高中生物-種群的數(shù)量變化錄像教學設計學情分析教材分析課后反思

4.2種群的數(shù)量變化教學設計教學目標知識目標1、概述建構種群增長模型的方法2、舉例說明種群增長的”J”型曲線,分析其產生的條件、特點3、舉例說明種群增長的“S”型曲線，并與“J”型曲線作比較能力目標1、能解釋“J”型增長和“S”型增長的數(shù)學建模與種群數(shù)量變化的關系2、解釋種群數(shù)量變化的波動原因，指出能調節(jié)種群數(shù)量變動的因素情感態(tài)度和價值觀目標1、闡明研究種群數(shù)量變動的意義，關注人類活動對種群數(shù)量變化的影響2、關注瀕危物種的保護重點嘗試建構種群增長的數(shù)學模型，并據(jù)此解釋種群數(shù)量的變化。難點建構種群增長的數(shù)學模型知識點種群數(shù)量的模型構建、種群數(shù)量增長的“J”型曲線、種群數(shù)量增長的“S”型曲線、種群數(shù)量的波動考試點種群數(shù)量增長的“J”型曲線分析、種群數(shù)量增長的“S”型曲線分析、根據(jù)種群數(shù)量增長的“J”型曲線和種群數(shù)量增長的“S”型曲線來解釋自然界中具體生物的種群增長規(guī)律、以及作為指導生產實踐的理論依據(jù)能力點種群數(shù)量增長的模型構建自主探究點實驗室中細菌種群數(shù)量增長的數(shù)學模型構建、高斯實驗易錯易混點種群數(shù)量增長的“J”型曲線、種群數(shù)量增長的“S”型曲線比較訓練點根據(jù)種群數(shù)量增長的“J”型曲線和種群數(shù)量增長的“S”型曲線來解釋自然界中具體生物的種群增長規(guī)律、生產實踐中怎樣指導捕撈、消滅有害動物及害蟲拓展點種群數(shù)量增長的“J”型曲線、種群數(shù)量增長的“S”型曲線比較、生產實踐中怎樣指導捕撈、消滅害蟲教法與學法自主學習法、合作探究法教具多媒體課件、粉筆等教學流程教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖情景導入多媒體展示視頻：1、水浮蓮過度繁殖2、海豹以第一人稱描述其種群因人類瀕臨滅絕。導入語：在視頻中我們發(fā)現(xiàn)水浮蓮花雖然很美麗，但是由于水體富營養(yǎng)化導致其在短時間內大量繁殖，對人類的生活帶來了不變；視頻的另一個部分介紹的是因人類對皮毛的無節(jié)制需求，對海豹大量捕殺，導致其瀕臨滅絕！一個是種群數(shù)量增長過快，另一個是減少過快，都對人類的生活帶來了不利影響，面對這些問題我們如何解決？在本節(jié)課的學習中同學們會找到答案。首先，我們來了解本節(jié)課的學習目標。觀看視頻通過震撼的畫面讓學生感受到人類活動對生物數(shù)量變化的影響及面對的問題目標展示展示本節(jié)課的學習目標：1.了解建構種群增長模型的方法。2.通過建構數(shù)學模型，掌握種群數(shù)量變化的類型和特點。（重點）3.運用種群數(shù)量變化規(guī)律解決生產生活中的實際問題。閱讀教學目標，了解本節(jié)課學習內容。展示教學目標，讓學生了解本節(jié)課教學內容?！咀灾魈骄俊浚阂?、建構種群增長模型的方法----數(shù)學模型自主學習競學展示二、合作探究1．小組合作交流2.競學展示三、課堂總結知識網絡圖建構板書課題：一、建構種群增長模型的方法（一）問題探討：在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某種細菌每20分鐘就通過分裂繁殖一次。（1）請將一個細菌產生的后代在不同時期的數(shù)量填入下表，并繪制其種群增長曲線時間（min）20406080100120細菌數(shù)量（2）用數(shù)學方程式表示：n代以后細菌的數(shù)量Nn=___________（3）72小時后，由一個細菌分裂產生的細菌數(shù)量是________個。（4）分析曲線圖與數(shù)學方程式各有哪些優(yōu)缺點？過渡語：在對細菌數(shù)量增長的探究中，我們以數(shù)學方程式和曲線的形式對其進行了描述。那么這種以數(shù)學形式來描述一個系統(tǒng)或它的性質，這種方法叫做建構數(shù)學模型。它有哪些步驟？自然界有沒有和細菌增長方式相同的？有沒有不同的？請同學們閱讀課本P66-P68，完成學案上的自主學習內容。（二）出示學案“自學學習”，引導學生自學：一、構建種群增長模型的方法——數(shù)學模型1．數(shù)學模型：是用來描述一個系統(tǒng)或它的的形式。2．研究方法或步驟：觀察研究對象，提出問題→提出合理的→根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，用適當?shù)膶κ挛锏男再|進行表達→檢驗或修正二、種群增長的“J”型曲線1．含義：在條件下的種群，以為橫坐標，以為縱坐標畫出的曲線圖，曲線大致呈“J”型。2．“J”型增長數(shù)學模型：（1）模型假設：條件：在條件充裕、氣候適宜、沒有天敵；數(shù)量變化：種群的數(shù)量每年以增長，第二年的數(shù)量是第一年倍。（2）建立模型：t年以后種群的數(shù)量表達式為：各參數(shù)含義：N0表示；Nt表示；t表示；λ表示?！舅伎肌浚孩偃籀?gt;1，則種群數(shù)量將_________；②若λ<1，則種群數(shù)量將_________；③若λ=1，則種群數(shù)量將_________；④在J型曲線中，λ_____1。三、種群增長的“S”型曲線1．含義：種群經過一定時間的增長后，數(shù)量的曲線，稱為“S”型曲線。2．產生原因：自然界的資源和空間總是的，當種群密度增大時，種內競爭就會，以該種群為食的動物數(shù)量也會，這就會使種群的出生率，死亡率。當種群的死亡率與出生率相等時，種群就穩(wěn)定在一定的水平。3．環(huán)境容納量：在環(huán)境條件的情況下，一定空間中所能維持的種群，又稱值。四、種群數(shù)量的波動和下降讓學生回答所填答案答案：略過渡：PPT展示課本中J型增長的事例，J型增長有何特點？完成學案上的討論。（三）【分組討論】討論一.J型曲線的特點提示：增長率為某段時間內，種群數(shù)量增加數(shù)目與起始值的比值，即(Nt-Nt-1)/Nt-1。增長速率（速度）為某段時間內增加的個數(shù)，即(Nt-Nt-1)/t種群增長率種群增長率時間種群增長速率（速度）時間【總結特點】：在J型曲線中，增長率，增長速率。討論二。S型與J型曲線的比較：根據(jù)上圖，思考以下問題：（1）S曲線的增長速率：先后，最大時的點，此時種群數(shù)量達到值。（2）a點之前，為什么增長速度較?。浚?）環(huán)境阻力明顯增大的點在_____________（4）種群密度最大的點在_________，環(huán)境阻力最大的點應在________。（5）防治蝗災的點應選在________點開始進行。（6）為了保護魚類資源不受破壞，并能持續(xù)地獲得最大捕魚量，應使被捕魚群的種群數(shù)量保持在_____點水平?為什么？過渡語：同學們對基礎知識的掌握已經非常熟練，能否利用所學的知識解決問題呢？【學以致用】利用本節(jié)所學知識思考以下問題：1、家鼠繁殖力極強，善于打洞，偷吃糧食，傳播疾病危害極大，應該采取哪些措施控制家鼠數(shù)量？（可從環(huán)境容納量的角度、S型曲線的特點思考）2、大熊貓食性單一、繁殖率低、生活在海拔較高的山嶺里，活動范圍需求廣。試分析大熊貓數(shù)量日益減少的原因?你能提出保護大熊貓措施嗎？組織各小組之間進行合作交流。通過這一環(huán)節(jié)之后，絕大多數(shù)同學對本節(jié)的學習內容，都應該能夠理解和掌握。過渡語：大家的表現(xiàn)都很積極，下面來展示合作的效果。（四）競相展示組織語：哪組同學來展示一下你們組的自學和研討成果？（五）點評總結對表現(xiàn)較好的小組和個人進行點評。對回答不全的予以補充，對理解有誤的予以糾正，對知識之間存在共性的予以歸納。（六）小結，形成知識體系小結語：以上就是本節(jié)所學的內容，下面我們一起總結一下。板書：一、建構種群增長模型的方法—數(shù)學模型二、種群增長的J型曲線三、種群增長的S型曲線四、種群數(shù)量的波動和下降觀看多媒體，思考細菌種群數(shù)量怎么增長填表畫曲線學生在黑板上畫出曲線圖學生基于已有的知識，進行演算回答2．Nn＝1X２n3.n＝60min×72h／20min＝216Nn＝２n＝2216結合“導學案”，進行自主學習，完成填空。增長減少不變大于學生認真傾聽，補充完善以小組為單位進行討論，交流。以班級為單位進行分小組之間的交流合作。小組代表展示各自的合作成果討論2分鐘，相互交流答案見課件和老師一起總結本節(jié)所學習的內容，形成知識體系。親身體驗、主動參與學習過程親身感受生物現(xiàn)象和規(guī)律可以用數(shù)學的語言表示培養(yǎng)學生自主學習能力，注意提醒學生在教材上的勾點圈畫，養(yǎng)成良好的學習習慣。培養(yǎng)學生的表達能力，不但能學會，還要能講出。培養(yǎng)學生的質疑能力和合作交流能力老師給以及時的指導既突破難點，又相當于講練結合培養(yǎng)學生對知識的應用能力，并關注瀕危物種的保護整體建構，形成體系四、課堂練習（七）習題鞏固1．原產于墨西哥的紫莖澤蘭傳到中國，在中國長勢瘋狂，占地為王，成了我國西南地區(qū)的綠色災難，下列哪項不是紫莖澤蘭在我國泛濫成災的原因（）A.我國西南地區(qū)的氣候適宜紫莖澤蘭的生長B.脫離原產地后，失去天敵的控制C.脫離原產地后，失去與其競爭關系的物種的制約D.一旦脫離原產地，就發(fā)生基因突變，變得生命力特別強2．在南海某島上遷入一些農戶，那里土地肥沃，氣候宜人，若干年后，島上人口增長如右圖所示。請回答：該島在m年內，人口增長呈曲線。當人口數(shù)量接近n線時，環(huán)境阻力越來越大，n是該島環(huán)境；3.判斷：（1）環(huán)境容納量是指種群的最大數(shù)量（）（2）在K/2時控制有害動物最有效。（）（3）在相對穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)中，種群數(shù)量在K值上下波動。（）學生完成練習有時間當堂做，沒時間的話作為課下練習習題鞏固所學學情分析我校屬于重點中學，學生整體素質較好。雖然屬于縣城學校，但百分之六七十的學生來自農村，學生的個體差異較大。還由于學習習慣、學習興趣、知識基礎、學習能力、智力因素和非智力因素等形成較大的個體差異。本課的學習主要是以構建數(shù)學模型為主，因此需要學生有一定的數(shù)學功底。本冊為高中必修3第4章的內容，按照人教版教材設計，學習對象應該是高二學生。不過由于必須二的難度較大，需要的時間較多，故棗莊統(tǒng)一安排將其放在了高二上學期學習。因此必修三的學習就放在了高一的第二個學期。所以我面對的是高一的學生，不過他們也具有一定的數(shù)學能力，至少已經學過了指數(shù)函數(shù)，對J型曲線的理解應該不成問題。對這樣的數(shù)學模型構建來說還是有能力把握的，最多需要一些小小的提示。因此，可以讓學生進行小組討論活動，加以適當?shù)闹v解。對于種群數(shù)量變化的幾種形勢則較易于理解。而對于種群增長率和增長速率的分析則要做重點講解，講透徹，并輔以適當?shù)膯栴}進行升華、鞏固。一個班級的學生在一起時間長了會形成“班級性格”，有些班級思維活躍、反應迅速，但往往思維深度不夠、準確性稍微欠缺；有些班級則較為沉悶，但可能具有一定的思維深度。我是借班上課，對該班級的學習風格不太了解，對學生的了解也很有限的，自認為自己備課很充分，結果剛開始的問題回答不主動，討論也不活躍。以后再有借班講課，一定要提取向班主任和任課老師了解班風、學生名單，有備無患。效果分析從課堂效果上來看，借助問題探討，以問題串的形式探究學習，學生參與度高。剛開始不是很活躍，隨著學習的不斷深入，老師的不斷啟發(fā)和鼓勵，學生的活躍度越來越高。從課堂形式上來看，較好的實現(xiàn)了學生的學習為主、教師的點撥為輔的教學理念。從學生回答問題的情況分析，很好的培養(yǎng)了學生的自學能力，對于自主學習的內容都能及時在課本中找到答案；對于探究的問題，大多數(shù)問題都能獨立或是相互討論完成，個別疑難、易混知識點通過老師的點撥也得以很好的理解。如剛開始關于細菌數(shù)量增長變化的自主探討，被提問學生的答案是Nn=2n，其他同學也無疑問。我適時的拋出問題：“若剛開始細菌的數(shù)目是2個呢？這個公式得怎么寫？”，提醒學生公式不能漏掉起始數(shù)值1，公式改為Nn=1X2n，并再次讓學生回答公式中每個符合的含義，為J型公式的理解也埋下了伏筆。還有在J型增長的特點、S型增長的特點及兩者比較的合作探究中，個別學生回答，班內其他同學進行了補充。如如何滅鼠，學生的回答僅是放藥、養(yǎng)貓，班內其他同學給補充了硬化地面、減少糧食等，既幫助了被提問的同學，又讓該討論的題的答案更準確。4-2種群的數(shù)量變化教材分析一、教學的目的要求1、知識與技能（1）說明建構種群增長模型的方法。（2）了解種群數(shù)量變化的兩種增長模型（3）會用數(shù)學模型解釋種群數(shù)量的變化。（4）掌握種群S型增長曲線的應用2、過程與方法（1）通過對實驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，學習建立數(shù)學模型的方法。（2）通過對數(shù)學模型的分析運用，掌握種群增長曲線的應用。3、情感態(tài)度與價值觀認識到人類活動對種群數(shù)量的巨大影響，樹立人與自然和諧發(fā)展的觀念，為形成生態(tài)意識和環(huán)境保護意識奠定基礎。二、教學內容的結構和特點《種群的數(shù)量變化》可以分為三部分：第一部分是建構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；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重點，這方面的內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：“問題探討”中讓學生嘗試根據(jù)細菌繁殖速率的假設，建立細菌種群的增長模型，并設法進行驗證；正文第一部分結合“問題探討”中的實例，引導學生分析建構數(shù)學模型的方法，并嘗試進行模型形式的轉換；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數(shù)學模型的方法。關于種群的數(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。應當注意的是，教材以問題串的形式揭示了這四種情況之間的內在聯(lián)系：在理想的無限環(huán)境中，即資源和空間十分充足，沒有天敵和其他災害等，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；在有限環(huán)境中，種群數(shù)量是否都能在“K”值維持穩(wěn)定呢？不是的，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)內容還十分重視聯(lián)系社會實際，對學生進行情感態(tài)度價值觀的教育。知識內容與社會的聯(lián)系種群增長的“J”型曲線查閱人口增長數(shù)據(jù)，分析人口增長模型種群增長的“S”型曲線建立自然保護區(qū)，提高環(huán)境容納量，以保護大熊貓等珍稀動物種群數(shù)量的波動和下降捕鯨業(yè)導致許多鯨種群數(shù)量的下降

人口增長和科技發(fā)展導致人類對自然界生物種群數(shù)量變化的影響越來越大；研究種群數(shù)量變化的實踐意義第三部分“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：（1）通過親自研究一個真實的種群，加深對種群數(shù)量變化知識的理解；（2）嘗試用數(shù)學模型解釋種群數(shù)量的變化；（3）運用抽樣檢測的方法；（4）運用顯微觀察和微生物培養(yǎng)的方法；（5）培養(yǎng)收集、整理、分析數(shù)據(jù)的能力；等等。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、討論探究思路、制定計劃、實施計劃等，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)學生的探究能力。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)知識性內容之后，未穿插在課文之中。教師可以在完成本節(jié)第一、二部分內容之后單獨安排。三、與學生經驗的聯(lián)系學生在初中學過的細菌、真菌和病毒的知識，可為學習本節(jié)打基礎。探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化時，需要以前學過的關于酵母菌的知識、顯微鏡操作技能、抽樣檢測的技能等為基礎。四、與其他章節(jié)的聯(lián)系了解種群的特征和數(shù)量變化是學習群落的結構和演替的基礎，而關于群落的知識，又是學習第5章《生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性》的基礎?！?.2種群數(shù)量的變化【學習目標】1.了解建構種群增長模型的方法。2.通過建構數(shù)學模型，掌握種群數(shù)量變化的類型和特點。（重點）3.運用種群數(shù)量變化規(guī)律解決生產生活中的實際問題?！緦W習過程】【問題探討】：在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某種細菌每20分鐘就通過分裂繁殖一次。2040608010012070602040608010012070605040302010時間數(shù)量時間（min）20406080100120細菌數(shù)量（2）用數(shù)學方程式表示：n代以后細菌的數(shù)量Nn=___________（3）72小時后，由一個細菌分裂產生的細菌數(shù)量是________個?！咀灾鲗W習】：閱讀課本P66-P68，完成以下問題：一、構建種群增長模型的方法——數(shù)學模型1．數(shù)學模型：是用來描述一個系統(tǒng)或它的的形式。2．研究方法或步驟：觀察研究對象，提出問題→提出合理的→根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，用適當?shù)膶κ挛锏男再|進行表達→檢驗或修正二、種群增長的“J”型曲線1．含義：在條件下的種群，以為橫坐標，以為縱坐標畫出的曲線圖，曲線大致呈“J”型。2．“J”型增長數(shù)學模型：（1）模型假設：條件：在條件充裕、氣候適宜、沒有天敵；數(shù)量變化：種群的數(shù)量每年以增長，第二年的數(shù)量是第一年倍。（2）建立模型：t年以后種群的數(shù)量表達式為：各參數(shù)含義：N0表示；Nt表示；t表示；λ表示?！舅伎肌浚孩偃籀?gt;1，則種群數(shù)量將_________；②若λ<1，則種群數(shù)量將_________；③若λ=1，則種群數(shù)量將_________；④在J型曲線中，λ_____1。三、種群增長的“S”型曲線1．含義：種群經過一定時間的增長后，數(shù)量的曲線，稱為“S”型曲線。2．產生原因：自然界的資源和空間總是的，當種群密度增大時，種內競爭就會，以該種群為食的動物數(shù)量也會，這就會使種群的出生率，死亡率。當種群的死亡率與出生率相等時，種群就穩(wěn)定在一定的水平。3．環(huán)境容納量：在環(huán)境條件的情況下，一定空間中所能維持的種群，又稱值。四、種群數(shù)量的波動和下降【思考】同一種群的K值是固定不變的嗎？同一物種的不同種群的K值一定相同嗎？影響K值大小的因素有哪些？【分組討論】討論一。J型曲線的特點提示：增長率為某段時間內，種群數(shù)量增加數(shù)目與起始值的比值，即(Nt-Nt-1)/Nt-1。增長速率（速度）為某段時間內增加的個數(shù)，即(Nt-Nt-1)/t種群增長率種群增長率時間種群增長速率（速度）時間【總結特點】：在J型曲線中，增長率，增長速率。討論二。S型與J型曲線的比較：根據(jù)上圖，思考以下問題：（1）S曲線的增長速率：先后，最大時的點，此時種群數(shù)量達到值。（2）a點之前，為什么增長速度較小？（3）環(huán)境阻力明顯增大的點在_____________（4）種群密度最大的點在_________，環(huán)境阻力最大的點應在________。（5）防治蝗災的點應選在________點開始進行。（6）為了保護魚類資源不受破壞，并能持續(xù)地獲得最大捕魚量，應使被捕魚群的種群數(shù)量保持在_____點水平?為什么？【小結與反思】【鞏固練習】1．原產于墨西哥的紫莖澤蘭傳到中國，在中國長勢瘋狂，占地為王，成了我國西南地區(qū)的綠色災難，下列哪項不是紫莖澤蘭在我國泛濫成災的原因（）A.我國西南地區(qū)的氣候適宜紫莖澤蘭的生長B.脫離原產地后，失去天敵的控制C.脫離原產地后，失去與其競爭關系的物種的制約D.一旦脫離原產地，就發(fā)生基因突變，變得生命力特別強2．在南海某島上遷入一些農戶，那里土地肥沃，氣候宜人，若干年后，島上人口增長如右圖所示。請回答：該島在m年內，人口增長呈曲線。當人口數(shù)量接近n線時，環(huán)境阻力越來越大，n是該島環(huán)境；3.判斷：（1）環(huán)境容納量是指種群的最大數(shù)量（）（2）在K/2時控制有害動物最有效。（）（3）在相對穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)中，種群數(shù)量在K值上下波動。（）課后反思《種群數(shù)量的變化》這節(jié)內容我分成了三個部分：第一部分以問題探討的形式，讓學生先自主探究建構種群增長模型的方法，然后老師再給與點撥。第二部分借助學案上的填空，讓學生在提前預習的基礎上再次強化基礎知識點。第三部分以小組討論的形式，重點突破J型增長和S型增長的特點及兩者間的比較，期間以PPT上的問題和圖片作為輔助。建立數(shù)學模型的方法是本模塊科學方法教育的側重點，在建立模型的方法上，我是從一種細菌的繁殖問題出發(fā)，和學生一起探討種群數(shù)量的變化特點，啟發(fā)學生用數(shù)學方法表達，歸納出J型曲線。重難點突破還算順利，借助兩個典型討論題，以問題串的形式，層層設問，不斷推進，再加上老師的適當點撥，學生得以較好的理解。比如J型增長的特點，讓學生借助剛開始對細菌計算的表格，再次以數(shù)學模型建構的步驟引導學生建構了J型增長特點的數(shù)學模型，學生討論完成后，讓某位同學在黑板上展示并給其他同學解釋，