《种群数量的变化》教学设计

铜仁市2017年高中生物优质课评比活动教学设计方案铜仁市贵州省铜仁第一中学【课题】高一年级第3章第1节种群相对稳定【题目】种群数量的变动【教学设计思路】数学模型是联系实际问题与数学规律的桥梁，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。本节课通过探究培养液中细菌种群数量的变化，引导学生初步尝试建构种群增长的数学模型并对模型进行分析，及应用模型解释种群数量的变化等实际问题。【教学目标】一、知识与技能：1、说明建构种群增长模型的方法；2、阐明种群的“J”型增长和“S”型增长；3、解释K/2值的应用。二、过程与方法：1、通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化和细菌数量的变化，尝试建构种群增长的数学模型。2、应用数学模型解释种群数量的变化。三、情感态度价值观：1、关注人类活动对种群数量变化的影响。【教材分析】该知识内容属于高中生物北师大版必修三《稳态与环境》第3章《生物群体的动态平衡》第1节《种群的相对稳定》中的第2课时的内容，是在前半期学习了动植物个体生命活动的调节——个体稳态的基础上延伸出来的生物群体的稳态。该部分知识的学习需要学生较为深刻地掌握前2章内容的基础上进一步的学习与探究，重点是种群数量变化曲线“J型”曲线和“S型”曲线的构建过程和这两种曲线，尤其是“S型”曲线在生产实践中的应用，要求学生有良好的数学基础理论探究能力。同时该部分的知识也为后面知识《生物与环境的协调发展》奠定基础。【教学重点和难点】教学重点：尝试建构种群增长的数学模型，并据此解释种群数量的变化。教学难点：建构种群增长的数学模型。【教学建议】在教学实践活动中，建议以学生为主体，教师为主导，引导学生自主探讨和构建“J型”曲线和“S型”曲线，并要求学生对这两种曲线进行描述、理解和应用；在了解学生学情的基础上，建议将“J型”曲线和“S型”曲线的增长速率和增长率进行描述和探讨。【教学方法】观察法、讨论法、对话法、自主学习【课时安排】1课时【探索活动设计】在教学活动中让学生通过粉笔头和盒子模拟大肠杆菌在培养液中的数量动态变化让学生构建种群数量变化的“J”型和“S”型曲线，并引导学生思考在探究活动中的注意事项；构建“J”型和“S”型曲线后，先抛砖引玉解释“S”型曲线含义和该过程中种群数量的变化速率，然后根据课前提出的问题，让学生分组进行讨论，然后每个小组组长总结自己小组解决问题和思路和办法，同时说明处理的理由，并进行点评。【教学过程】教学内容教师的组织和引导学生活动设计意图导入【PPT展示】中国生态食客对小龙虾的吃法和小龙虾生物入侵、贵州梵净山黔金丝猴数量减少，提出问题：种群数量如何变化，和如何利用和保护野生资源，通过实例提出生活生产中如何对渔业进行捕捞。学生根据生活经验，引起思考，将注意力集中到本节课内容上来。了解生物入侵的基本情况和环境中珍稀动植物的保护引起学生兴趣和注意，引导学生思考生活中的生物学问题。一、探究培养液中细菌种群数量的变化，构建“J”型曲线，并分析其增长速率【提出问题】：为了有效控制生物数量的变化，科学家们需要研究种群数量的变化规律并加以应用，我们如何掌握它们种群数量的变化规律并加以利用呢？【自主探究】：用粉笔头模拟探究培养液中大肠杆菌种群数量的变化，提出相关问题引导学得出大肠杆菌菌在培养过程中的相关数据。【用数据构建相关曲线】：引导学生利用数据作出大肠杆菌数量变化曲线图。思考问题自主探究模拟实验，了解大肠杆菌种群数量变化的研究过程。作图，初步学习用数学形式描述生物学现象。培养学生自主动手、观察、发现问题、分析问题的自主学习能力。引导学生利用已有信息和理论知识尝试建构种群的“J”型增长模型过渡衔接我们假设一下，如果继续培养该大肠杆菌，将会出现一种什么样的情况？二、建构种群增【分析问题】若我们继续培养大肠杆菌，大肠杆菌的种群数量会根据探究信息，尝试构建模型：以表格数据为依据，推导培养学生获取、处理信息的能力，引导学长的“S”模型，并分析其增长速率和不会按此形式持续增长下去？细菌种群数量的“S”型曲线，作出相应曲线图。思考、讨论。生利用已有信息和理论知识尝试建构种群的“S”型增长模型。【总结】在学生归纳的基础上总结，指出种群的“J”型增长（理想条件）和“S”型增长（有限环境）。比较、分析、讨论两种增长方式的相同点、不同点归纳两种增长模型的前提条件、不同变化趋势，以及模型中各参数的具体含义。培养学生分析问题、比较、归纳的能力。引导学生透过现象深入事物的本质理解生物学规律衔接在自然界中，种群的数量有何应用呢？三、对数学模型分析、解决实际问题【解决问题】1、问题：种群的数量变化有怎样的规律？2、问题：如何有效控制生物种群的数量？3、问题：那什么时候是捕捞的最佳数量期？观察、思考、讨论将增长模型与实际问题相联系，提出自己的看法。分析自然环境对种群增长的影响。引导学生运用数学模型解释自然界中种群数量的变动。培养学生联系实际，拓展思维，提高分析问题、解决问题的能力，并学会分享。作业布置，提出新问题，引起思考【提出新问题】在“大肠杆菌”实验中，如果继续培养，大肠杆菌的数量会如何变化？（能否始终保持在K值？）原因是什么？思考，讨论培养学生逐步形成不断发现问题、分析、解决问题的意识。结束【板书设计】2、种群数量的变动1、J型曲线2、S型曲线【课后反思】种群数量变动中，探究的是大肠杆菌在培养液中的种群数量的变动，因实验条件限制，不可能在课堂上进行探究实验，只能进行模拟，虽然在教学中已尽可能模拟实验条件，但也与真实实验有所区别，这是教学中无法避免的不足。在不太了解学生的学情条件下，并不能将本节的考点和难点如增长速率、增长率的问题全部展现出来，这需要在之后的教学中进行适当的补充和完善。