高二生物教案：《种群数量的变化》优秀教学设计(一)

高二生物教案：《种群数量的变化》优秀教学设计（一）一、教材分析“种群数量的变化”位于高中生物人教版必修Ⅲ第四章第二节，它是第一节“种群的特征”的延续。种群数量的变化直接影响种群的密度，同时从食物链或食物网的角度来分析，某种生物种群数量的改变，也会很大程度地影响到某些群落甚至某些生物圈中其他生物种群数量的变化，因此，本节内容不仅在本章中具有承上启下的作用，对于人与自然的可持续发展及生物和环境的和谐发展具有极其重要的指导作用。新课程标准对本节的规定是“尝试建立数学模型解释种群的数量变动”，依据此规定我确定了本节内容的重点有两个：引导学生学会用生物数据构建数学模型和对“J”型、“S”型增长曲线的分析及实际应用。数学模型的建构过程正是学生思考分析生物现象的过程，学生通过细菌种群数量变化描述方法的探讨，在脑海中即渗透了模型构建的过程；大自然的生物不会像“问题探讨”中的细菌那样无节制的繁殖，它会受到环境阻力而呈“S”型曲线增长，及时分析“J”型、“S”型增长曲线特点，能够拯救濒危物种、降低外来物种对本地物种的侵害、保护野生生物资源等，是生态保护的风向标，因此，分析总结“J”型、“S”型增长曲线产生的条件、自身特点和应用是本节课的重点也是难点。“知识成就文明”，种群数量的变化除了增长外，还存在波动和下降等其他形式，本节最后分析了影响种群数量变化的各种因素，意在培养学生“爱护环境，人人有责”的意识，要学生爱惜生物资源，关注资源的利用，实现人与自然的可持续发展。二、学情分析高二学生具有数学坐标系的学习经历，在生物数据的支撑下，构建种群增长的数学模型不会有困难，但是对模型的生物学意义及应用可能有一定的障碍。三、教学目标知识目标1、说明建构种群增长模型的方法。2、会用“J”型、“S”型增长曲线解释种群数量的变化。能力目标建立用数学模型解释生物现象的思想，初步学会使用数学模型解释生物现象。情感态度和价值观培养学生关注人类活动对种群数量变化的影响，深刻认识人与自然和谐发展的重要意义，树立人与自然的可持续发展的观念。四、教学重难点教学重点构建种群增长的数学模型教学难点用“J”型、“S”型增长曲线的特点解释生物现象五、教学方法讲授法、小组讨论法六、教学过程新课导入师：【展示】PPT播放两张图片：密密麻麻的水葫芦、濒危物种大熊猫。以上两张图片与我们今天要讲的种群数量的变化密切相关，如何有效地控制水葫芦的疯长？如何更好的保护大熊猫？带着这些问题我们来共同学习《种群数量的变化》。自主学习师：首先，请大家自主研习【问题探讨】：在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20min就通过分裂繁殖一代。请你算出一个细菌产生的后代在不同时间（单位为min）的数量，填入下表。间（min）20406080100120140160180数量（个）推导出细菌增长的计算公式：2n（n代表“代”）师：根据表格中的数据，然后以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌的种群增长曲线。（在学生计算数据的同时将模型构建的过程渗入他们的思维中）学生行为：独立思考、计算，并把结果填在表格里细菌数量/个《种群数量的变化》教学设计以上两种形式相比，我们可以看出数学表达式能够准确地表示细菌种群的数量变，曲线图能够清晰、直观地描述细菌种群数量变化趋势。合作探究师：【思考】假设：某（例如细菌）种群的起始数量为No，每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的λ倍；t年后该种群的数量用Nt表示。我们能否推导出一个反映一般种群增长的数学表达式呢？学生：建构种群增长的数学方程式即Nt=No*λt《种群数量的变化》教学设计师：上述数学表达式的前提是“每年以一定的倍数增长”，意味着该种群生活在的食物、空间充裕，没有敌害、气候适宜等一系列好的环境，那么现实生活中有相似的情况吗？学生：有，1859年一位英国人带来24只野兔到澳大利亚定居，一个世纪以后，这24只野兔的后代竟达到了6亿只以上；美国的环颈雉在1937——1942年期间种群数量的增长曲线。（如右图）师：（小结）通过上述两个实例可以看出，自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式，如果以时间在横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“J”型，我们称为种群增长的“J”型曲线。现实的例子是支持我们的假设了，即说明假设是正确的。这样我们就可以把得到的数学表达式或曲线图叫做描述种群数量增长的数学模型。让我们总结一下构建数学模型的过程：《种群数量的变化》教学设计观察研究对象，提出问题《种群数量的变化》教学设计提出合理的假设《种群数量的变化》教学设计根据实验数据，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师：【展示】生态学家高斯及其大草履虫种群数量增长曲线实验图片高斯曾做过培养大草履虫实验：在0.5ml培养液中放入5个大草履虫，然后每隔24h统计一次大草履虫的数量，经过反复实验得到了刚才的曲线图。【思考】①“S”增长曲线与“J”型增长曲线有什么不同呢？学生：“S”增长曲线先急速上升，然后缓慢上升，最后达到K值②“S”增长曲线产生的条件是什么？学生：环境资源有限③如何理解K值？学生：环境容纳量，即一定环境中所能承受的最大数量。师：（小结）自然界的资源和空间总是有限的，当种群密度增大时，种内竞争就会加剧，以该种群为食的动物的数量也会增加，这就会使种群的出生率降低，死亡率增高。当死亡率增加到与出生率相等时，种群的增长就会停止，有时会稳定在一定的水平。课堂展示师：自然界中，很多种群的数量都难以维持稳定，更多情况下会处在波动中。【思考】引起种群数量波动的因素有哪些？学生：很多，如气候、食物、天敌、传染病等不利因素，有时种群数量还会急剧下降甚至消亡。师：同学们，我们研究种群数量的变化，目的在于为生产、生活实践提供理论指导。【讨论】①你能提出一些保护东北虎、大熊猫等濒危动物的措施吗？学生：建立自然保护区，增加K值；禁止人类捕杀等。②面对一些害虫，如东亚飞蝗、家鼠，我们该如何控制？学生：破坏生存环境，降低K值；及时发现及时消灭等。师：同学们说的非常好，现在，随着人口的增长，科技水平的提高，人类活动范围的扩大，人类活动对自然界种群数量变化的影响越来越大，有时甚至成为决定性的因素。例如，2007年8月，英国皇家学会发表中、美、英、得、日、瑞士六国科学家的“2006长江豚类考察”报告指出：专家们认为白鳍豚已经灭绝。研究种群的变化规律以及影响种群数量变化的因素，对于有害动物的防治、野生生物资源的保护和利用，以及濒危动物种群的拯救和恢复，都有着重要意义。,当堂检测同步导学案上的习题课堂总结1、课后练习,建构种群增长模型的方法——数学表达式、曲线图法2、“J”型增长曲线和“S”型增长曲线的比较比较项目“J”型增长曲线“S”型增长曲线前提条件环境资源无限环境资源有限种群增长率保持稳定随种群密度上升而下降有无K值无有板书设计一、建构种群增长模型的方法二、“J”型增长曲线1、前提条件：环境资源无限2、数学表达式：Nt=No*λt3、曲线图：三、“S”增长曲线1、前提条件：环境资源有限2、曲线图：四、种群数量的波动和下降五、研究种群数量变化的意义课后作业配套练习《课时练》P56,七、教学反思：生物学是一门应用科学。本节课以建构数学模型为主线，以细菌繁殖为例，启发学生用数学表达式法和曲线图法构建出该种群的增长模型，然后用澳大利亚野兔和美国环颈雉两个事例支撑构建模型过程的正确性，得到建构模型的一般步骤：观察研究对象，提出问题——提出合理的假设——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。在细菌实例的基础上，我又以生态学家高斯培养大草履虫为例，让学生尝试分析“S”型增长曲线图，如““S”增长曲线与“J”型增长曲线有什么不同呢？“S”增长曲线产生的条件是什么？如何理解K值？”然后总结对比“J”型增长曲线和“S”型增长曲线的不同点。“理论是实践的基础”，学生学习了这两种增长曲线后要能对现实现象进行解释和解决，所以我提出两个问题：你能提出一些保护东北虎、大熊猫等濒危动物的措施吗？面对一些害虫，如东亚飞蝗、家鼠，我们该如何控制？自然界中的种群数量不是一直上升的，它也会下降和波动，由此我提出了“引起种群数量波动的因素有哪些？人类活动对种群数量变化有什么影响？”，让学生看到生物数量在大量地锐减，人类活动严重破坏了生态环境，这样学生势必会联想到环保的重要性，在日常生活中会从小事做起，关注资源的利用，关注环境的变化，关注人类活动，实现人与自然的可持续发展。本节课的教学设计符合新课程理念的标准要求，过渡时遵循高二学生的思维特点层层深入，有的放矢，将学生一步一步地带入了课堂中，充分挖掘了学生的主动性，体现了“学生为主，教师为辅”的思想；不足之处就是未能及时关注后进生，这是我今后努力的方向。