Matematică în clasa de biologie

Numerele și valorile măsurate sunt fiabile și obiective. Ajutoarele matematice sunt utilizate zilnic de către biologi într-o varietate de moduri: pentru evaluarea și analiza datelor sau pentru verificarea statistică a cunoștințelor nou dobândite.

Există două modalități prin care biologii pot dobândi cunoștințe: să creeze modele de calcule pe baza datelor de observare sau să urmeze calea științifico-experimentală clasică. În ambele cazuri, instrumentele matematice sunt utilizate pentru a evalua datele obținute. Pentru orele de biologie, acest lucru duce la provocarea ancorării matematicii ca un ajutor important în procesul de cunoaștere mai ferm în clasele de biologie.

1 + 1 = 500. După împerecherea reușită, femela moliei de mătase depune până la 500 de ouă în câteva zile, din care ies noi omizi. Elevii descriu matematic etapele ciclului de dezvoltare holometabolică a moliei de mătase. Pentru a face acest lucru, ei organizează date, citesc din diagrame și aleg forme adecvate de documentare și comunicare a rezultatelor.

Cu ajutorul metodei de captură/recapturare, poate fi estimată dimensiunea unei populații pe teren. Un experiment simplu de model arată mai întâi studenților condițiile cadru biologic și matematic pe care se bazează aplicarea metodei. Elevii transferă apoi modelul într-o situație reală pe teren și determină mărimea unei populații de melci.

Problema probabilității apariției bolilor genetice este de natură matematică și statistică. Elevii explică probabilitățile în contextul diferitelor boli genetice. Înțeleg probabilitatea genetică ca o mărime matematică-statistică și o explică folosind principii matematice. În plus, elevii fac diferența între semnificația cotidiană și semnificația matematică a termenilor.

Experimentul nu a reușit, iar specificarea reprezentării grafice corespunzătoare nu este o opțiune? Elevii modelează independent relația dintre fotosinteză și intensitatea luminii. Pentru a face acest lucru, ei construiesc și interpretează diagrame liniare cu ajutorul unor considerații matematice și biologice și reprezintă grafic curbele caracteristice pentru frunzele de lumină și umbră.

Crustaceele au fost folosite mult timp ca indicatori ai condițiilor de mediu - în special modificări ale salinității apei din jur. Elevii dezvoltă idei și descriu modul în care fenomenul de formare a cocoașei din Cyprideis torosa poate fi folosit pentru reconstituirea salinității. Ei folosesc o funcție de transfer ca ajutor matematic pentru a descrie relațiile.

La sfârșitul secolului al XIX-lea, variantele de molie de mesteacăn (Biston betularia), care erau de fapt pete de alb, au apărut din ce în ce mai mult în zonele industriale englezești din cauza melaninei. Folosind datele actuale, elevii calculează distribuția generală a fluturilor pe trunchiuri, ramuri și crenguțe, pe această bază evaluează criticile încercărilor inițiale de melanism industrial și explică dacă există o diferență clară în zonele în care se află sexele. În cele din urmă, studenții argumentează dacă liliecii sunt o posibilă cauză a unui efect de selecție diferit puternic asupra celor două morfuri ale pistonului.

Un studiu pe termen lung ar trebui să clarifice în cele din urmă problema unei presiuni de selecție diferite pentru cele două morfuri ale moliei negre de către păsări ca prădători. Studenții evaluează datele din studiul pe termen lung și răspund la întrebarea cu privire la o presiune selectivă, diferit, puternică de selecție asupra celor două morfuri. Ei evaluează variația presiunii de selecție de-a lungul anilor experimentului pentru ambele morfuri și discută în cele din urmă dacă ipoteza originală a lui Kettlewell de a explica melanismul industrial din molie poate fi menținută.