教学设计 《种群》教学设计

《种群》教学设计赵伟涛（东北师大附中130021）【教材分析和处理】“种群”是人教版《全日制普通高级中学教科书（必修）生物》第二册第八章的重点内容之一。本节教材主要介绍种群的特征、种群数量增长及其研究意义。这一节的安排有助于学生认识生物与环境的相互关系，领悟系统分析的思想和方法并了解数学方法在生态学中的应用，此外还有助于强化学生的生态意识。教材还注重科学方法教育，如标志重捕法及数学模型的建立和应用等，教学中可让学生亲历模拟实验及建模等探究活动来领悟。由于迁入和迁出是直接影响种群密度的重要因素，因此本课在原有教材的基础上增加了迁入率和迁出率的介绍。另外教材在种群增长的“J”型曲线中举例；“以某种动物为例，假定种群的起始数量为N0，年增长率为λ，一年后该种群的数量应为：N1=N0λ，”但以往经验表明，部分学生却得出N1=N0（1+λ）。究其原因，教材实际选择的是世代不相重叠的种群，以避免涉及微分方程就直接得出“J”型曲线；而学生却因熟悉世代重叠的种群而误解，因此在教学中采用以细菌为例来分析其数量变化的规律就可以避免学生的误解。至于学生熟知的世代重叠种群，只要以澳大利亚的野兔为例让学生知道统计结果表明情况类似就可以了。【学情分析】学生已经建立了生态因素的概念，为探究种群数量变化的原因提供了基础。数学建模虽较陌生，但学生已有的知识完全可以胜任。对于种群数量的控制，如有益种群的扩增和灭鼠等问题可能会与学生固有经验冲突，但深入探讨正可以使概念重建并完善。【教学目标】知识与技能1.列举种群的特征。2.尝试建立数学模型来解释种群的数量变化。过程与方法1.通过模拟活动，领悟标志重捕法。2.提高分析和比较的能力，描述、解释和预测自然界中的实际问题。情感、态度与价值观1.认识研究种群动态的意义，形成辨证的生态学观点和可持续发展的观念。2.关注人口问题，认同计划生育政策。【教学重点】种群的特征和种群数量的变化。【教学难点】标志重捕法的领悟和种群增长数学模型的建构。【教学方法】探究法、讨论法、讲授法等。【教学过程】程序教师活动学生活动设计意图明确学习目标播放美国一个小镇鼠灾的录像，结合背景描述联系鼠灾爆发原因及防治措施，提出本课目标。观看、思考。创设问题情景,激发学生的探究欲望，主动地参与学习过程。建构种群特征的概念网络以解决鼠灾为线索，首先研究种群最基本的数量特征——种群密度。组织学生阅读教材并思考：1.什么是种群密度?2.同一地点不同种群的密度是否相同？3.同一地点同一种群的密度是否固定不变?引发学生思考如何调查褐家鼠的种群密度呢？布置模拟调查实验——讨论如何在短时间内估算出烧杯中黄豆的数量？如发现学生不使用标志重捕法，可进一步提示：只用一支笔能完成估算么？归纳：在一般情况下，要逐一计算某种群的个体总数是很困难的，标志重捕法是研究者调查动物种群密度时常用的一种取样调查法。通过分析影响种群密度变化的因素引出迁入率和迁出率、出生率和死亡率、年龄组成和性别比例等种群的其他特征。组织学生讨论：为什么性别比例会在一定程度上影响种群密度？试举一个既不污染环境，又能防止农业害虫的方法。学生阅读、思考，在理解种群密度的概念后回答问题。倾听、交流方案，完成实验。计算我国04年人口的出生率和死亡率，分析我国人口年龄组成的类型，预测我国未来几年人口数量变化趋势。学生充分讨论后回答。学生自主学习，主动建构新知识。给学生充分的机会发挥创造性，使学生亲身参与探究过程，有利于学生知识的建构和科学研究方法的领悟，并感受成功。引导关注人口问题，认同计划生育政策。尝试将所学知识运用于新情境中，解决实际问题，同时进一步培养学生的环保意识。探究种群数量的变化规律创设情境：现有一种细菌，在适宜的温度、湿度等环境下，每20min左右通过分裂繁殖一代，思考：1.24h后，由一个细菌分裂产生的后代数量是多少？2.n代细菌数量是什么？进一步引导：1.能否通过一个比数学公式更直观的方法来反映细菌种群数量增长趋势？2.培养皿中的细菌能否一直增多？3.在自然界中，限制某种群数量增长的主要因素有哪些？小结：种群研究的核心问题是种群数量变化的规律。在自然界中，在多种因素的影响下，种群的数量变化可能为增长、波动、稳定或下降。两种不同的增长模型也不是完全孤立存在的，环境因素的改变有可能导致种群的增长模式的转化。计算并表述。尝试对细菌种群的增长趋势建立数学模型（描点绘图），绘制出“J”型曲线。阅读课本中环颈雉增长曲线图，说明增长情况相似。列举可能的限制因素，修正“J”型曲线，推出“S”型曲线。完成理想条件下种群增长模型的建构。让学生深入理解只有在特定的时空条件下才会表现为“J”型曲线。认知冲突，激发探究新兴奋点。由于资源和空间总是有限的，增长的模型最终会表现为“S”型。探讨研究种群数量变化的意义合理利用生物资源：假设你承包了一个鱼塘，为使鱼类种群的增长率达到最大值，应将鱼类种群的数量控制在哪一点？控制有害种群：1.对家鼠等有害动物的防治,应采取哪些措施?2.可使用剧毒药品么？3.灭鼠要灭到什么程度？运用“S”型曲线解决问题。小组讨论、交流各种灭鼠方法并讨论利弊。以生态学观点认识有害种群。联系实际，将知识拓展、延伸。形成辨证的生态学观点，为群落的学习做好铺垫。评价与总结评价学生学习情况。推荐相关网站，以解决课后遇到的问题：今天我们学习了种群方面的内容，其中种群数量的变化是种群研究的核心问题，种群特征以及外界条件都可以影响种群的数量变化。掌握种群数量变化的动态规律，有助于我们调控种群，使人和自然和平共处，持续发展，最终使整个生物圈平衡发展。学生记录网址。拓展了教育资源，为学生提供了一个自主学习的空间。【板书设计】年龄组成性别比例年龄组成性别比例迁入率迁出率出生率死亡率种群密度增长模型种群数量“S”型“J”型种群【教学体会】本节课教与学的设计可以概括为：通过“动”达到“知”。“动”指的是学生的动脑思考、动手操作及动口表述与交流，这些都是探究活动不可缺少的环节；当然，这需要教师设置情景，引导学生去做、去想、去表述。实际教学中，由学生熟悉的种群现象入手，让学生逐步建构各子概念，再通过寻找关联理清概念之间的隶属关系，建构概念网络，当学生能运用概念来解决实际问题时，也就达到了“知”。此外，本节课将模拟实验引入课堂，通过探究学习、自主学习和合作学习，发挥了学生的主体作用,使学生感知知识的形成,领悟科学的研究方法——模拟的方法,更有助于知识的建构，取得了很好的教学效果