Word版

1、高中生物教材中與數(shù)學(xué)相關(guān)內(nèi)容及學(xué)生學(xué)習(xí)現(xiàn)狀的調(diào)查研究摘要：本文針對(duì)高中生物教材中的數(shù)學(xué)內(nèi)容，通過(guò)對(duì)學(xué)生的調(diào)查和教師的走訪，了解學(xué)生、教師在生物中有關(guān)數(shù)學(xué)計(jì)算、數(shù)學(xué)方法、數(shù)學(xué)思想等方面的學(xué)習(xí)、教學(xué)現(xiàn)狀。從調(diào)查結(jié)果中找出存在的問(wèn)題，為教師對(duì)該內(nèi)容的課題研究提供相關(guān)依據(jù)和思路，為今后的教學(xué)實(shí)踐做好準(zhǔn)備。關(guān)鍵詞：高中生物 數(shù)學(xué)內(nèi)容 調(diào)查研究在高中生物的教與學(xué)過(guò)程中，相關(guān)內(nèi)容會(huì)涉及到有關(guān)的數(shù)學(xué)方法和數(shù)學(xué)思想及構(gòu)建。近年生物高考中也頻繁出現(xiàn)數(shù)學(xué)問(wèn)題的考題，造成學(xué)生得分率低的現(xiàn)象。 本文就高中生物教材中相關(guān)的數(shù)學(xué)內(nèi)容進(jìn)行歸納。對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查、研究，了解學(xué)生存在的問(wèn)題并分析其原因，并對(duì)專職生物教師進(jìn)行

2、走訪。收集到的數(shù)據(jù)供教學(xué)教研為依據(jù)，從中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、并通過(guò)研教來(lái)解決問(wèn)題。 一、高中生物中與數(shù)學(xué)相關(guān)的內(nèi)容結(jié)合教材、考綱和高考試題的情況，我們認(rèn)為可從下列兩個(gè)角度去把握。1、生物方面，涉及到數(shù)學(xué)知識(shí)的內(nèi)容有：蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)、細(xì)胞分裂、光合作用、呼吸作用、物質(zhì)過(guò)膜、DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制、基因的表達(dá)、遺傳的基本規(guī)律、基因頻率、種群密度的調(diào)查、能量流動(dòng)等。2、數(shù)學(xué)方面，涉及的知識(shí)和方法主要有：排列組合、概率、集合、極限、數(shù)學(xué)圖形（包括坐標(biāo)曲線、柱形圖、扇形圖、表格、繪圖）的分析及繪圖、數(shù)據(jù)處理、數(shù)學(xué)建模等。二、調(diào)查對(duì)象及方式1、學(xué)生學(xué)習(xí)現(xiàn)狀為了詳細(xì)了解學(xué)生對(duì)于上述內(nèi)容學(xué)習(xí)中存在具體問(wèn)題，我們

3、對(duì)高三（19）（20）（21）（22）（23）班的學(xué)生采取了問(wèn)卷調(diào)查的形式進(jìn)行調(diào)查研究。統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下：表格1：高中生物數(shù)學(xué)計(jì)算學(xué)習(xí)情況調(diào)查問(wèn)卷各章節(jié)中相關(guān)的數(shù)學(xué)計(jì)算及常用的數(shù)學(xué)方法人數(shù)統(tǒng)計(jì)（個(gè)/ %）難一般容易數(shù)學(xué)計(jì)算蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的計(jì)算52/26.4%111/56.334/17.3%細(xì)胞分裂的計(jì)算56/28.4%104/52.8%37/18.8%光合、呼吸作用的計(jì)算53/26.9%105/53.3%39/19.8%物質(zhì)過(guò)膜的計(jì)算82/41.6%81/41.1%34/17.3%DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制的計(jì)算80/40.6%95/48.2%22/11.2%基因表達(dá)的計(jì)算47/23.9%83/42.1%

4、67/34.0%遺傳規(guī)律的計(jì)算107/54.3%68/34.5%22/11.2%基因頻率的計(jì)算90/45.7%72/36.5%35/17.8%種群密度調(diào)查的計(jì)算35/17.8%96/48.7%66/33.5%能量流動(dòng)的計(jì)算56/28.4%78/39.6%63/32.0%數(shù)學(xué)方法排列組合問(wèn)題78/39.6%72/36.5%47/23.9%概率問(wèn)題105/53.3%74/37.6%18/9.1%集合、極限問(wèn)題38/19.3%92/46.7%67/34.0%數(shù)據(jù)處理數(shù)學(xué)圖形分析及繪圖66/33.598/49.7%33/16.8%注：十月九號(hào)進(jìn)行上述調(diào)查，實(shí)際發(fā)放問(wèn)卷215份，收回有效答卷197份。從

5、表1中能看出，學(xué)生主要在物質(zhì)過(guò)膜、DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制、遺傳的基本規(guī)律、基因頻率、排列組合、概率、數(shù)學(xué)圖形分析及繪圖等方面存在較大困難，在光合、呼吸作用、細(xì)胞分裂、也存在一定困難，表現(xiàn)在：考試中得分率明顯偏低，訓(xùn)練中出現(xiàn)錯(cuò)誤較多。2、通過(guò)對(duì)學(xué)生平時(shí)訓(xùn)練和考試試卷的歸納分析，同時(shí)對(duì)部分學(xué)生的隨機(jī)訪問(wèn)。根據(jù)試卷分析和隨機(jī)訪問(wèn)的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)學(xué)生出現(xiàn)上述問(wèn)題的原因主要以下幾個(gè)方面：（1）相關(guān)生物學(xué)知識(shí)掌握不好，甚至于一些基本的生理過(guò)程和變化都不清楚，這就使得用數(shù)學(xué)思想分析失去了對(duì)象，無(wú)法完成題目的解答。例如：小腸中葡萄糖的要進(jìn)入到肝細(xì)胞中參與有氧呼吸，最少要穿過(guò)多少層生物膜？_答案:7層。很多學(xué)生在解答些

6、題時(shí)，因?yàn)楦静磺宄咸烟菑男∧c進(jìn)入肝細(xì)胞要依次經(jīng)過(guò)小腸絨毛壁、毛細(xì)血管壁、毛細(xì)血管壁、肝細(xì)胞膜等結(jié)構(gòu)，也就算不清所經(jīng)過(guò)的生物膜層數(shù)。（2）不善于從數(shù)學(xué)角度去思考生物學(xué)問(wèn)題，而這恰好是我們將復(fù)雜的生物學(xué)問(wèn)題簡(jiǎn)單化的方法。例如：利用數(shù)學(xué)中的集合，可以幫我們對(duì)一些易混概念進(jìn)行區(qū)分，也可將一些復(fù)雜的計(jì)算直觀的呈現(xiàn)在我們眼前。例題：一對(duì)夫婦的后代若僅考慮一種病，患甲病可能性為a，正常甲的可能性為b；患乙病可能性為c，正常乙可能性為d。他們只患一種病的可能性有以下幾種表達(dá)方式，其中正確的是（ ）ad+bc 1-ac-bd    a+c-2ac  

7、;  b+d-2bdA.       B.        C.         D.解析：主要考查遺傳病中概率的計(jì)算。根據(jù)題意，結(jié)合集合中的交集、補(bǔ)集等思想，做出下圖：從圖1中A中可以看出，患甲病的概率為a 或1-b,甲正常的概率為b或1-a；從圖1中B可以看出，患乙病的概率為c或1-d，乙正常的概率為d或1-c。則患一種病的概率為：1-ac（甲乙兩?。?bd（正常）或ad（只

8、患甲?。?bc（只患乙?。?（1-b）b+（1-d）d =b+d-2bd。從圖2中可以看出患一種病的概率：a+c-2ac。故均正確。很多學(xué)生因沒(méi)有利用集合的思想，使得計(jì)算過(guò)程非常復(fù)雜，并且往往因?yàn)槁┑羝渲幸恍┣闆r而算錯(cuò)。（3）對(duì)于排列組合、概率計(jì)算等常用數(shù)學(xué)方法不能熟練運(yùn)用，易出現(xiàn)計(jì)算方面的錯(cuò)誤。例如：如果有足量的三種氨基酸，分別為甲、乙、丙，則它們能形成的三肽種類以及包含三種氨基酸的三肽種類分別最多有（    ）A.9種，9種   B.6種，3種   C.27種，6種   D.3種，3種解析：多肽的不同

9、取決于構(gòu)成多肽的氨基酸的種類、數(shù)量、排列次序。三肽由三個(gè)氨基酸形成，若每種氨基酸均含有一個(gè)，可構(gòu)成三肽種類為A336種。若每種氨基酸數(shù)量不限，則三肽中的三個(gè)位置上，每個(gè)位置上出現(xiàn)的氨基酸的可能種類都為C13種，則三肽的種類為C13 C13 C1333種=27種。這樣，很快就能得到答案C。在訓(xùn)練中一些學(xué)生對(duì)于排列組合的方法不熟練，弄不清到底有哪些組合情況，從而錯(cuò)選其它選項(xiàng)。（4）不能運(yùn)用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)描述描述生物學(xué)現(xiàn)象。例如：在生物試題中經(jīng)常會(huì)給出坐標(biāo)曲線圖，讓學(xué)生描述圖中所體現(xiàn)的生物學(xué)內(nèi)容，學(xué)生總是啰哩啰嗦寫(xiě)大量文字還沒(méi)說(shuō)清楚。其實(shí)，我們只借鑒數(shù)學(xué)中描述函數(shù)的方式，分區(qū)間把曲線各段中橫縱坐標(biāo)的變化

10、關(guān)系寫(xiě)出即可。3、對(duì)本組生物教師的隨機(jī)訪問(wèn)的調(diào)查表。為了更全面的掌握教學(xué)雙方的情況，我們同時(shí)就上述問(wèn)題對(duì)部分生物教師進(jìn)行了隨機(jī)走訪，下表就是訪問(wèn)結(jié)果。表2：生物教師認(rèn)為學(xué)生學(xué)習(xí)存在困難的內(nèi)容學(xué)生學(xué)習(xí)存在困難的內(nèi)容認(rèn)同人數(shù)/走訪人數(shù)數(shù)學(xué)計(jì)算5/7圖形分析及繪圖7/7集合、極限問(wèn)題2/7數(shù)據(jù)處理問(wèn)題7/7數(shù)學(xué)建模問(wèn)題7/7注:十月十二號(hào)至十三號(hào)，共走訪7位生物教師.對(duì)比表1、2可以看出，教師和學(xué)生所反映出來(lái)的問(wèn)題基本一致。焦點(diǎn)都集中在物質(zhì)過(guò)膜、DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制、遺傳的基本規(guī)律、基因頻率、排列組合、概率、數(shù)學(xué)圖形分析與繪圖等方面。另外，教師一致認(rèn)為數(shù)據(jù)處理和數(shù)學(xué)建模是難點(diǎn)，對(duì)學(xué)生的能力要求較高。三

11、、針對(duì)上述問(wèn)題，生物教研組申報(bào)了省級(jí)課題，并已立項(xiàng)。此課題在我國(guó)教學(xué)現(xiàn)狀中是一個(gè)空缺，為了填補(bǔ)教學(xué)上的不足，基于此教與學(xué)解題技能的研究顯得尤為重要。我們準(zhǔn)備分三個(gè)階段、用三年時(shí)間完成本課題。第一階段：準(zhǔn)備啟動(dòng)階段（時(shí)間：2009、08-2010、02）第二階段：具體操作過(guò)程（時(shí)間：2010、02-2012、02）第三階段：總結(jié)鑒定階段（時(shí)間：2012、02-2012、06）2009、12、22附：調(diào)查問(wèn)卷表高中生物中與數(shù)學(xué)相關(guān)內(nèi)容學(xué)習(xí)情況調(diào)查問(wèn)卷各位同學(xué)： 你們好！非常感謝你撥冗填答本問(wèn)卷。本問(wèn)卷旨在征求你對(duì)高中生物中有關(guān)數(shù)學(xué)計(jì)算內(nèi)容的看法，以提供教學(xué)研究的參考。請(qǐng)你根據(jù)自己的學(xué)習(xí)實(shí)際情況來(lái)填

12、答。1-11題，每題選一項(xiàng)，將選項(xiàng)填在橫線上；12、13題用簡(jiǎn)要文字作答。謝謝你的協(xié)助與支持！1、關(guān)于蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)計(jì)算，你認(rèn)為_(kāi)A難 B一般 C容易2、關(guān)于細(xì)胞分裂的數(shù)學(xué)計(jì)算，你認(rèn)為_(kāi)A難 B一般 C容易3、關(guān)于光合作用、呼吸作用的數(shù)學(xué)計(jì)算，你認(rèn)為_(kāi) A難 B一般 C容易4、關(guān)于物質(zhì)過(guò)膜層數(shù)的數(shù)學(xué)計(jì)算，你認(rèn)為_(kāi)A難 B一般 C容易5、關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)和復(fù)制的數(shù)學(xué)計(jì)算，你認(rèn)為_(kāi)A難 B一般 C容易6、基因表達(dá)的計(jì)算，你認(rèn)為_(kāi)A難 B一般 C容易7、關(guān)于遺傳規(guī)律中概率的數(shù)學(xué)計(jì)算，你認(rèn)為_(kāi)A難 B一般 C容易8、關(guān)于基因頻率的數(shù)學(xué)計(jì)算，你認(rèn)為_(kāi)A難 B一般 C容易9、關(guān)于種群密度調(diào)查的數(shù)學(xué)計(jì)算，你認(rèn)為_(kāi)A難 B一般 C容易10、關(guān)于能量流動(dòng)的數(shù)學(xué)計(jì)算，你認(rèn)為_(kāi)