用數(shù)學(xué)模型解釋種群數(shù)量變化(含實(shí)驗(yàn))的復(fù)習(xí)課教學(xué)設(shè)計.doc

用數(shù)學(xué)模型解釋種群數(shù)量變化（含實(shí)驗(yàn)）的復(fù)習(xí)課教學(xué)設(shè)計 一、教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)是人教版必修3內(nèi)環(huán)境與穩(wěn)態(tài)第4章第2節(jié)種群的數(shù)量變化的復(fù)習(xí)課。在內(nèi)容上包括兩個方面：一是探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化；二是構(gòu)建種群數(shù)量增長的數(shù)學(xué)模型，并用此解釋種群數(shù)量的變化。本章是教材首次向?qū)W生介紹有關(guān)生態(tài)學(xué)的知識，是后面學(xué)習(xí)群落和生態(tài)系統(tǒng)知識的基礎(chǔ)和前哨，而本節(jié)內(nèi)容又是其中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，知識點(diǎn)較多而且較難。因此復(fù)習(xí)時，在教學(xué)深度的把握上應(yīng)定位在讓學(xué)生嘗試去構(gòu)建種群增長的數(shù)學(xué)模型，用數(shù)學(xué)模型（數(shù)學(xué)公式和坐標(biāo)曲線圖）解釋種群數(shù)量的變化。二、學(xué)情分析高三學(xué)生已運(yùn)用過數(shù)學(xué)方法解決生物學(xué)的問題，例如對遺傳規(guī)律的認(rèn)識、酶活性的變化規(guī)律曲線圖等；也具備一定的實(shí)驗(yàn)操作技能和探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計的能力，因此本節(jié)在復(fù)習(xí)上并不是非常困難。三、教學(xué)指導(dǎo)思想與理論依據(jù)普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，力圖促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變，引導(dǎo)學(xué)生主動參與探究過程，逐步培養(yǎng)學(xué)生分析、合作與交流的能力；并注重理論與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系。所以在設(shè)計本節(jié)時，不是簡單的告訴學(xué)生什么是數(shù)學(xué)模型，建立數(shù)學(xué)模型的方法是什么，而是給學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，創(chuàng)造氛圍，讓學(xué)生自己去探索、發(fā)現(xiàn)其本質(zhì)和規(guī)律，從而建立數(shù)學(xué)模型；然后聯(lián)系實(shí)際讓學(xué)生運(yùn)用恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型來解決某些生物學(xué)問題。四、教學(xué)目標(biāo)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)：課程標(biāo)準(zhǔn)、考試說明（一）知識與技能1、探究“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”實(shí)驗(yàn)。2、說明建立種群增長模型的方法，并用數(shù)學(xué)模型來解釋種群數(shù)量的變化。3、會區(qū)別種群數(shù)量增長的“J”型曲線和“S”型曲線。（二）過程與方法1、通過探究性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計，領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)設(shè)計的思想，準(zhǔn)確描述相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作。2、通過提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立數(shù)學(xué)模型，聯(lián)系實(shí)際解決問題，學(xué)會科學(xué)的研究方法與綜合運(yùn)用。（三）情感態(tài)度與價值觀 認(rèn)同人與自然和諧發(fā)展的意義，樹立可持續(xù)發(fā)展的觀念。五、教學(xué)重難點(diǎn)1、教學(xué)重點(diǎn)：（1）領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)設(shè)計的思想，準(zhǔn)確描述相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作。（2）學(xué)會建立數(shù)學(xué)模型的科學(xué)研究方法和綜合運(yùn)用。2、教學(xué)難點(diǎn)：學(xué)會建立數(shù)學(xué)模型的科學(xué)研究方法和綜合運(yùn)用。六、教學(xué)手段 探究式教學(xué)1、通過一道探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計題，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)的研究過程，領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)設(shè)計的思想，準(zhǔn)確描述相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作。2、通過多媒體展示科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，創(chuàng)造氛圍，讓學(xué)生嘗試建立數(shù)學(xué)模型的科學(xué)研究方法。3、利用多媒體技術(shù)把種群增長的“J”型和“S”型曲線展示在同一坐標(biāo)系中，直觀地說明兩條曲線產(chǎn)生距離的原因，并從坐標(biāo)系中找出K值與K/2時曲線的含義，以及K值改變的條件，從而聯(lián)系實(shí)際解決生物學(xué)問題，有效突破難點(diǎn)，并滲透情感教育。4、通過多媒體列表比較種群“J”型、“S”型增長的數(shù)學(xué)模型，使學(xué)生在復(fù)習(xí)時重點(diǎn)知識系統(tǒng)化、難點(diǎn)知識直觀化，這樣可以有效提高復(fù)習(xí)的效率，增大復(fù)習(xí)課的容量，豐富復(fù)習(xí)課的內(nèi)容。5、利用投影展示高考題，把所復(fù)習(xí)的知識馬上運(yùn)用到高考中，相對傳統(tǒng)的念題、抄題，可以節(jié)省大量的時間，把更多的時間留給學(xué)生思考與分析。七、教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容教師的組織和引導(dǎo)學(xué)生活動教學(xué)意圖考綱點(diǎn) 擊高考資 訊展示本節(jié)知識的考綱點(diǎn)擊：探究“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”實(shí)驗(yàn) 嘗試建立種群數(shù)量變化的數(shù)學(xué)模型區(qū)別種群增長的“J”型和“S”型曲線能解釋“J”型、“S”型增長的數(shù)學(xué)模型與種群數(shù)量變化的關(guān)系 展示本節(jié)知識在高考的命題情況引入高考，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望?？键c(diǎn)1：探究“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”實(shí)驗(yàn)設(shè)置學(xué)案一:展示一道探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計題，復(fù)習(xí)高中實(shí)驗(yàn)設(shè)計的呈現(xiàn)類型在探究“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量隨時間變化”的實(shí)驗(yàn)中，需利用血球計數(shù)板計數(shù)，樣品就滴在計數(shù)室內(nèi)。計數(shù)室由2516=400個小室組成，容納液體總體積為0.1mm3。某同學(xué)操作時將1mL酵母菌樣品加99mL無菌水稀釋，用無菌吸管吸取培養(yǎng)液，進(jìn)行觀察計數(shù)（1）在實(shí)驗(yàn)中，某學(xué)生的部分實(shí)驗(yàn)操作過程是這樣的：從靜置試管中吸取酵母菌培養(yǎng)液加入計數(shù)板進(jìn)行計數(shù)，記錄數(shù)據(jù)；把酵母菌培養(yǎng)液放置在冰箱中；第七天再取樣計數(shù)，記錄數(shù)據(jù)，統(tǒng)計分析繪成曲線。請糾正該同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中的3處錯誤？ （2）如果一個小方格內(nèi)酵母菌過多，難以數(shù)清，應(yīng)采取的措施？ （3）如果觀察到上圖所示a、b、c、d、e 5個大格共80個小室內(nèi)共有酵母菌48個，則上述1mL酵母菌樣品中約有酵母菌_個.（4）要獲得較為準(zhǔn)確的數(shù)值，減少誤差，你認(rèn)為該怎么做？_。 （5）在該實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)你對影響酵母菌種群生長的因素的推測，進(jìn)一步確定一個探究實(shí)驗(yàn)的課題,并完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計的步驟。讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)的研究過程（提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計實(shí)驗(yàn)、實(shí)施實(shí)驗(yàn)、得出結(jié)論）學(xué)生分小組討論實(shí)驗(yàn)設(shè)計方案，并派代表展示，其他同學(xué)對其實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評價。通過題目分析，歸納高中實(shí)驗(yàn)設(shè)計的主要四種呈現(xiàn)形式（設(shè)計方案型、改錯型、分析型、補(bǔ)充完善型） 學(xué)生領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)設(shè)計的思想。學(xué)會設(shè)計合理的實(shí)驗(yàn)方案，養(yǎng)成合作學(xué)習(xí)與交流精神，鍛煉了語言組織能力，認(rèn)識科學(xué)是基于實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。通過解題分析，在歸納的同時也復(fù)習(xí)了本實(shí)驗(yàn)的操作技能要求?？键c(diǎn)2：建立種群數(shù)量變化的數(shù)學(xué)模 型（1）建立數(shù)學(xué)模型的一般步驟（2）利用數(shù)學(xué)模型解釋種群數(shù)量變 化設(shè)置學(xué)案二:展示科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，復(fù)習(xí)建立數(shù)學(xué)模型的一般步驟科學(xué)家在一定容積一定營養(yǎng)的培養(yǎng)基內(nèi)培養(yǎng)酵母菌每4小時計數(shù)統(tǒng)計，通過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)如下： 時間 0 4 8 12 16 20數(shù)量9.6 71.1 350.7 594.8 655.9 665討論：1、請以時間為橫坐標(biāo)，種群數(shù)量為縱坐標(biāo)畫出曲線。2、假設(shè)在空間、營養(yǎng)充足，溫度、PH適宜等條件下，酵母菌每1個小時分裂一次，請在坐標(biāo)系中畫出10個酵母菌在 5小時內(nèi)的種群數(shù)量變化曲線。通過資料引導(dǎo)學(xué)生建立種群數(shù)量變化的數(shù)學(xué)模型（請學(xué)生上臺畫曲線，并闡述探索過程，全班同學(xué)進(jìn)行評價）討論1：（1）若該種群為人類所需要的魚類資源，利用此種群數(shù)量變化曲線，我們應(yīng)該確定怎樣的捕撈量才能既不危害魚類種群的持續(xù)發(fā)展,又能獲得較高的魚產(chǎn)量? （2）家鼠繁殖力極強(qiáng)，善于打洞，偷吃糧食，傳播疾病危害極大，應(yīng)該采取哪些措施能從實(shí)質(zhì)上控制家鼠數(shù)量？（3）對于大熊貓等珍惜動物，應(yīng)采取什么措施進(jìn)有效保護(hù)？利用多媒體技術(shù)把上述所建立的兩種曲線呈現(xiàn)在同一坐標(biāo)系中，讓學(xué)生討論兩條曲線產(chǎn)生距離的原因，并從坐標(biāo)系中找出K值與K/2時曲線的含義，以及改變K值所需的條件。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫曲線圖并上臺展示學(xué)生通過對酵母菌的已有認(rèn)識，根據(jù)所提供的資料推算實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，嘗試建立種群數(shù)量變化的數(shù)學(xué)模型，總結(jié)建立數(shù)學(xué)模型的一般方法。讓學(xué)生討論并用種群數(shù)量變化的數(shù)學(xué)模型來解釋如何利用生物的資源、對有害動物的防治和對珍惜動物的保護(hù)，為實(shí)現(xiàn)人與自然的可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。使學(xué)生認(rèn)識到在生物學(xué)中有許多現(xiàn)象和規(guī)律可以用數(shù)學(xué)語言來表示。創(chuàng)造氛圍，讓學(xué)生身臨其境，嘗試建立數(shù)學(xué)模型的科學(xué)方法，有效突破難點(diǎn)，也加深了對重點(diǎn)知識的理解。用具體的模型來解決生物學(xué)問題，進(jìn)一步突破難點(diǎn)，并滲透人與自然和諧發(fā)展及可持續(xù)發(fā)展的情感教育。利用多媒體技術(shù)有效地突破了難點(diǎn)。考點(diǎn)3：比較種群“J”型、“S”型增長的數(shù)學(xué)模型設(shè)置學(xué)案三:通過列表比較種群“J”型、“S”型增長的數(shù)學(xué)模型與種群數(shù)量變化的關(guān)系引導(dǎo)學(xué)生討論、比較、歸納種群“J”型、“S”型的增長曲線、數(shù)學(xué)方程式、K值、種群增長速率、種群增長率及使用范圍；學(xué)生論、歸納、比較種群“J”型、“S”型增長的數(shù)學(xué)模型。通過多媒體列表使學(xué)生在復(fù)習(xí)時重點(diǎn)知識系統(tǒng)化；并利用曲線圖有效區(qū)分易混淆知識，使難點(diǎn)知識直觀化。這樣可以有效提高復(fù)習(xí)的效率，增大復(fù)習(xí)課的容量，豐富復(fù)習(xí)課的內(nèi)容。課堂總 結(jié)本節(jié)學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容是從具體的生物現(xiàn)象與規(guī)律建立抽象的數(shù)學(xué)模型，又用抽象的數(shù)學(xué)模型來解釋具體的生物學(xué)現(xiàn)象與規(guī)律。高 考回 顧(2009安徽)用奶瓶培養(yǎng)黑腹果蠅，觀察成蟲數(shù)量的變化，結(jié)果如下：時間（天） 1 5 9 13 17 21 25 29 33 37成蟲數(shù)（只 ) 6 10 28 71 131 207 270 302 327 341根據(jù)表中的數(shù)據(jù)分析，下列結(jié)論正確的是（ ）A.第1325天，成蟲數(shù)量增長快的主要原因是個體生長加快B.第1729天，成蟲增長率上升C.第2137天，成蟲增長率的下降與種群密度的改變有關(guān)D.第137天，成蟲數(shù)量呈“J”型增長 學(xué)生思考、解題利用投影展示高考題，把所復(fù)習(xí)的知識馬上運(yùn)用到高考中，進(jìn)一步深化本節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)；相對傳統(tǒng)的念題、抄題，節(jié)省更多的時間留給學(xué)生思考、分析與總結(jié)。板書設(shè) 計第二節(jié) 種群的數(shù)量變化一、 探究“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”實(shí)驗(yàn) 科學(xué)的研究過程：提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計實(shí)驗(yàn)、得出結(jié)論二、建立種群數(shù)量變化的數(shù)學(xué)模型1、建立數(shù)學(xué)模型的一般步驟2、用數(shù)學(xué)模型來解釋種群數(shù)量的變化三、比較種群“J”型、“S”型增長的數(shù)學(xué)模型八、教學(xué)反思傳統(tǒng)復(fù)習(xí)課的模式通常是對復(fù)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行羅列和重復(fù)，再用幾道習(xí)題進(jìn)行訓(xùn)練。這樣的復(fù)習(xí)課雖然能夠幫助學(xué)生梳理知識、提高解題能力，但往往顯得枯燥無味，學(xué)生對重復(fù)的學(xué)習(xí)內(nèi)容產(chǎn)生厭倦情緒，因此這樣的教學(xué)效果不是很理想。作為復(fù)習(xí)課，本教學(xué)設(shè)計的主要特點(diǎn)：一是采用新課程理念所倡導(dǎo)的探究式教學(xué)模式，先是通過探究性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計，既復(fù)習(xí)了實(shí)驗(yàn)操作技能，又加強(qiáng)了對實(shí)驗(yàn)設(shè)計的綜合分析能力；接著是通過科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來創(chuàng)造氛圍，讓學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)、探索，啟發(fā)學(xué)生從現(xiàn)象揭示出本質(zhì)和規(guī)律，從而建立數(shù)學(xué)模型；然后再通過分析討論讓學(xué)生運(yùn)用恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型來解釋某些生物學(xué)現(xiàn)象。二是與信息技術(shù)整合，利用多媒體把兩種增長曲線呈現(xiàn)在同一坐標(biāo)系中討論，使難點(diǎn)知識直觀化；通過多媒體列表，使學(xué)生在復(fù)習(xí)時重