高中生物-种群数量变化教学设计学情分析教材分析课后反思

教学阶段教师活动学生活动设置意图导入1由捕捞问题引入：

影响种群密度的种群数量特征有哪些？

2讲述：

正是由于诸多因素的影响，使得种群

3讲述：

到了这样的结果，虽然不能解释其中的原因，却为我们提出了一个很好的问题。酵母菌种群为什么会出现这样的变化呢？这就是我们今天这节课要来学习的问

题：种群数量的变化。（板书“第二节种群数量的变化”）

请大家打开学案，完成兴趣小组实验部分的相关内容。1讨论并说出：

影响种群密度的数量特征。

2组同学讨论结果。

3其他同学聆听、观察与思考，最后填充学案。通过兴趣小组的探究实验展示，激发学生的学习动机，引出课题构建种群增长的数学模型（一）J”型曲线的构建

资料1大肠杆菌

1提问：

科学家很早就对种群数量变化这个问题产生了兴趣。我们知道实验材料的选择很关键，请问，什么样的材料适合研究数量变化呢？

2介绍：的确，繁殖快决定了细菌成为科学家的首选，其中大肠杆菌由于结构简单、分布广泛所以也成了最常用的科研材料之一。除此以外，大肠杆菌的繁殖方式也很简单，就是一分为二、二分为四的分裂生殖。

3提问：（任务1）

科学家做了一个这样的实验，把1个大肠杆菌放在营养和生存空间没有限制的情况下进行培养，随着时间的推移，得到如下数据。请仔细观察数据，你能得出怎样的结论？4播放视频并讲述：

大家都能认同在这种情况下，大肠杆菌每20min分裂一次，繁殖一代了吗？

5提问：（任务2）

刚才兴趣小组的同学使用坐标图表述了酵母菌种群数量的变化趋势，咱们是不是也可以试着为这群起始数量为1的大肠杆菌种群来绘制一幅坐标图呢？下面就请大家在学案上完成任务2。注意，你需要使用表格中所有的数据。

（学生板图大肠杆菌种群增长坐标图）

6点评：对学生在黑板上建构的坐标

7小结：

通过刚才的几个任务我们认识了数学模型，其实就是指用数学形式来描述问题。它的构建则一般需要经历“已知、假设、表达、检验”这样四个基本步骤。

这样咱们就建构了种群数量增长的数学模型。（板书“一、建构种群数量增1说出选择实验材料的标准，列举可能的实验材料。

2观察表格数据，得出结论。

3观看视频，对快速增长建立感性认识。

4将表格中数据转化为坐标图。

5认识数学模型。

6将表格中数据转化为表达式。

7认同建构数学模型的一般过程。

8建构一般种群的数量增长模型。

种群数量增长模型的应用（一）“J”型曲线的构建

资料2草履虫

1介绍：（任务5）

下面给大家介绍科学家利用另外一种材料进行的研究。这是什么？草履虫和细菌一样是单细胞生物，分裂生殖，给它们提供足够的空间并不断更换培养液，请大家预测这个草履虫种群的数量变化趋势，并解释理由。

2讲述：（任务6）

实际是不是这样呢？这是科学家获得的实验数据，转化为坐标图的数学模型，得到这样的图像。很显然，呈现出和前面几个例子一样的不断增长的趋势。下面请大家和我一起在坐标图中画出“J”型曲线。注意：横纵坐标，标上条件。（板图“J”型曲线）

31聆听介绍，预测种群数量变化趋势

2观察图片，达成共识。

3绘制“J”型曲线。

4聆听与思考。（二）

“S”型曲线的构建

资料3高斯的草履虫实验1介绍：（任务7）

这是生态学家高斯利用草履虫完成的实验。他在0．5mL培养液中放入5只草履虫开始进行培养、计数，最终得到这样一幅图像。请观察，与咱们刚才的草履虫实验结果有何差异？

2讲述：我们观察到种群数量没有呈现一直增长下去的趋势，而是达到了一个最大值并稳定下来。当然前提必须是环境条件不破坏。高斯通过数据分析，得出这个最大值是375只。也就是在这种条件下，0．5mL培养液最多能够容纳375只草履虫。生物学上就把这种在环境条件不破坏的情况下，一定空间所能维持的种群最大数量称为K值，也叫环境容纳量。

3提问：

大家观察这种曲线像什么英文字母呢？

4任务8：（学生板图“S”型曲线）

5点评：

对学生绘制的“S”型曲线进行点评，引导全班学生达成共识。

6提问：两条曲线间的差异是什么原因造成的？（教师板图“环境阻力”）1聆听与观察图片，比较分析，说出结果。

2认识K值，明确其定义。

3认识“S”型曲线。

4绘制坐标图。

5明确“S”型曲线与“J”型曲线的差异。

2通过逆向思维，引导学生关注现实条件。（二）

“S”型曲线的构建1提问：（任务9）

通过刚才的学习，咱们再来看看生物兴趣小组的实验结果，大家能够给出解释了吗？

2在学生分析的基础上进行补充提问：

如：大致呈现出什么样的变化趋势呢？有没有K值？一直维持K值吗？为什么，可能原因是？

3讲述：

具体的原因需要经过进一步的实验来求证了。如果你对这个实验感兴趣，可以在课下和兴趣小组的同学以及我进一步探讨。1解释兴趣小组实验结果。

2尝试分析造成这种结果的原因。1通过绘制坐标图，考察学生对“S”型曲线的理解情况，及时发现知识盲点。

1提问：同一个种群，它的K值大小会改变吗？

2提问：（任务10）

科学家设计了这样一个实验：将植物乳杆菌分别放在18．2℃、35℃和40℃下进行培养，其他条件相同且适宜。结果绘制出这样三条曲线。请问，呈现什么样的变化规律？K值一样吗？为什么？根据这个实验你能得出什么结论？

3提问：

曲线会上下移动。但是大家注意，上移时与“J”型曲线接近，却无法超越，为什么呢？1思考

2观察图片，聆听介绍，分析实验结果，得出结论。

3说明环境条件改变时，“S”型曲线的移动情况。种群数量的变化（效果分析）【效果分析】教学过程中，让学生在通过小组合作探究解决种群增长的数学模型构建问题，培养学生发现、分析、解决问题和系统规划的能力，进而提升学生的学习素养。不过在教学过程中发现，发现有些学生还不能充分利用和发挥“合作探究”学习方法的优势，组内成员缺乏有效的分析、讨论。因此在以后的教学中，应提供条件让学生熟练掌握“合作学习”的学习方法。【学情分析】

学生们在本章的第一节已经习得了种群的概念，了解了种群的特征，尤其是各种数量特征，在此基础上过渡到种群数量变化的学习顺理成章。

学生们在数学课上学习过指数函数的表达式和坐标图的绘制，这为本节课数学模型的构建奠定了基础。但是我校为郊区二类校，所以学生们知识基础相对薄弱，所以在建构数学模型时不可以操之过急。【教材分析】

高中生物课程标准对这节的描述出现在必修三《稳态与环境》模块、第四部分《种群和群落》的第二项内容标准，即“尝试建立数学模型解释种群的数量变动”，属于能力层面的“模仿”水平和知识层面的“理解”水平。在活动建议里则提出“探究培养液中酵母种群数量的动态变化”。

人教版教材中这节的内容包括三方面：一是建构种群增长模型的方法；二是种群数量的变化情况；三是探究活动──培养液中酵母菌种群数量的变化。其中，建立数学模型的方法是必修三模块科学方法教育的重中之重，由于探究活动周期较长，安排在知识性内容之后。【测评练习练习】1.经调查，第一年某种昆虫种群数量为N0，如果在理想的条件下，每年的增长率λ=1.3保持不变，则第三年该种群数量为（）A．1.3N0 B．1.69N0 C．2.3N0 D．5.29N02．下列各情况下，种群中个体数目会呈“J”型增长的是（）A．当只有食物条件受到限制时 B．当只有捕猎者不存在时C．环境一开始适合于这一个物种，后来却不适合时D．只有在实验室中3．20世纪30年代，人们将环颈雉引入美国的一个岛屿。环颈雉引入该岛后的增长曲线如右所示。请据图回答下列问题：（1）环颈雉引入该岛后，种群的增长曲线表现为_______型。（2）在1937～1942年间，环颈雉的增长曲线近似于_______型。（3）一定空间中所能维持的种群最大数量称为___________，又称______。本例中这一数值约为_______。课堂教学反思本节课与生活联系密切，春运震撼人心的场面、鲨鱼数量锐减、大熊猫濒临灭绝以及世界人口增长状况等资料学生很感兴趣，容易激起学生的学习热情。上课从一种细菌的繁殖问题出发，探讨种群数量的变化，启发学生用数学方法表达，归纳建构种群增长模型的方法，然后从一种细菌推广到其他生物的数量增长的方法，过度自然水到渠成。本节授课采取的是合作探究的方式，学生为主体，学生学习主动，课堂氛围热烈。但是由于时间限制学生探究深度不够，小组间同学的配合不是很默契，而且小组间展示结果时有些同学不积极，下一步需要找方法充分调动每一个学生的积极性，使课堂效率达到最高，知识落实程度最大化。课标分析一、教学目标：1知识目标：

①解释种群数量增长的一般规律。②说明建构种群数量增长数学模型的方法。2能力目标：①通过各种形式的活动，尝试建构