广东省广州市高中生物同课异构系列《种群数量的变化》1新人教版必修2

1、名校名 推荐种群数量的变化教学设计一、教学目标1 知识目标：说出建构种群数量增长数学模型的方法步骤。解释种群数量增长（“ j”型曲线、“ s”型曲线）的一般规律。2 能力目标：通过细菌的种群数量的推导公式活动，尝试建构种群数量增长的数学模型。3 情感态度与价值观目标：认同数学模型在科学研究中的应用。二、教材分析在课程标准中对本节内容有如下说明：尝试建立数学模型解释种群的数量变动。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

2、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。三、学生情况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。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。四、教学指导思想及理论依据模型构建法是新课程、新教材中提出的新的科学方法，而数学模型又是高中阶段模型构建法的难点。本节课遵循建构主义的理论， 在学生已有的数学基础上， 重新建构新的知识建构揭示生物学规律的数学模型。五、设计

3、思路本节内容用2 课时教授，根据课程标准的要求，先对课时内容进行调整，将探究实验放在第1课时，并组织实验小组开展进一步的实验，将实验结果用于第2 课时。设计的线索是：按“观察、提问作出假设数学表达检验、修正”的建立数学模型的方法。整体教学思路是：1、在建构细菌种群增长“ j”型曲线模型后，归纳建立数学模型的方法。将两种数学表达方式（方程式和曲线）整合在步骤三中，提高课堂效率。2、学会建立数学模型的方法后，做巩固练习。并运用此方法尝试构建“s”型曲线模型的方程式。3、将两种曲线进行对比。提高生物的理科思维。六、教学重点与难点1、尝试建构种群增长的数学模型；2、根据建构的数学模型解释种群数量的变化

4、。七、具体实施流程（一）通过建构细菌种群增长“j”型曲线模型，归纳建立数学模型的方法教师行为学生活动从种群的特征出生率、死亡率影响种群数量的变化和必修一学过的同学聆听、观察与思考。物理等模型的建构 引入 。建立公式： nn n讲述： 细菌繁殖与种群数量的变化。（ n 为代数）观察：细菌每 20 分钟就通过分裂繁殖一代。完成学案直角坐标曲提问： 180 分钟后， 由 1 个（起始数量） 细菌分裂形成多少个细菌？细菌种群数量的计算公式如何？假设：营养和生存空间没有限制；种群增长倍数保持不变。介绍： 两种数学模型表现形式：数学方程式、曲线图。1名校名 推荐让学生完成种群的增长曲线时间（ min）20

5、40 6080100120140160180细菌数量（个）248163264128256512提问： 曲线图有什么局限性？呈现表格：时间（小时）01234细菌数量（个）21612810248192提问： 如果进一步实验检验数量如下表，问t 小时后，细菌的数量是多少？该公式应如何修正？启发学生归纳方法。为倍数，推导： n n设 n 为起始数量 ,001n2 n 1检验、修正：t0t0 8）n n（ n 2，补充 “ j”型曲线的实例a：实验室。 b：种群刚迁入适宜的新环境时。特点： 增长倍数保持不变。补充说明：“ j”型曲线是平滑的，实际的种群数量会有一些偏差。曲线只能反映种群大致的变化。补充练

6、习题。东方田鼠喜野外环境。2007 年以来， 在洞庭湖区400 多万亩湖洲地中的已经生活着约20 亿只东方田鼠。鼠繁殖能力很强，在最初的一个月内，种群数量每天增加1.47 。假设东方田鼠种群迁入初期为3000 只，则第30 天该种群的数量为：_ 只（用公式表示，不必计算具体结果）。过渡：能一起持续下去吗？增长倍数能保持不变吗？酵母菌与细菌都是单细胞的个体，有类似的增长。线。思考回答：不够精确。修正为：tnt n 0（ n0 2, 8）构建了种群增长的“ j” 型增长的数学模型， 也总结归纳了建立数学模型的方法。观察、问题作出假设数学表达检验、修正（二）按数学模型的方法步骤，构建“s”型曲线的方

7、程式教师行为学生活动介绍： 葡萄糖液体培养基，28、 180 r/min条件下震荡培养的酵母菌思考并回答种群数量变化曲线2名校名 推荐科学家的酵母菌 数 ：培养空 ： 100ml。起始数量： n0 =0.1x107 个/ml时间 (h)0481216202428统计值0.10.30.91.83.64.96.66.6增 倍数33221.31.31按数学模型的方法步 ，构建“s”型曲 的方程式： 察 象，提出 ：作出假 ：假 开始 ，种群以倍数2 增加。假 种群增 倍数随着种群密度上升而逐 地按比例地下降。个体数增加 （1， 2， 3， 4 k）增 倍数 减（2 1/k ，2-2/k ，2-3/k

8、2-k/k. ）。数学表达用 excel 子表格的形式，呈 构建的数学方程式。 、修正。 斯 方程： 察 象：在 1ml空 中，酵母菌每天增 倍数下降。当数量达到 6.6 ，种群 于 定。提出 ： 什么它的增 倍数不断下降？作出假 ：假 开始 ， 种群以指数形式增加。 数学表达呈 学生 的酵母菌种群数量 化曲 。 学生 比与科学家所做的曲 的送差 。引出 n0 “ s”型曲 的影响。引出两条曲 的 比。（三）“ j”型曲 和“ s”型曲 的比 教 行 利用表格， 从 生的条件、 增 倍数、 增 率增 速率 （增 速度，即斜率），有无 境容 量（ k ）等方面比 两种曲 。（四）研究种群数量 化的意 教 行 ： 防治有害 物；保 野生生物 源等。种群的数量控制在 境容 量的一半， 即 k/2 ，种群增 速度最快，可提供的 源数量也最多，且又不影响 源的再生。学生 。思考差 。学生活 同学聆听、 察与思考，最后填充学案。 明确“ s”型曲 与 “ j”型曲 的差异。学生活 同学聆听、最后填充学案。 束 ： 没有任何一种曲