《種群數(shù)量的變化》名師教案

1、PAGE10種群數(shù)量的變化教學(xué)設(shè)計大同一中豐慧課題第4章第2節(jié)種群數(shù)量的變化授課人豐慧時間2022年11月22日課型新授課教材分析人教版必修3第4章共安排4節(jié)內(nèi)容。第1節(jié)“種群的特征”包括調(diào)查種群密度的方法和種群的數(shù)量特征。第2節(jié)“種群數(shù)量的變化”，主要在第一節(jié)種群的數(shù)量特征基礎(chǔ)上進(jìn)一步探究三個問題：1、如何構(gòu)建種群增長的模型。2、種群數(shù)量的變化情況，包括種群增長的“J”型曲線、種群增長的“S”型曲線、種群數(shù)量的波動和下降。3、探究實(shí)驗(yàn)：培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化。第3節(jié)“群落的結(jié)構(gòu)”包括群落水平上研究的問題、群落的物種組成、種間關(guān)系、群落的空間結(jié)構(gòu)等內(nèi)容。第4節(jié)“群落的演替”包括演替的類型

2、和人類活動對群落演替的影響。學(xué)生通過學(xué)習(xí)本章內(nèi)容，可以了解種群與群落的基礎(chǔ)知識，深入了解“整體大于部分之和”的道理，并為下一章“生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性”的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。本節(jié)的內(nèi)容在本章教學(xué)中起到了承上啟下的重要作用，因此占據(jù)重要地位。了解種群的數(shù)量變化是學(xué)習(xí)群落的結(jié)構(gòu)和演替的基礎(chǔ)，而有關(guān)群落的知識，又是學(xué)習(xí)第5章“生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性”的基礎(chǔ)。學(xué)生通過對本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，可以客觀的了解種群數(shù)量變化的規(guī)律，并將其應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，有利于學(xué)生客觀的分析事物的發(fā)展趨勢，建立唯物主義世界觀。學(xué)情分析通過對前面課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)對種群的數(shù)量特征有了一定了解，這為本節(jié)課程的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。同時，高二學(xué)生經(jīng)過一年對

3、高中生物的學(xué)習(xí)，已經(jīng)具備了較強(qiáng)的對事物進(jìn)行觀察、分析、總結(jié)的能力，在學(xué)習(xí)過程中充滿了對未知事物探究的熱情，自主學(xué)習(xí)的積極性較高。因此，在本節(jié)教學(xué)過程中教師主要通過文字、圖表、視頻播放等具體展示種群數(shù)量的變化實(shí)例，設(shè)計不同的探究問題，引導(dǎo)學(xué)生觀察、思考和討論，最終總結(jié)出正確的結(jié)論，充分發(fā)展學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，激發(fā)學(xué)生探究科學(xué)的興趣，讓學(xué)生學(xué)會透過現(xiàn)象看本質(zhì)的分析事物的方法。教學(xué)目標(biāo)知識與能力目標(biāo)（1）通過觀察圖片、師生交流，能夠說明建構(gòu)種群增長模型的方法。（2）通過探究大腸桿菌數(shù)量的變化，嘗試建構(gòu)種群增長的數(shù)學(xué)模型（3）通過實(shí)驗(yàn)探究、師生交流，能夠用數(shù)學(xué)模型解釋種群的數(shù)量變化曲線。學(xué)科素養(yǎng)1基

4、礎(chǔ)知識（建構(gòu)種群增長模型、種群的數(shù)量變化曲線）；2基本技能（培養(yǎng)學(xué)生“觀察現(xiàn)象提出問題構(gòu)建數(shù)學(xué)模型解決問題”的能力）；3基本思想（通過用數(shù)學(xué)模型解釋種群數(shù)量的變化，培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念、理性思維和對人口老齡化的認(rèn)識）；4、基本活動經(jīng)驗(yàn)（關(guān)注人類活動對種群數(shù)量變化的影響）。教學(xué)重點(diǎn)嘗試建構(gòu)種群增長的數(shù)學(xué)模型，并據(jù)此解釋種群數(shù)量的變化教學(xué)難點(diǎn)建構(gòu)種群增長的數(shù)學(xué)模型教學(xué)手段與教具多媒體課件教學(xué)安排一課時教學(xué)方法討論法、探究法教學(xué)過程學(xué)生活動教師的組織和引導(dǎo)教學(xué)意圖學(xué)生基于已有的數(shù)學(xué)知識進(jìn)行演算。在第一節(jié)中，我們學(xué)習(xí)了種群數(shù)量的影響因素，大家看“問題探討”，思考討論準(zhǔn)備回答。提示：在自然界中細(xì)菌無處不在

5、，有些細(xì)菌的大量繁殖會導(dǎo)致疾病。假如現(xiàn)有一種細(xì)菌，在適宜的溫度、濕度等環(huán)境下，每20min左右通過分裂繁殖一代。引導(dǎo)學(xué)生思考：1細(xì)菌的生殖方式是怎樣的272h后，由一個細(xì)菌分裂產(chǎn)生的后代數(shù)量是多少3n代細(xì)菌數(shù)量是多少（優(yōu)教提示：打開素材實(shí)驗(yàn)演示：探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化）通過創(chuàng)設(shè)具體的情境，讓學(xué)生感受活生生的生命現(xiàn)象。認(rèn)識細(xì)菌種群數(shù)量增長的數(shù)學(xué)規(guī)律。學(xué)生討論，充分陳述自己的觀點(diǎn)。提出問題，組織討論：1對細(xì)菌種群數(shù)量增長而言，在什么情況下2n公式成立2這個公式揭示了細(xì)菌種群數(shù)量增長的什么規(guī)律3在學(xué)過的生物學(xué)內(nèi)容中，還有哪些生物學(xué)問題可以用數(shù)學(xué)語言來表示。提示：數(shù)學(xué)工具在生物學(xué)研究中的作用

6、越來越突出。用數(shù)學(xué)語言揭示生物學(xué)問題時，要充分考慮到生物學(xué)自身的特點(diǎn)。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。學(xué)生獨(dú)立操作完成圖表，相互交流結(jié)果。請學(xué)生算出一個細(xì)菌產(chǎn)生的后代在不同時間的數(shù)量，并填寫教材中的表格，然后畫出細(xì)菌的種群數(shù)量增長曲線。提示：這是在理想條件下對細(xì)菌種群數(shù)量的推測。引導(dǎo)學(xué)生討論，同數(shù)學(xué)公式相比，曲線圖表示的模型有什么局限性認(rèn)識種群數(shù)量增長模型的另一種表現(xiàn)形式。小結(jié)：在描述、解釋和預(yù)測種群數(shù)量的變化時，常常需要建立數(shù)學(xué)模型。數(shù)學(xué)模型的表現(xiàn)形式可以為公式、圖表等。學(xué)生討論建立“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的數(shù)學(xué)模型”的方案：程序和方法。提出問題，組織討論：如何建立“培

7、養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的數(shù)學(xué)模型”，我們應(yīng)該怎么做結(jié)合本節(jié)的探究實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識建立種群增長模型的程序和方法。學(xué)生討論：1野兔種群增長的原因有哪些2怎樣用數(shù)學(xué)語言來描述野兔種群增長的規(guī)律3如果用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。提出問題，組織討論：以上討論的是在實(shí)驗(yàn)條件下種群的數(shù)量變化，在自然界中種群的數(shù)量變化情況如何提供素材：光明日報消息：澳大利亞野兔成災(zāi)。估計在這片國土上生長著6億只野兔，它們與

8、牛羊爭牧草，啃樹皮，造成大批樹木死亡，破壞植被導(dǎo)致水土流失，專家計算，這些野兔每年至少造成1億美元的財產(chǎn)損失。兔群繁殖之快，數(shù)量之多足以對澳洲的生態(tài)平衡產(chǎn)生威脅。澳洲本來沒有兔子，1859年，一個叫托馬斯奧斯汀的英國人來澳定居，帶來了24只野兔，放養(yǎng)在他的莊園里，供他打獵取樂。奧斯汀絕對沒有想到，一個世紀(jì)之后，這24只野兔的后代達(dá)到6億只之多。通過具體實(shí)例，加深對數(shù)學(xué)模型的理解，并用數(shù)學(xué)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。小結(jié)：自然界確有類似細(xì)菌在理想條件下種群數(shù)量增長的形式。該種群數(shù)量增長的數(shù)學(xué)模型可表示為“J”型曲線，或數(shù)學(xué)公式：Nt=N0t學(xué)生思考：有哪些因素制約著種

9、群數(shù)量的增長學(xué)生討論。如果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(shí)驗(yàn)（有條件的學(xué)?？蓪⒏咚箤?shí)驗(yàn)用計算機(jī)模擬技術(shù)呈現(xiàn)出來）。提出討論題：1你認(rèn)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(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，如果要進(jìn)一步搞清是空間的限制，還是資源（食物）的限制，該如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)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。從資源和空間上思考種群增長問題。用生物學(xué)語言解釋“S”型曲線（數(shù)學(xué)模型）。培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計能力。學(xué)生討論教材中“思考與討論”素材。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)境容納量K值”。理解K值，并解釋和說明實(shí)際問題。學(xué)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。提出問題：在自然界中，種群數(shù)量是否總能穩(wěn)定在K值為什么從多因素思考種群數(shù)量的變化總結(jié)：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，這是學(xué)習(xí)本節(jié)的要旨。把握學(xué)習(xí)方法要旨。課堂訓(xùn)練（優(yōu)教提示：打開優(yōu)教習(xí)題課堂訓(xùn)練-種群的數(shù)量變化，使用互動答題卡，更快更便捷的掌握學(xué)