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种群数量的变动 教学设计定稿


《种群数量的变动》教学设计

富 县 高 级 中 学







《种群数量的变动》教学设计
富县高级中学
一、课题名称: 中图版,高中生物必修三、第二单元《生物群体的稳态与调节》 、第一章 《种群的稳态与调节》 、 第二节《种群数量的变动》 。 二、

教材分析: 高中生物课程标准对这节的内容标准描述为: 尝试建立数学模型解释种群的 数量变动。活动建议:探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化。中图版教材中 这节的内容包括三方面: 一是影响种群数量变动的主要因素;二是种群数量的变 动情况; 三是探究活动──建立种群增长模型。 种群数量的变动包括增长、 波动、 稳定和下降等,由于课时所限,教材主要对种群的增长进行探究。 三、学情分析: 学生在本章的第一节已经学习了种群的概念和种群的特征,在此基础上过渡 到种群数量变动的学习顺理成章。 高二学生在数学课上学习过指数函数的表达式 和坐标图的绘制方法, 这为本节课数学模型的构建奠定了基础。但是我校学生的 知识基础相对薄弱,所以在建构数学模型时不可以操之过急。 四、教学目标: 1、说明影响种群数量变动的主要因素。 2、能根据数学知识获取数据并处理数据,尝试建构种群的“J”型增长模型 和“S”型增长模型,并能应用数学模型解释种群数量的变化。 3、说出人类活动对种群数量变化的影响。 五、教学重点与难点: 1、建构种群增长的数学模型。 2、根据建构种群增长的数学模型,解释种群数量的变化 六、教学方法: 模型构建法是新课程、 新教材中提出的新的科学方法,而数学模型又是高中 阶段模型构建法的难点。 本节课遵循建构主义的理论, 在学生已有的数学基础上, 重新建构新的知识──建构揭示种群增长规律的数学模型。基于我校的实验条 件,对教材作适当的处理,没有用教材探究活动“培养液中酵母菌种群数量的动

范惠霞

态变化” 建构种群增长的数学模型,而通过播放细菌增殖动图,推测培养液中 细菌一定时间的数量变化数据和一定时间实测实验数据来建构种群增长的数学 模型。具体做法如下: 1、 通过引导学生根据数学知识推测数据建构种群的“J”型增长模型;并引 导学生根据给出的实测实验数据建立种群的“S”型增长模型,培养学生提取数 据,处理数据和建立简单的数学模型的能力。 2、通过对种群增长模型的分析,领悟数学模型对揭示种群动态变动规律, 研究种群稳态与调节机制的重要意义, 引导学生比较“J”型曲线和“S”型曲线 区别和联系,培养学生比较和归纳的能力。 七、教学过程: 学生活动 教师的组织和引导 教学意图

导入:地球上的每种生物都有很大的生 通过创设情境,导入 殖潜力,如果这种潜力不受影响,生物 新课。 种群会在短期内达到惊人的数量。但大 多数情况下,不可能出现这种现象。那 么,种群数量的变化有什么规律呢? 引出课题并板书课题。 提出问题:影响某一地区人口数量的因 素有哪些? 一、影响种群数量变动的因素 学生自学教材,思考 总结 学生回答 内容浅显易懂,培养

请 学 生 阅 读 教 材 67 页 和 68 页 第 一 学生自学能力。 段,总结直接影响种群数量变动的因素。 结合学生回答,教师总结出两方面因素 并板书。

学生观看

播放细菌增殖动图。 提示:假如现有一种细菌,在适宜的温 通过创设具体的情

度、湿度等环境下,每20 min 左右通过 境,让学生感受活生 分裂繁殖一代。 生的生命现象。

学生基于已有的数学 请学生算出一个细菌产生的后代在 知识进行演算、推出 0-240分钟时间段内的数量,并填写在学 培养学生应用数学模 增长公式。 案表格中,推出增长的数学公式。 型研究生物问题的方

学生基于已有的数学 引导学生在学案坐标系1中画出细菌的种 法 知识绘制坐标图。 群数量增长曲线。 初步培养学生建立数 学模型的意识。

学生讨论, 得出结论。 引导学生讨论,同数学公式相比,曲线 图表示的模型有什么优缺点?

小结:在描述、解释种群数量的变化时, 培养学生分析问题的 常常需要建立数学模型。数学模型的表 现形式可以为公式、图表等。 二、建立种群增长模型 (一) 、种群增长的“J”型曲线 学生观察画出的细菌 通过画出的细菌种群数量增长曲线,讲 种群数量增长曲线, 授“J”型曲线,如教材第68页图2-1-4 了解种群数量的指数 和第69页图2-1-6世界人口的增长曲线 增长。 说明自然界确实有指数增长的情况。 播放澳大利亚野兔泛滥及美国环颈雉数 量增长的资料。 提出问题:在什么条件下 种群 会出现 培养学生分析问题解 “J”型增长曲线? 学生记录种群增长的 引导学生分析种群增长的“J”型曲线 “J”型曲线形成的 形成的原因。 原因。 理想环境:食物和空间条件充裕,气候 通过知识迁移,进一 适宜和没有敌害等,即无环境阻力。 步加深对数学模型的 决问题的能力。 通过具体实例, 加深 对数学模型的理解, 并用数学语言解释种 群数量增长的规律。 拓展学生思考的能力 能力。

介绍种群增长的“J”型曲线出现的几 理解。 种情况。 学生讨论, 得出结论。 提出问题:教材68页分析讨论题2。 引导学生根据建立数学模型的步骤,引 导学生根据教材 68 页分析讨论题 2 建立

学生推导种群增长的 “J”型曲线的数学模型(是一种指数函 一般表达式。 数)Nt=NOλ 我们知道自然界许多种群起始数量不一 定是1,下一代不一定是上一代的2倍, 而且繁殖速率要慢得多。 学生思考:有哪些因 引导学生思考问题:从资源和空间上种 从资源和空间上思考 素制约着种群数量的 群 增 长 “J” 型 曲 线 能 否 一 直 保 持 下 种群增长问题。 增长? 去? 给出一组科学家进行细菌培养实验实测 的实验数据(见学案表格2) ,引导学生 学生基于数学知识绘 根据实验数据在学案坐标系2画出细菌 制坐标图。 的种群数量增长曲线并观察曲线形状。 讲解由于环境阻力的限制,实际种群数 量不可能呈现一直增长下去的趋势,而 是达到了一个最大值 (K 值) 并稳定下来。 (二)种群增长的“S”型曲线 学生讨论教材中“思 观察曲线的形状,分析有哪些因素制约 考讨论”题3。 着种群数量的增长?学生讨论教材中 “思考讨论”题3。 尝试分析“S”型曲 线产生的原因 用生物学语言解释 “S”型曲线 (数学模

由于环境阻力的限制,引导学生从理论 型) 。 上分析“环境阻力”制约下的增长情况 ----种群增长的“S”型曲线。 屏幕展示生态学家高斯的实验,再 次深入分析引出 K 值的定义,并交代 K 值的意义。 学生感悟 讲解 K 值应用的实例。 理解 k 值,并解释和 说明实际问题。

学生观察教材中澳大 三、种群数量的波动和下降 利亚塔斯尼岛上的绵 提出问题:在自然界中,种群数量是否 从多因素思考种群数

羊种群数量的动态波 总能稳定在 k 值?为什么? 动。讨论影响种群数 自然种群的数量变动除了增长外,还有 量波动的因素。 周期性波动、下降等。 总结:

量的变化

培养学生比较和归纳

引导学生比较“J”型曲线和“S”型曲 能力,把握学习方法 线的区别和联系。 八、板书设计 一、影响种群数量变动的因素 1、出生率和死亡率 2、迁入和迁出 二、建立种群增长模型 (一) 、种群增长的“J”型曲线 1、定义 2、模型假设 3、数学模型公式 (二) 、种群增长的“S”型曲线 1、定义 2、环境容纳量 三、种群数量的波动和下降 九 .课后反思 通过教学实践, 本节课值得肯定之处: 认真分析新课标与新教材, 大胆取舍, 合理整编了教材,影响种群数量变动的因素----出生率和死亡率及迁入迁出,交 给学生自学,教学重点放在构建种群增长模型。通过播放细菌增殖动图,激发学 生学习动机, 根据细菌在不同时间数量推测, 引导学生根据数学知识建构种群的 “J”型增长模型; 并引导学生根据给出的真实实验数据建立种群的“S”型增长 模型,培养学生提取数据,处理数据和建立简单的数学模型的能力。教学过程符 合学生认知规律,注重科学方法的训练。有待改进之处:由于学生的数学基础较 差,数学模型建构过程耗时较长,导致后面关于“应用”的讨论略显仓促,学生 展示的时间较短,语言表达能力训练比较少。 要旨, 巩固所学知识。


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