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：本文針對高中生物教材中的數(shù)學(xué)內(nèi)容，通過對學(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)果中找出存在的問題，為教師對該內(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)過程中，相關(guān)內(nèi)容會涉及到有關(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)生存在的問題并分析其原因，并對專職生物教師進(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)問題、提出問題、并通過研教來解決問題。 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)為可從下列兩個角度去把握。1、生物方面，涉及到數(shù)學(xué)知識的內(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、能量流動等。2、數(shù)學(xué)方面，涉及的知識和方法主要有：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)生對于上述內(nèi)容學(xué)習(xí)中存在具體問題，我們

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

4、67/34.0%遺傳規(guī)律的計算107/54.3%68/34.5%22/11.2%基因頻率的計算90/45.7%72/36.5%35/17.8%種群密度調(diào)查的計算35/17.8%96/48.7%66/33.5%能量流動的計算56/28.4%78/39.6%63/32.0%數(shù)學(xué)方法排列組合問題78/39.6%72/36.5%47/23.9%概率問題105/53.3%74/37.6%18/9.1%集合、極限問題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：十月九號進(jìn)行上述調(diào)查，實際發(fā)放問卷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)錯誤較多。2、通過對學(xué)生平時訓(xùn)練和考試試卷的歸納分析，同時對部分學(xué)生的隨機(jī)訪問。根據(jù)試卷分析和隨機(jī)訪問的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)學(xué)生出現(xiàn)上述問題的原因主要以下幾個方面：（1）相關(guān)生物學(xué)知識掌握不好，甚至于一些基本的生理過程和變化都不清楚，這就使得用數(shù)學(xué)思想分析失去了對象，無法完成題目的解答。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，最少要穿過多少層生物膜？_答案:7層。很多學(xué)生在解答些

6、題時，因為根本不清楚葡萄糖從小腸進(jìn)入肝細(xì)胞要依次經(jīng)過小腸絨毛壁、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)問題，而這恰好是我們將復(fù)雜的生物學(xué)問題簡單化的方法。例如：利用數(shù)學(xué)中的集合，可以幫我們對一些易混概念進(jìn)行區(qū)分，也可將一些復(fù)雜的計算直觀的呈現(xiàn)在我們眼前。例題：一對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算。根據(jù)題意，結(jié)合集合中的交集、補集等思想，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)生因沒有利用集合的思想，使得計算過程非常復(fù)雜，并且往往因為漏掉其中一些情況而算錯。（3）對于排列組合、概率計算等常用數(shù)學(xué)方法不能熟練運用，易出現(xiàn)計算方面的錯誤。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。三肽由三個氨基酸形成，若每種氨基酸均含有一個，可構(gòu)成三肽種類為A336種。若每種氨基酸數(shù)量不限，則三肽中的三個位置上，每個位置上出現(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，從而錯選其它選項。（4）不能運用數(shù)學(xué)語言來描述描述生物學(xué)現(xiàn)象。例如：在生物試題中經(jīng)常會給出坐標(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)生總是啰哩啰嗦寫大量文字還沒說清楚。其實，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)系寫出即可。3、對本組生物教師的隨機(jī)訪問的調(diào)查表。為了更全面的掌握教學(xué)雙方的情況，我們同時就上述問題對部分生物教師進(jìn)行了隨機(jī)走訪，下表就是訪問結(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)計算5/7圖形分析及繪圖7/7集合、極限問題2/7數(shù)據(jù)處理問題7/7數(shù)學(xué)建模問題7/7注:十月十二號至十三號，共走訪7位生物教師.對比表1、2可以看出，教師和學(xué)生所反映出來的問題基本一致。焦點都集中在物質(zhì)過膜、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，對學(xué)生的能力要求較高。三

11、、針對上述問題，生物教研組申報了省級課題，并已立項。此課題在我國教學(xué)現(xiàn)狀中是一個空缺，為了填補教學(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)備分三個階段、用三年時間完成本課題。第一階段：準(zhǔn)備啟動階段（時間：2009、08-2010、02）第二階段：具體操作過程（時間：2010、02-2012、02）第三階段：總結(jié)鑒定階段（時間：2012、02-2012、06）2009、12、22附：調(diào)查問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)查問卷各位同學(xué)： 你們好！非常感謝你撥冗填答本問卷。本問卷旨在征求你對高中生物中有關(guān)數(shù)學(xué)計算內(nèi)容的看法，以提供教學(xué)研究的參考。請你根據(jù)自己的學(xué)習(xí)實際情況來填

12、答。1-11題，每題選一項，將選項填在橫線上；12、13題用簡要文字作答。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)計算，你認(rèn)為_A難 B一般 C容易2、關(guān)于細(xì)胞分裂的數(shù)學(xué)計算，你認(rèn)為_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)計算，你認(rèn)為_ A難 B一般 C容易4、關(guān)于物質(zhì)過膜層數(shù)的數(shù)學(xué)計算，你認(rèn)為_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)計算，你認(rèn)為_A難 B一般 C容易6、基因表達(dá)的計算，你認(rèn)為_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)計算，你認(rèn)為_A難 B一般 C容易8、關(guān)于基因頻率的數(shù)學(xué)計算，你認(rèn)為_A難 B一般 C容易9、關(guān)于種群密度調(diào)查的數(shù)學(xué)計算，你認(rèn)為_A難 B一般 C容易10、關(guān)于能量流動的數(shù)學(xué)計算，你認(rèn)為_