1.1种群的数量特征 （教学设计）-2023-2024学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修2

1.1种群的数量特征（教学设计）-2023-2024学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修2主备人备课成员教学内容分析本节课的主要教学内容为《1.1种群的数量特征》（教学设计）-2023-2024学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修2。具体内容包括种群密度的调查方法、种群密度的估算、种群数量的增长曲线、种群增长模型等。

教学内容与学生已有知识的联系主要体现在以下几个方面：

1.种群密度的调查方法。学生通过初中生物学的学习，已经掌握了样方法和标志重捕法等基本的种群调查方法，在此基础上，本节课将进一步深入探讨不同种群调查方法的特点和适用范围。

2.种群密度的估算。学生已经学习了概率论的基本知识，能够理解数学期望的概念。本节课将在此基础上，介绍种群密度的估算方法，包括理论值和实际值的计算。

3.种群数量的增长曲线。学生已经学习了函数的基本概念，能够理解函数图像的性质。本节课将在此基础上，介绍种群数量的增长曲线，包括指数增长和逻辑斯蒂增长等。

4.种群增长模型。学生已经学习了数学建模的基本方法，能够理解模型的建立和求解过程。本节课将在此基础上，介绍种群增长模型的建立和应用，包括Lotka-Volterra模型和Gompertz模型等。核心素养目标本节课的核心素养目标主要包括：

1.科学思维：学生通过学习种群密度的调查方法，培养观察、实验和分析问题的能力，能够运用科学的方法解决实际问题。

2.科学探究：学生通过学习种群密度的估算方法，培养数据收集、处理和分析的能力，能够进行科学探究活动。

3.科学态度与价值观：学生通过学习种群数量的增长曲线和增长模型，培养对自然界的敬畏和保护意识，树立正确的科学态度和价值观。

4.科学应用：学生通过学习种群增长模型的应用，培养将理论知识应用于实际问题的能力，能够运用所学知识解决现实生活中的问题。教学难点与重点1.教学重点

（1）种群密度的调查方法：主要包括样方法和标志重捕法。教师需要详细讲解这两种方法的操作步骤、适用范围和优缺点，并通过实例帮助学生理解和掌握。

（2）种群密度的估算：包括理论值和实际值的计算。教师需要讲解数学期望的概念，并通过实例帮助学生理解和掌握种群密度的估算方法。

（3）种群数量的增长曲线：包括指数增长和逻辑斯蒂增长。教师需要讲解两种增长曲线的特点和适用条件，并通过实例帮助学生理解和掌握。

（4）种群增长模型：包括Lotka-Volterra模型和Gompertz模型。教师需要讲解两种模型的建立过程和应用，并通过实例帮助学生理解和掌握。

2.教学难点

（1）种群密度的调查方法：学生可能对样方法和标志重捕法的操作步骤和适用范围感到困惑，难以掌握。教师需要通过实际操作和案例分析，帮助学生理解和掌握这两种方法。

（2）种群密度的估算：学生可能对数学期望的概念和种群密度的估算方法感到困难，难以理解和掌握。教师需要通过数学推导和实例分析，帮助学生理解和掌握种群密度的估算方法。

（3）种群数量的增长曲线：学生可能对指数增长和逻辑斯蒂增长的计算公式和特点感到困惑，难以理解和掌握。教师需要通过图表和实例分析，帮助学生理解和掌握两种增长曲线的特点和适用条件。

（4）种群增长模型：学生可能对Lotka-Volterra模型和Gompertz模型的建立过程和应用感到困难，难以理解和掌握。教师需要通过实例分析和模型求解，帮助学生理解和掌握两种模型的建立和应用。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源准备1.教材：确保每位学生都有本节课所需的教材或学习资料，包括人教版（2019）选择性必修2生物课本、练习册及相关参考书籍。

2.辅助材料：准备与教学内容相关的图片、图表、视频等多媒体资源，以辅助学生更好地理解和掌握知识。图片和图表应包括种群密度的调查方法、种群密度的估算、种群数量的增长曲线和种群增长模型的示例。视频应包括种群密度的调查和估算的实际操作过程，以及种群增长模型的应用案例。

3.实验器材：如果涉及实验，确保实验器材的完整性和安全性。实验器材应包括样方框、标志物、捕捉网、计数器、测量工具等，以确保实验的顺利进行。同时，教师应检查实验器材的安全性能，确保学生的人身安全。

4.教室布置：根据教学需要，布置教室环境，如分组讨论区、实验操作台等。分组讨论区应设有足够的小组座位，以便学生进行小组讨论和合作学习。实验操作台应设有足够的实验桌和实验器材，以便学生进行实验操作。此外，教室应保持整洁，确保学生能够在一个良好的学习环境中进行学习和实验。教学流程1.课前准备（5分钟）

a.学生预习：要求学生提前预习本节课的内容，包括种群密度的调查方法、种群密度的估算、种群数量的增长曲线和种群增长模型等。

b.教师备课：教师准备教材、辅助材料、实验器材等教学资源，并制定教学计划，明确教学重点和难点。

2.课中教学（35分钟）

a.导入新课（5分钟）

教师通过提问方式引导学生回顾已学知识，如种群的概念、种群密度的概念等，激发学生的学习兴趣，并引入本节课的主题。

b.讲解种群密度的调查方法（10分钟）

教师详细讲解样方法和标志重捕法，通过实例分析，帮助学生理解和掌握这两种方法的操作步骤、适用范围和优缺点。

c.讲解种群密度的估算（10分钟）

教师讲解数学期望的概念，通过实例分析，帮助学生理解和掌握种群密度的估算方法。

d.讲解种群数量的增长曲线（5分钟）

教师讲解指数增长和逻辑斯蒂增长的计算公式和特点，通过图表分析，帮助学生理解和掌握两种增长曲线的特点和适用条件。

e.讲解种群增长模型（5分钟）

教师讲解Lotka-Volterra模型和Gompertz模型的建立过程和应用，通过实例分析，帮助学生理解和掌握两种模型的建立和应用。

3.课堂练习与讨论（5分钟）

a.课堂练习：教师布置相关的练习题，要求学生独立完成，以巩固所学知识。

b.小组讨论：学生分组讨论练习题，互相交流解答思路和方法，教师巡回指导，解答学生的问题。

4.课后作业（5分钟）

a.布置作业：教师布置相关的作业题，要求学生课后完成，以进一步巩固所学知识。

b.学生反馈：学生提交作业，教师批改并给予反馈，针对学生的疑问进行解答。教学资源拓展1.拓展资源

（1）种群密度的调查方法：介绍其他种群调查方法，如样线法和样圆法，以及这些方法在实际应用中的优缺点。

（2）种群密度的估算：介绍其他种群密度估算方法，如空间代替时间法和空间代替空间法，以及这些方法在实际应用中的优缺点。

（3）种群数量的增长曲线：介绍其他种群数量增长曲线，如对数增长曲线和平方根增长曲线，以及这些曲线在实际应用中的适用条件。

（4）种群增长模型：介绍其他种群增长模型，如Verhulst模型和Logistic模型，以及这些模型的建立过程和应用。

2.拓展建议

（1）建议学生阅读相关的学术论文和书籍，了解种群生态学的最新研究动态和应用实例。

（2）建议学生参加相关的学术研讨会和讲座，与专家和同行交流，拓宽知识面和视野。

（3）建议学生开展实地调查，如对校园内的植物或动物种群进行调查和分析，将理论知识应用于实际问题中。

（4）建议学生运用计算机软件，如Excel或R语言，进行种群数量增长模型的模拟和分析，提高数据分析能力。

（5）建议学生参加相关的实践活动，如种群保护志愿者活动，培养对自然环境的保护意识和责任感。典型例题讲解例题1：请简述种群密度的调查方法及其优缺点。

答案：种群密度的调查方法主要有样方法和标志重捕法。样方法是通过随机取样，计算样方内个体的数量，从而估计种群密度。其优点是操作简单，适用于个体较大、活动范围较广的种群；缺点是调查结果可能受到取样误差和样方大小的影响。标志重捕法是通过在一定区域内捕捉个体，标记后再释放，然后在不同时间、不同地点捕捉个体，根据标记个体的比例来估计种群密度。其优点是能够更准确地估计种群密度；缺点是操作复杂，需要大量的人力和时间，且可能对种群产生一定的影响。

例题2：请简述种群密度的估算方法。

答案：种群密度的估算方法主要包括理论值和实际值的计算。理论值是通过数学期望公式计算出的种群密度，计算公式为：N=n/2（其中N为种群密度，n为样方内个体的数量）。实际值是通过标志重捕法捕捉个体，标记后再释放，在不同时间、不同地点捕捉个体，根据标记个体的比例来估计种群密度。实际值的计算公式为：N=n/M（其中N为种群密度，n为捕捉到的标记个体数量，M为捕捉到的总个体数量）。

例题3：请简述种群数量的增长曲线及其特点。

答案：种群数量的增长曲线主要包括指数增长和逻辑斯蒂增长。指数增长曲线呈直线状，表示种群数量随时间呈指数增长。其特点是种群数量的增长速度随着时间的推移而加快，最终可能导致种群数量的崩溃。逻辑斯蒂增长曲线呈S形，表示种群数量随时间呈逻辑斯蒂增长。其特点是种群数量的增长速度随着时间的推移而减慢，最终达到环境容纳量。

例题4：请简述种群增长模型的建立过程及其应用。

答案：种群增长模型的建立过程主要包括确定模型参数和建立数学模型。确定模型参数是根据种群生态学原理和实验数据，确定模型中的各个参数。建立数学模型是根据模型参数和种群生态学原理，建立描述种群数量变化规律的数学方程。应用种群增长模型可以预测种群数量的动态变化，为种群管理和保护提供科学依据。

例题5：请简述种群数量增长的Logistic模型及其应用。

答案：种群数量增长的Logistic模型是一种描述种群数量随时间变化的数学模型。其特点是种群数量的增长速度随着时间的推移而减慢，最终达到环境容纳量。Logistic模型的公式为：dN/dt=rN(1-N/K)，其中N为种群数量，t为时间，r为内禀增长率，K为环境容纳量。应用Logistic模型可以预测种群数量的动态变化，为种群管理和保护提供科学依据。内容逻辑关系①种群密度的调查方法：样方法和标志重捕法是种群密度的调查方法。

②种群密度的估算：理论值和实际值是种群密度的估算方法。

③种群数量的增长曲线：指数增长和逻辑斯蒂增长是种群数量的增长曲线。

④种群增长模型：Lotka-Volterra模型和Gompertz模型是种群增长模型。

⑤种群数量增长的Logistic模型：Logistic模型是种群数量增长的模型。

板书设计：

1.种群密度的调查方法：

-样方法：随机取样，计算样方内个体的数量。

-标志重捕法：捕捉个体，标记后再释放，捕捉个体，根据标记个体的比例估计种群密度。

2.种群密度的估算：

-理论值：通过数学期望公式计算出的种群密度。

-实际值：通过标志重捕法捕捉个体，根据标记个体的比例估计种群密度。

3.种群数量的增长曲线：

-指数增长：种群