人教版必修三 种群数量的变化 教案7.doc

指导思想与理论依据本节课通过学生绘制细菌增长曲线，建立数学模型，并对模型进一步修正推广到各种生物建立种群的“j”型增长模型。最后再归纳数学模型建立的过程，避免了学生产生畏难情绪学生。教材分析l 本节可以分为三部分：第一部分是建构种群增长模型的方法；第二部分是种群数量的变化情况，包括种群增长、波动和下降；第三部分是探究培养液中酵母菌种群数量的变化。l 建立数学模型的方法是本模块科学方法教育的侧重点，这方面的内容又主要集中在本节。因此，教材将如何建立数学模型放在突出的位置：问题探讨中让学生尝试根据细菌繁殖速率的假设，建立细菌种群的增长模型，并设法进行验证；正文第一部分结合问题探讨中的实例，引导学生分析建构数学模型的方法，并尝试进行模型形式的转换；在第二部分讲述j型增长曲线时，又让学生进一步体会建构数学模型的方法。l 关于种群的数量变化，教材介绍了四种情况：j型增长、s型增长、波动和下降。应当注意的是，教材以问题串的形式揭示了这四种情况之间的内在联系：在理想的无限环境中，即资源和空间十分充足，没有天敌和其他灾害等，种群数量会呈j型增长；而在自然界，资源和空间总是有限的，因此，即使出现j型增长，也不可能持续很久，经过一定时间的增长后，数量会在k值左右趋于稳定，这种增长模型为s型增长；由于气候、食物、天敌、传染病等因素的影响，大多数种群的数量总是在波动的，在不利条件下，甚至会出现持续的下降乃至消亡。l 本节内容还十分重视联系社会实际，对学生进行情感态度价值观的教育。如曲线查阅人口增长数据，分析人口增长模型；建立自然保护区，提高环境容纳量，以保护大熊猫等珍稀动物；捕鲸业导致许多鲸种群数量的下降等。l 第三部分探究培养液中酵母菌种群数量的变化，是一项有着多方面意义和价值的探究活动。这项探究在写法上给学生留出了较大的自主探究的空间，包括作出假设、讨论探究思路、制定计划、实施计划等，都由学生自己完成，教材中只给予了必要的提示，以期培养学生的探究能力。由于这项探究所需的时间较长（一周以上），教材将它编排在本节知识性内容之后，未穿插在课文之中。可以在完成本节第一、二部分内容之后单独安排。学情分析 模型构建的方法较难；增长的曲线绘图。教学目标1、 填写表格，根据表格数据绘制坐标曲线；2、 通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化，尝试建构种群增长的数学模型。3、 对比j型、s型曲线，分析影响k值的因素；4、 利用k/2分析捕鱼、灭害的最佳时期。教学重点和难点教学重点：尝试建构种群增长的数学模型，并据此解释种群数量的变化。教学难点：建构种群增长的数学模型。教学过程教学环节 教师活动 预设学生行为设计意图 以“问题探讨”导入播放细菌分裂视频，引导学生得出n代细菌数量的计算公式。基于已有数学知识进行计算归纳通过创设情境，让学生感受生命。建立种群增长模型的方法组织学生讨论：1.对细菌种群数量增长而言，在什么情况下2n公式成立？2.这个公式揭示了细菌种群数量增长的什么规律？3.在学过的生物学内容中，还有哪些生物学问题可以用数学语言来表示。指导学生绘制曲线，并引导学生讨论，同数学公式相比，曲线图表示的模型有什么局限性？ 小结：在描述、解释和预测种群数量的变化时，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。学生讨论，充分陈述自己的观点。根据公式填写表格，并绘制坐标曲线。用数学语言描述生物现象。认识种群数量增长模型的另一种表现形式。种群增长的”j”型曲线提出问题，组织讨论：以上讨论的是在实验条件下种群的数量变化，在自然界中种群的数量变化情况如何？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。明确“j”型种群增长的原因。 学生讨论：1.野兔种群增长的原因有哪些？2.怎样用数学语言来描述野兔种群增长的规律？3.如果用n0表示野兔种群的起始数量，用表示野兔种群数量每年的增长倍数，用nt表示t年后野兔种群的数量，那么，nt为多少？4.根据上述素材，估算1869年时，野兔种群数量为多少？（说明计算方法）5.列举在自然界中还有哪些与素材中野兔种群数量增长相类似的情况。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。明确“j”型种群增长的原因。种群增长的“s”型曲线如果自然界的生物种群都是以“j”型方式增长，地球早就无法承受了。呈现高斯实验（有条件的学校可将高斯实验用计算机模拟技术呈现出来）。提出讨论题：1.你认为高斯得出种群经过一定时间的增长后，呈“s”型曲线的原因是什么？2.在高斯实验的基础上，如果要进一步搞清是空间的限制，还是资源（食物）的限制，该如何进行实验设计？3.如何理解k值的前提条件“在环境条件不受破坏的情况下”？请举例说明。小结：经过一定时间，在各种因素的作用下，种群数量增长会趋于稳定，呈“s”型曲线。在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量称为“环境容纳量k值”。学生思考：有哪些因素制约着种群数量的增长？学生讨论。学生讨论教材中“思考与讨论”素材。从资源和空间上思考种群增长问题。用生物学语言解释“s”型曲线（数学模型）。理解k值，并解释和说明实际问题。种群数量的波动和下降提出问题：在自然界中，种群数量是否总能稳定在k值？为什么？总结：从具体的生物现象与规律建立抽象的数学模型，又用抽象的数学模型来解释具体的生物学现象与规律，这是学习本节的要旨。学生讨论教材中东亚飞蝗种群数量的波动。讨论影响种群数量波动的因素。从多因素思考种群数量的变化？板书设计4.2种群数量的变化一、建构种群增长模型的方法1、细菌的增长曲线：1个、n代、n=2n 曲线2、建构种群增长模型的方法二、种群增长的“j”型曲线 1、模型假设2、建立模型 3、各参数的意义三、种群增长的“s”型曲线 1、条件2、曲线3、k值四、种群数量的波动和下降 1、自然因素 2、人为因素学生学习活动评价设计 用细菌的繁殖问题导入，和学生一起总结公式，填写表格，绘制曲线，探讨种群数量的变化特点，启发学生用数学方法表达，建构起细菌种群增长的数学模型。并很自然地从细菌推广到其他生物种群数量的增长。然后对建构数学模型的方法进行总结：观察对象-合理假设-数学表达-检验修正。让学生体验了建构数学模型的过程，使学生克服了畏难情绪，降低了难度。教学反思这节课的重点难点都在于种群增长的数学模型的建构，我用细菌的繁殖问题导入，和学生一起总结公式，填写表格，绘制曲线，探讨种群数量的变化特点，启发学生用数学方法表达，建构起细菌种群增长的数学模型。并很自然地从细菌推广到其他生物种群数量的增长。然后对建构数学模型的方法进行总结：观察对象-合理假设-数学表达-检验修正。让学生体验了建构数学模型的过程，使学生克服了畏难情绪，降低了难度。然后指导学生对生态学家高斯的培养草履虫实验的结果进行分析，引出“s”型种群数量变化的模型，并通过讨论归纳出导致两种曲线不同的原因。最后通过熊猫的保护、家鼠的控制分析影响k值的因素，并得出种群数量的变化不仅包括增长