种群的数量变化说课

种群的数量变化说课第1页，课件共43页，创作于2023年2月教材分析

学生已经知道了种群特征的核心是种群密度，而且也知道了哪些因素会影响到种群密度。学生也知道了如何利用标志重捕法或者是样方法来测定种群的密度。但是学生也会产生这样的问题：种群密度会不会变化，这种变化有无规律？因此这些问题成为第二节需要解决的教学内容。第2页，课件共43页，创作于2023年2月

在课程标准中关于本节课的具体内容标准为“尝试建立数学模型解释种群的数量变动”，并提出了相应的活动建议“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”。引导学生建构数学模型，是培养学生能力的一个教学重点。这也是新旧教材在这一节的一个非常大的变化。第3页，课件共43页，创作于2023年2月我的困惑

1.是否必须要进行酵母菌种群数量的动态变化的探究性实验？这个实验在操作过程中存在许多的困难，例如周期很长，一般需要一周的时间；对于学生的操作要求很高，比如要利用血细胞计数板对酵母菌进行计数。第4页，课件共43页，创作于2023年2月

2.如何对学生进行数学建模的培养，本节课教材中给我们的教学事例——细菌的数量变化规律是很简单的，高中生很容易计算得出细菌数量变化的数学公式。这样的探索过程并没有真正起到数学建模的目的，学生更难感受到建模的过程。但是，如果过多强调数学推导过程，学生体验数学建模的过程增强了，但可能会把整节课上成数学课。第5页，课件共43页，创作于2023年2月研读教材和课标，我认为第一：本节课的重点不是要求学生掌握建模的数学技能技巧，而是让教师引导学生体验建模的过程，着力培养学生透过现象看本质的洞察力，培养学生简约、严密的逻辑思维品质，让学生体验有具体到抽象的思维转化过程。第6页，课件共43页，创作于2023年2月第二：如果只是针对“研究细菌的数量变化”进行数学建模的教学，以后的种群增长的J型和S型曲线以及种群数量的波动和下降就生物知识讲生物知识的话，数学建模的过程会是单薄而枯燥的了。但是，如果将种群增长的J型和S型曲线以及种群数量的波动和下降和数学建模结合起来，那么学生就会一直在体验数学建模的过程，教学会变得更加丰富和扎实。第7页，课件共43页，创作于2023年2月第三：最重要的是，生物学中的数学建模，是利用数学工具解释和解决生物学的问题，而不是简单的数学图形和图表的计算等。因此，如何把种群的数量变化中数学的变化与生物学知识结合起来，使教学既不会上成数学课，还能保证学生生物学知识的过手，巩固本节课的教学成果，保证学生考试成绩。也就是如何结合典型的例题来进行教学。第8页，课件共43页，创作于2023年2月教学目标1.说明建构种群增长模型的方法2.用数学模型解释种群数量的变化3.关注人类活动对种群数量变化的影响教学重、难点建构种群增长的数学模型第9页，课件共43页，创作于2023年2月教学实施1.种群不同于个体具有哪些特征？2.研究出生率和死亡率、迁入率和迁出率有什么意义？3.研究年龄组成和性别比例有什么意义？复习旧知第10页，课件共43页，创作于2023年2月第11页，课件共43页，创作于2023年2月通过对种群特征内涵的复习，引导学生明确：种群特征都会影响种群密度、种群数量的变化，这是自然规律。关键是这种数量上的变化是否有规律可循。如果有规律，人们通过研究认识并掌握这些规律，对于我们对生物资源的保护和利用是有很大意义的。第12页，课件共43页，创作于2023年2月1.种群数量变化规律2.导致变化的生物学因素教学的核心问题第13页，课件共43页，创作于2023年2月一、构建种群增长模型引导学生：

首先是调查该种群的原始数量（即现有数量值)；其次是分析、测定该种群在特定时间段中的数量变化；第三是分析、概念、总结得出在一定时间内，种群数量变化的规律，形成数学模型；第四是运用该数学模型解释、解决现实问题。第14页，课件共43页，创作于2023年2月第15页，课件共43页，创作于2023年2月第16页，课件共43页，创作于2023年2月0204060n?Nt＝No2t计算25个细菌种群数量增长的数量，填写到课本的表格中第17页，课件共43页，创作于2023年2月时间20406080100120140160180200细菌数量501002004008001600320064001280025600第18页，课件共43页，创作于2023年2月第19页，课件共43页，创作于2023年2月引导学生认同数学建模在生物学中的价值以及数学建模的4个流程。

在分析表格和曲线数据的时候，提出一个问题让学生思考，表格中的数据是我们计算出来的，那细菌的种群数量是否和我们计算的数据完全一致。第20页，课件共43页，创作于2023年2月数学模型→J型曲线→S曲线→种群数量波动和下降找寻细菌增长的真正数学模型第21页，课件共43页，创作于2023年2月回忆我们学过的生物学知识中有哪些也曾经使用到了数学的方法？第22页，课件共43页，创作于2023年2月数学模型的建构步骤：

研究实例

研究方法细菌每20min分裂一次在资源和空间无限多的环境中，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响Nn=2nN代表细菌数量，n表示第几代观察、统计细菌数量，对自己所建立的模型进行检验或修正提出合理的假设观察研究对象，提出问题根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正第23页，课件共43页，创作于2023年2月1.模型目的2.模型假设3.模型构成4.模型检验第24页，课件共43页，创作于2023年2月二、种群数量增长的“J”型曲线如何利用刚才的教学成果过渡到这一个环节的教学中呢？将Nn＝N02n这个公式中的2如何演变成λ第25页，课件共43页，创作于2023年2月第26页，课件共43页，创作于2023年2月澳大利亚野兔的种群数量变化岛屿中环颈雉的种群数量变化1937－1942年世界人口的变化第27页，课件共43页，创作于2023年2月

根据Nt＝No2t的公式，以上的种群数量变化需要将公式进行怎样的修改？Nt＝No2tNt＝Noλt第28页，课件共43页，创作于2023年2月特别是在由2变为λ的时候，要让学生去解释λ的含义，要让学生理解λ是第二代生物的总数量除以第一代生物的总数量。也就是在计算λ的时候存在世代重叠的现象，而这一个世代重叠又是在细菌繁殖过程中不存在的。我让学生尝试着判断一对野兔在繁殖一代后（假设一次繁殖4只小兔）λ应该等于（2+4）/2＝6。之后我让他们计算了第五代的时候，野兔的种群数量等于15552只，让学生感受J型增长数量的变化为爆发式的。第29页，课件共43页，创作于2023年2月J型曲线的模型条件是什么？理想条件具体体现是什么？第30页，课件共43页，创作于2023年2月当

λ＝10<λ<1λ>1λ=0

种群数量如何变化并且在J型曲线上面进行绘图第31页，课件共43页，创作于2023年2月λ＝1λ>10<λ<1λ=0尝试解释各种λ变化的生物学原因第32页，课件共43页，创作于2023年2月讲解λ和增长率的关系结合J型曲线分析外来物种的入侵第33页，课件共43页，创作于2023年2月三、种群数量增长的“S”型曲线如何将种群增长模型由“J”型过渡到“S”？教材中提出了一个问题：“J”型增长能一直持续下去吗？由这个问题可以得出：自然界的资源和空间总是有限的，有一个最大的容纳量（K值），当种群数量增加到环境最大容纳量的时候，种群的数量不会再增长，这时候λ＝1。第34页，课件共43页，创作于2023年2月我们是不是已经找到了自然界种群增长的真正模型了呢？引导学生分析λ的变化1.在种群密度很低的时候，生物在环境中的生存能力是有限的，因此种群的增长比较缓慢，这时候λ在缓慢的增加。2.种群的λ会在种群密度达到K/2的时候达到最大3.种群密度继续增加之后，环境会不断的限制种群的增长，λ又会逐渐降低，最后等于1。这种λ的变化实际上是种群密度和种群增长率之间存在一中反馈调节。第35页，课件共43页，创作于2023年2月结合这一题，让学生分析在什么时候λ或者是增长率有最大值，鱼塘养殖的时候在什么时候捕捞和捕捞到什么标准有最大的经济效益。第36页，课件共43页，创作于2023年2月四、种群数量的波动和下降在研究种群数量增长的基础上，教师提出问题：不论是“S”曲线，还是“J”型曲线，其变化趋势都是种群数量在增长。那么，是否所有影响种群数量变化的因素都是导致种群数量增长呢？第37页，课件共43页，创作于2023年2月从公式入手：Nn＝N02n→Nn＝N0λn→出现K值和λ会发生变化。那么在自然界中，真正的种群数量变化是否还有我们需要考虑的因素呢？如何引导学生？第38页，课件共43页，创作于2023年2月有学生提出K值也能变化例如：在鼠群的种群增长中，当鼠群数量达到K值之后，植被会因为过渡啃食而被破坏，引起食物短缺和隐蔽条件恶化，而使K值下降；K值下降后会引起更多的鼠死亡，外迁或者被捕食；当鼠群的数量因为死亡率增加而下降到低谷后，植被又逐渐恢复，食物和隐蔽条件得到改善，K值又会上升，于是鼠的数量上升。第39页，课件共43页，创作于2023年2月1.分析熊猫数量保护的方法2.分析控制家鼠数量的方法第40页，课件共43页，创作于2023年2月教学目标1.说明