高中生物《种群数量的变化》教学设计

1、名校名 推荐种群数量的变化教学设计永嘉中学应培培一、教学设计思路课程标准关于本节的内容具体标准为“尝试建构数学模型解释种群的数量变化”。显然引导学生用数学方法解释生命现象，揭示生命规律是本节教学的着眼点。数学模型是联系实际问题与数学的桥梁，具有解释、判断、预测等重要功能。在科学研究中，数学模型是发现问题、解决问题和探索新规律的有效途径之一。引导学生建构数学模型， 有利于培养学生透过现角揭示本质的洞察能力， 同时通过将生物学知识与数学的整合，有利于培养学生简约、严密的思维品质，此次建构模型能力，可以更好地训练学生将数的公式和方法引入生物学研究， 形成系统的观点， 为学生将来的科学研究打下坚实的基

2、础。二、教材分析本节教村在安排种群的特征之后的内容，学生已有种群和群落的相关知识做为铺垫。在整个模块听这是能力要求很高的一节课，根据课程标准、省生物学科教学指导意见中对本节内容的要示：说明建构种群增长模型的方法。能过举例说明环境容纳量的概念能使学生关注人类活动对种群数量变化的影响。 其中能过建立数学模型来解释种群的数量变化对学生而言是相对有难度的，也是本节的教学重难点所在，对培养学生的应用数学觖决生物学知识以及解决实际生活有重要的意义。三、学情分析高中学生对数学模型的概念并不陌生，在学习生物学其他内容时，学生已对运用数学解决生物学中的问题有了一定的认识，例如，对遗传规律的认识。因此，本节是在学

3、生已有知识的基础上，重新建构新的知识建构揭示生物学规律的数学模型 , 因此在认知上并不是非常困难。四、教学目标1. 知识目标：说明建构种群增长模型的方法；用数学模型解释种群数量的变化。2. 技能目标： 通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化，尝试建构种群增长的数学模型。3. 情感态度与价值观：关注人类活动对种群数量变化的影响，增强保拟濒危物种的意识，增强环境保护维持人与自然和谐发展的意识。1名校名 推荐五、教学重点和 点1. 教学重点： 建构种群增 的数学模型，并据此解 种群数量的 化。2. 教学 点：建构种群增 的数学模型。突破：通过已有的数学知识入手尝试建立实验室条件下的种群增长曲线并应用于

4、实际，联系实际完成种群数量变化的两种曲线学习六、教学策略与手段本 以 民捕 的 开始引 ，再是按照教材的 排 序 行，即以“ 探 ”引入，然后逐步展开教学，将本 的探究活 作 性 活 ； 的教学 当遵循具体抽象再具体再抽象循 上升的 迹。1. 具体。教 以“ 探 ”引入，由于学生已有相关的数学知 ，不 回答 。教 启 学生思考：得出的数学公式有何生物学意 （ 明 菌数量增 具有哪些性 ）？2. 抽象。 一步 学生 ： 菌的数量增 模型是怎 建构的？数学模型的表 形式有哪些？由此， 出建构种群增 模型的方法。3. 再具体。 系 例 明种群增 的两种数学模型。4. 再抽象。 合 菌的数量增 模型，

5、得出种群数量增 的“J型”数学模型； 合 例 “ K” 。5. 一步回到具体。 数学模型的生物学意 （ 明“J型”和“S 型”增 的生物学意 ），列 例。6. 一步抽象。 用数学模型揭示生物学 象与 律的意 。在教学中，教 要引 学生 作深入的思考，启 学生从 象揭示出本 和 律， 使学生 同运用恰当的数学模型能 好地表达某些生物学 律。 一定要避免从数学到数学， 算而 算的教学。七、教学 施的程序生活动教师的组织和引导教学意图2名校名 推荐学生进行思考，但问题比较深导入：有一位渔民经常被这样的问题所捆扰: 不捕捞或者捕捞很少 , 鱼类资源得不到充分利用 , 捕捞过多 , 又会 设置问题，激发

6、学造成鱼类资源的枯竭 , 那应当捕捞多少才合适呢 ?什么时 生的求知欲。以此引候捕捞才是最好的呢?入课题目奥播放细菌分裂的录像或演示细菌分裂的计算机模拟动画。提示：在自然界中细菌无处不在，有些细菌的大量繁殖会导致疾病。 假如现有一种细菌， 在适宜的温度、 湿度等环境下，每 20 min 左右通过分裂繁殖一代。引导学生思考：1.n 代细菌数量的计算公式？通 过创 设具 体的情境，让学生感受活生生的生命现象。学生基于已有的数学知识进行演算。2.72 h后，由一个细菌分裂产生的后代数量是多少？3. 在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个公式增长吗？如何验证你的观点？认 识细 菌种 群数 量 增 长

7、 的 数 学 规律。认 识科 学是 基于实验的基础上进行的。提出问题，组织讨论：1. 对细菌种群数量增长而言，在什么情况下2n式成立？2. 这个公式揭示了细菌种群数量增长的什么规学生讨论， 充分陈述自律？己的观点。3. 在学过的生物学内容中，还有哪些生物学问题可以用数学语言来表示。提示：数学工具在生物学研究中的作用越来越突出。公用 数学 语言 揭示生物学问题时，要充分考虑到生物学自身的特点。认 识到 在生 物学中有许多现象和规律可以用数学语言来表示。学生独立操作完成图请学生算出一个细菌产生的后代在不同时间的数认 识 种 群 数表，相互交流结果。量，并填写教材中的表格，然后画出细菌的种群数量增长

8、量增长模型的另一种3名校名 推荐曲线。表现形式。提示：这是在理想条件下对细菌种群数量的推测。引导学生讨论，同数学公式相比，曲线图表示的模型有什么局限性？小结：在描述、解释和预测种群数量的变化时，常常需要建立数学模型。数学模型的表现形式可以为公式、图表等。结 合 本 节 的学生讨论建立种群数提出问题，组织讨论：什么是数学模型？该如何问题探讨，认识建立量的数学模型的方法。建立数学模型。种群增长模型的程序和方法。学生讨论：1. 野兔种群增长的原因提出问题，组织讨论：以上讨论的是在实验条件下有哪些？种群的数量变化， 在自然界中种群的数量变化情况如何？2. 怎样用数学语言来描提供素材：光明日报消息述野兔

9、种群增长的规律？通过具体实例，澳大利亚野兔成灾。估计在这片国土上生长着6 亿 加深对数学模型的理3. 如果用 N0 表示野兔种只野兔，它们与牛羊争牧草， 啃树皮，造成大批树木死亡， 解，并用数学语言解群的起始数量， 用 表示野兔破坏植被导致水土流失，专家计算， 这些野兔每年至少造 释种群数量增长的规种群数量每年的增长倍数，用成 1 亿美元的财产损失。 兔群繁殖之快， 数量之多足以对 律。Nt 表示 t 年后野兔种群的数澳洲的生态平衡产生威胁。量，那么， Nt 为多少？明确“ J”型种澳洲本来没有兔子，1859 年，一个叫托马斯 奥斯 群增长的原因。4. 根据上述素材，估算24 只野兔，放养在他

10、的庄汀的英国人来澳定居，带来了1869 年时，野兔种群数量为多园里，供他打猎取乐。 奥斯汀绝对没有想到，一个世纪之少？（说明计算方法）后，这 24 只野兔的后代达到6 亿只之多。（有条件的学校，教师可播放澳大利亚野兔成灾的录像片。）5. 列举在自然界中还有哪些与素材中野兔种群数量增长相类似的情况。小结：自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式。该种群数量增长的数学模型可表示为“J”4名校名 推荐型曲线，或数学公式：学生思考讨论Nt =NO t加 深 对 “J” 型 曲线的理解。提问：“ J”型曲线发生的条件、特点和时期？学生思考： 有哪些因素制约过渡：如果自然界的生物种群都是以“J”型

11、方式着种群数量的增长？增长，地球早就无法承受了。? 呈现高斯实验提出讨论题：学生讨论。学生观察曲线，回答问题。学生讨论教材中“思考与讨论”素材。1为什么大草履虫第二天、第三天增长较快，而第从 资源 和空 间五天以后数量基本稳定？上 思 考 种 群 增 长 问题。2高斯的实验条件与“问题探讨”中的条件有何区别？用 生物 学语 言解释“ S”型曲线（数3. 如何理解 K 值的前提条件“在环境条件不受破坏学模型）。理解该曲的情况下”？请举例说明。线形成的原因。小结：经过一定时间， 在各种因素的作用下， 种群数量增长会趋于稳定，呈“ S”型曲线。在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量称为“环境容纳量K 值”。教师组织讨论：理解 曲线 中的 斜1、种群数量达到K 值时，种群如何增长？率就是增长率。将数2、种群数量达到K/2 值时，种群如何增长？学意义转化为生物学3、种群数量小于K/2 值时，种群如何增长？意义。通过这几个问4、种群数量大于K/2 值时，种群如何增长？题讨论，解决本节课提出的“捕鱼问题”理解 K 值，并解释和说明实际问题。 对 K组织学生从环境容纳量的角度去讨论如何保护大熊猫，值的应用。并且渗透如何灭鼠？保护环境，珍惜动物，清 洁 卫 生 等 情 感 教育。5名校名 推荐学生讨论教材中东亚飞