高中生物必修三第四章第2節(jié)《種群數(shù)量的變化》表格教案

1、指導思想與理論根據(jù)本節(jié)課通過學生繪制細菌增長曲線，建立數(shù)學模型，并對模型進一步修正推廣到各種生物建立種群的“J型增長模型。最后再歸納數(shù)學模型建立的過程，防止了學消費生畏難情緒學生。教材分析本節(jié)可以分為三部分：第一部分是建構(gòu)種群增長模型的方法；第二部分是種群數(shù)量的變化情況，包括種群增長、波動和下降；第三部分是探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化。建立數(shù)學模型的方法是本模塊科學方法教育的側(cè)重點，這方面的內(nèi)容又主要集中在本節(jié)。因此，教材將如何建立數(shù)學模型放在突出的位置：問題討論中讓學生嘗試根據(jù)細菌繁殖速率的假設(shè)，建立細菌種群的增長模型，并設(shè)法進展驗證；正文第一部分結(jié)合問題討論中的實例，引導學生分析建構(gòu)數(shù)

2、學模型的方法，并嘗試進展模型形式的轉(zhuǎn)換；在第二部分講述J型增長曲線時，又讓學生進一步體會建構(gòu)數(shù)學模型的方法。關(guān)于種群的數(shù)量變化，教材介紹了四種情況：J型增長、S型增長、波動和下降。應(yīng)當注意的是，教材以問題串的形式提醒了這四種情況之間的內(nèi)在聯(lián)絡(luò)：在理想的無限環(huán)境中，即資源和空間非常充足，沒有天敵和其他災(zāi)害等，種群數(shù)量會呈J型增長；而在自然界，資源和空間總是有限的，因此，即使出現(xiàn)J型增長，也不可能持續(xù)很久，經(jīng)過一定時間的增長后，數(shù)量會在K值左右趨于穩(wěn)定，這種增長模型為S型增長；由于氣候、食物、天敵、傳染病等因素的影響，大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動的，在不利條件下，甚至會出現(xiàn)持續(xù)的下降乃至消亡。本節(jié)內(nèi)

3、容還非常重視聯(lián)絡(luò)社會實際，對學生進展情感態(tài)度價值觀的教育。如曲線查閱人口增長數(shù)據(jù)，分析人口增長模型；建立自然保護區(qū)，進步環(huán)境包容量，以保護大熊貓等珍稀動物；捕鯨業(yè)導致許多鯨種群數(shù)量的下降等。第三部分探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化，是一項有著多方面意義和價值的探究活動。這項探究在寫法上給學生留出了較大的自主探究的空間，包括作出假設(shè)、討論探究思路、制定方案、施行方案等，都由學生自己完成，教材中只給予了必要的提示，以期培養(yǎng)學生的探究才能。由于這項探究所需的時間較長一周以上，教材將它編排在本節(jié)知識性內(nèi)容之后，未穿插在課文之中。可以在完本錢節(jié)第一、二部分內(nèi)容之后單獨安排。學情分析模型構(gòu)建的方法較難；增

4、長的曲線繪圖。教學目的填寫表格，根據(jù)表格數(shù)據(jù)繪制坐標曲線；通過探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化，嘗試建構(gòu)種群增長的數(shù)學模型。比照J型、S型曲線，分析影響K值的因素；利用K/2分析捕魚、滅害的最正確時期。教學重點和難點教學重點：嘗試建構(gòu)種群增長的數(shù)學模型，并據(jù)此解釋種群數(shù)量的變化。教學難點：建構(gòu)種群增長的數(shù)學模型。教學過程教學環(huán)節(jié) 老師活動 預設(shè)學生行為設(shè)計意圖 以“問題討論導入播放細菌分裂視頻，引導學生得出n代細菌數(shù)量的計算公式?；谝延袛?shù)學知識進展計算歸納通過創(chuàng)設(shè)情境，讓學生感受生命。建立種群增長模型的方法組織學生討論：1.對細菌種群數(shù)量增長而言，在什么情況下2n公式成立？2.這個公式提醒了

5、細菌種群數(shù)量增長的什么規(guī)律？3.在學過的生物學內(nèi)容中，還有哪些生物學問題可以用數(shù)學語言來表示。指導學生繪制曲線，并引導學生討論，同數(shù)學公式相比，曲線圖表示的模型有什么局限性？ 小結(jié)：在描繪、解釋和預測種群數(shù)量的變化時，常常需要建立數(shù)學模型。數(shù)學模型的表現(xiàn)形式可以為公式、圖表等。學生討論，充分陳述自己的觀點。根據(jù)公式填寫表格，并繪制坐標曲線。用數(shù)學語言描繪生物現(xiàn)象。認識種群數(shù)量增長模型的另一種表現(xiàn)形式。種群增長的J型曲線提出問題，組織討論：以上討論的是在實驗條件下種群的數(shù)量變化，在自然界中種群的數(shù)量變化情況如何？通過詳細實例，加深對數(shù)學模型的理解，并用數(shù)學語言解釋種群數(shù)量增長的規(guī)律。明確“J型種

6、群增長的原因。 學生討論：1.野兔種群增長的原因有哪些？2.怎樣用數(shù)學語言來描繪野兔種群增長的規(guī)律？3.假如用N0表示野兔種群的起始數(shù)量，用表示野兔種群數(shù)量每年的增長倍數(shù)，用Nt表示t年后野兔種群的數(shù)量，那么，Nt為多少？4.根據(jù)上述素材，估算1869年時，野兔種群數(shù)量為多少？說明計算方法5.列舉在自然界中還有哪些與素材中野兔種群數(shù)量增長相類似的情況。通過詳細實例，加深對數(shù)學模型的理解，并用數(shù)學語言解釋種群數(shù)量增長的規(guī)律。明確“J型種群增長的原因。種群增長的“S型曲線假如自然界的生物種群都是以“J型方式增長，地球早就無法承受了。呈現(xiàn)高斯實驗有條件的學?？蓪⒏咚箤嶒炗糜嬎銠C模擬技術(shù)呈現(xiàn)出來。提出

7、討論題：1.你認為高斯得出種群經(jīng)過一定時間的增長后，呈“S型曲線的原因是什么？2.在高斯實驗的根底上，假如要進一步搞清是空間的限制，還是資源食物的限制，該如何進展實驗設(shè)計？3.如何理解K值的前提條件“在環(huán)境條件不受破壞的情況下？請舉例說明。小結(jié)：經(jīng)過一定時間，在各種因素的作用下，種群數(shù)量增長會趨于穩(wěn)定，呈“S型曲線。在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的種群最大數(shù)量稱為“環(huán)境包容量K值。學生考慮：有哪些因素制約著種群數(shù)量的增長？學生討論。學生討論教材中“考慮與討論素材。從資源和空間上考慮種群增長問題。用生物學語言解釋“S型曲線數(shù)學模型。理解K值，并解釋和說明實際問題。種群數(shù)量的波動和

8、下降提出問題：在自然界中，種群數(shù)量是否總能穩(wěn)定在K值？為什么？總結(jié)：從詳細的生物現(xiàn)象與規(guī)律建立抽象的數(shù)學模型，又用抽象的數(shù)學模型來解釋詳細的生物學現(xiàn)象與規(guī)律，這是學習本節(jié)的要旨。學生討論教材中東亞飛蝗種群數(shù)量的波動。討論影響種群數(shù)量波動的因素。從多因素考慮種群數(shù)量的變化？板書設(shè)計4.2種群數(shù)量的變化一、建構(gòu)種群增長模型的方法1、細菌的增長曲線：1個、n代、N=2n 曲線2、建構(gòu)種群增長模型的方法二、種群增長的“J型曲線 1、模型假設(shè)2、建立模型 3、各參數(shù)的意義三、種群增長的“S型曲線 1、條件2、曲線3、K值四、種群數(shù)量的波動和下降 1、自然因素 2、人為因素學生學習活動評價設(shè)計 用細菌的繁

9、殖問題導入，和學生一起總結(jié)公式，填寫表格，繪制曲線，討論種群數(shù)量的變化特點，啟發(fā)學生用數(shù)學方法表達，建構(gòu)起細菌種群增長的數(shù)學模型。并很自然地從細菌推廣到其他生物種群數(shù)量的增長。然后對建構(gòu)數(shù)學模型的方法進展總結(jié)：觀察對象-合理假設(shè)-數(shù)學表達-檢驗修正。讓學生體驗了建構(gòu)數(shù)學模型的過程，使學生抑制了畏難情緒，降低了難度。教學反思這節(jié)課的重點難點都在于種群增長的數(shù)學模型的建構(gòu)，我用細菌的繁殖問題導入，和學生一起總結(jié)公式，填寫表格，繪制曲線，討論種群數(shù)量的變化特點，啟發(fā)學生用數(shù)學方法表達，建構(gòu)起細菌種群增長的數(shù)學模型。并很自然地從細菌推廣到其他生物種群數(shù)量的增長。然后對建構(gòu)數(shù)學模型的方法進展總結(jié)：觀察對象-合理假設(shè)-數(shù)學表達-檢驗修正。讓學生體驗了建構(gòu)數(shù)學模型的過程，使學生抑制了畏難情緒，降低了難度。然后指導學生對生態(tài)學家高斯的培養(yǎng)草履蟲實驗的結(jié)果進展分析，引出“S型種群數(shù)量變化的模型，并通過討論歸納出導致兩種曲線不同的原因。最后通過熊貓的保護、家鼠的控制分析影響K值的因素，并得出種群數(shù)量的變化不僅包括增長，