資源簡(jiǎn)介

教案
課題名稱：種群數(shù)量的變化
教師姓名 科目、年級(jí) 生物高二 授課時(shí)間
教學(xué) 背景 分析 課標(biāo)分析： 新課標(biāo)對(duì)高二的學(xué)生提出了這樣的要求：既要讓學(xué)生獲得基本的學(xué)科知識(shí)，又要幫助學(xué)生學(xué)會(huì)解決問(wèn)題的思路、方法。幫助學(xué)生領(lǐng)悟生物觀念、科學(xué)思維和社會(huì)責(zé)任的核心素養(yǎng)。課程標(biāo)準(zhǔn)與本節(jié)對(duì)應(yīng)的“內(nèi)容要求”是：“了解建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法及種群數(shù)量的變化情況，通過(guò)探究培養(yǎng)液中酵母菌的數(shù)量變化了解建構(gòu)數(shù)學(xué)模型的方法”。
教材分析： 《種群數(shù)量的變化》是必修三第四章第二節(jié)的內(nèi)容，是在學(xué)生了解了種群這個(gè)生命系統(tǒng)層次特征的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)種群的發(fā)展變化規(guī)律。本節(jié)教學(xué)內(nèi)容包括三部分：第一部分是建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法；第二部分是種群數(shù)量的的變化情況，包括種群增長(zhǎng)的“J”型曲線、種群增長(zhǎng)的“S”型曲線、種群數(shù)量的下降和波動(dòng)；第三部分是“探究”—培養(yǎng)液中酵母菌的數(shù)量變化，建構(gòu)數(shù)學(xué)模型的方法是本節(jié)課的側(cè)重點(diǎn)。因此，教材將如何建立數(shù)學(xué)模型放在突出的位置；種群數(shù)量變化曲線“J型”曲線和“S型”曲線的構(gòu)建過(guò)程，尤其是“S型”曲線在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用，要求學(xué)生有良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)理論探究能力。同時(shí)該部分的知識(shí)也為后面知識(shí)《生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展》奠定基礎(chǔ)，本節(jié)內(nèi)容還十分重視聯(lián)系社會(huì)實(shí)際，對(duì)學(xué)生進(jìn)行情感態(tài)度價(jià)值觀的教育。
學(xué)情分析： 本節(jié)課的授課對(duì)象是高二年級(jí)學(xué)生，他們具有較強(qiáng)的動(dòng)手能力，具有一定的觀察和認(rèn)知能力，分析思維的目的性、連續(xù)性和邏輯性已初步建立，他們的學(xué)習(xí)積極性較高，課堂上應(yīng)該充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，引導(dǎo)學(xué)生不斷思考，體現(xiàn)學(xué)生的主體性和教師的主導(dǎo)性。教師在講解內(nèi)容時(shí)可借助多媒體技術(shù)，幫助學(xué)生識(shí)記和理解。 高二學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)模型的概念并不陌生，在學(xué)習(xí)生物學(xué)其他內(nèi)容時(shí)，學(xué)生已對(duì)運(yùn)用數(shù)學(xué)解決生物學(xué)中的問(wèn)題有一定的認(rèn)識(shí)，例如，對(duì)遺傳學(xué)規(guī)律的認(rèn)識(shí)。因此，本節(jié)是學(xué)生已有認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，重新構(gòu)建新的認(rèn)識(shí)—建構(gòu)揭示生物學(xué)規(guī)律的數(shù)學(xué)模型，學(xué)生在數(shù)學(xué)課堂中對(duì)曲線圖及方程式具有一定的學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)為本節(jié)課的學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。
教 學(xué) 目 標(biāo) 1、指出K值和K/2在曲線相對(duì)應(yīng)的位置，并能區(qū)分J型和S型曲線的區(qū)別。 2、找出非生物因素和生物因素對(duì)種群數(shù)量波動(dòng)的影響，并能在實(shí)例案例中分析做題。 3、說(shuō)出K值的變化，并能總結(jié)出S型曲線的四種表示方式以及K值的位置。 4、指出K值和K/2的應(yīng)用，并能做相關(guān)的試題。
教學(xué) 重點(diǎn) 1、種群數(shù)量變化的非生物因素和生物因素 2、K值的數(shù)量變化的四種曲線表達(dá)方式
教學(xué) 難點(diǎn) 1、K值和K/2的理解與在實(shí)踐中的應(yīng)用 2、種群增長(zhǎng)的J型曲線與S型曲線的比較與聯(lián)系
教學(xué) 準(zhǔn)備 多媒體課件
教學(xué) 方法 啟發(fā)式教學(xué)、情境教學(xué)
課時(shí) 安排 1課時(shí)
教 學(xué) 過(guò) 程 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖
導(dǎo)入 導(dǎo)入：創(chuàng)設(shè)情境，揭示主題。 首先，我們來(lái)看兩則新聞實(shí)例（PPT展示） 中國(guó)的長(zhǎng)江江豚瀕臨滅絕、美國(guó)加州海岸遭小龍蝦"入侵"（播放新聞視頻） 從新聞可以看出這些生物種群數(shù)量在變化。種群數(shù)量變化有哪些規(guī)律，對(duì)于自然界以及我們的生產(chǎn)生活都具有哪些重要的意義。這節(jié)課我們學(xué)習(xí)的內(nèi)容就是種群數(shù)量的變化。 觀看新聞，思考： 1.生物種群數(shù)量在變化的規(guī)律 2.這種規(guī)律對(duì)于自然界以及我們的生產(chǎn)生活都具有哪些重要的意義。 通過(guò)創(chuàng)設(shè)具體的情境，讓學(xué)生感受到活生生的生命現(xiàn)象。激發(fā)學(xué)生興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)熱情。
新授 1.展示問(wèn)題探討中細(xì)菌每20分鐘分裂一次的的種群數(shù)量變化情況。（條件在營(yíng)養(yǎng)和生存空間沒(méi)有限制的情況下）。 2.根據(jù)學(xué)生的回答進(jìn)行點(diǎn)評(píng)補(bǔ)充。 引導(dǎo)學(xué)生利用數(shù)據(jù)作出細(xì)菌數(shù)量變化曲線圖。 PPT展示： 提出問(wèn)題：以上的討論是在實(shí)驗(yàn)條件下種群的數(shù)量變化，在自然界中種群數(shù)量變化情況如何？ 1.PPT展示兩則實(shí)例。 2.自然界確有類似細(xì)菌在理想條件下種群數(shù)量增長(zhǎng)的形式。該種群數(shù)量增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型可表示為“J” 型曲線，或數(shù)學(xué)公式：Nt=N0λt 自然界中“J”型曲線能一直持續(xù)下去嗎？ 如何驗(yàn)證這個(gè)觀點(diǎn)？ 用達(dá)爾文的觀點(diǎn)分析“J”“S”曲線，陰影部分表示生存斗爭(zhēng)被淘汰的個(gè)體數(shù)量。 種群數(shù)量達(dá)到K值時(shí)，都能在K值維持穩(wěn)定嗎？ 在營(yíng)養(yǎng)和生存空間沒(méi)有限制的情況下，根據(jù)細(xì)菌每20分鐘的分裂的情況完成以下任務(wù)： 【任務(wù)1】：計(jì)算1個(gè)細(xì)菌產(chǎn)生的后代在不同時(shí)間的數(shù)量，并填入下表： 【任務(wù)2】：用公式表示出第n代的細(xì)菌數(shù)量Nn（20min時(shí)為第一代）。 【任務(wù)3】：以表格中得到的數(shù)據(jù)，以時(shí)間為橫軸，以數(shù)量為縱軸，畫(huà)出細(xì)菌種群數(shù)量增長(zhǎng)的曲線。 【思考】：曲線圖與方程式比，有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？ 自然界中的種群會(huì)不會(huì)像問(wèn)題探討中細(xì)菌那樣出現(xiàn)“J”型增長(zhǎng)？ 根據(jù)實(shí)例分析，構(gòu)建“J”型曲線，并分析其增長(zhǎng)速率。 【思考與討論】 1.野兔種群增長(zhǎng)的原因有哪些？ 2.怎樣用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)描述野兔種群增長(zhǎng)的規(guī)律？ 3.如果用N0表示野兔的起始數(shù)量，用λ表示野兔種群數(shù)量每年的增長(zhǎng)倍數(shù)，跟據(jù)實(shí)例1材料，估算1860年、1861年、1862年及1863年野兔種群數(shù)量分別為多少？ 4.如果用N0表示野兔的起始數(shù)量，用λ表示野兔種群數(shù)量每年的增長(zhǎng)倍數(shù)，用Nt表示t年后野兔種群的數(shù)量，那么Nt為多少？ 5.列舉在自然界中還有哪些與實(shí)例1和實(shí)例2中種群數(shù)量增長(zhǎng)相似的情況。 當(dāng)λ﹤1時(shí)、λ＞1時(shí)或λ=1時(shí)，種群數(shù)量會(huì)如何變化？ 分析種群數(shù)量波動(dòng)和下降的原因并簡(jiǎn)要表達(dá)。 研究種群數(shù)量變化的意義。 遷入率和遷出率，最終導(dǎo)致數(shù)量波動(dòng)。 對(duì)比、分析、討論“J”型曲線與“S”型曲線的異同點(diǎn)。 生產(chǎn)上的捕獲期應(yīng)在種群數(shù)量超過(guò)K/2時(shí)最好，捕撈后剩余的數(shù)量應(yīng)為K/2，因?yàn)榉N群數(shù)量達(dá)到K/2時(shí)，種群增長(zhǎng)速率最大，再生能力最強(qiáng)。 有意識(shí)的引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)細(xì)菌種群數(shù)量增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)規(guī)律。 認(rèn)識(shí)到生物學(xué)中許多現(xiàn)象和規(guī)律可以用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)表示。 認(rèn)識(shí)種群數(shù)量增長(zhǎng)的不同表現(xiàn)形式（如曲線圖，方程式） 培養(yǎng)學(xué)生自主動(dòng)手、觀察、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題的自主學(xué)習(xí)能力。引導(dǎo)學(xué)生利用已有信息和理論知識(shí)嘗試建構(gòu)種群的“J”型增長(zhǎng)模型。 通過(guò)具體的實(shí)例，加深學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)模型的理解，并用數(shù)學(xué)語(yǔ)言解釋種群數(shù)量增長(zhǎng)的規(guī)律。明確“J”型種群增長(zhǎng)的原因。 引導(dǎo)學(xué)生利用已有信息和理論知識(shí)嘗試建構(gòu)種群的“S”型增長(zhǎng)模型。 從資源和空間上思考種群增長(zhǎng)問(wèn)題。 提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力。 培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、比較、歸納的能力。 引導(dǎo)學(xué)生透過(guò)現(xiàn)象深入事物的本質(zhì)理解生物學(xué)規(guī)律。 加強(qiáng)學(xué)生環(huán)保的意識(shí)。
小組討論 培養(yǎng)液中中酵母菌的種群數(shù)量變化的的增長(zhǎng)模型是否也是呈現(xiàn)“S”型增長(zhǎng)呢？ 1.PPT展示發(fā)酵的饅頭需要酵母菌發(fā)酵。 2.根據(jù)學(xué)習(xí)小組討論的方案進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和補(bǔ)充。 3.PPT展示相應(yīng)方案： 一、提出問(wèn)題：培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量是怎樣隨時(shí)間變化的？ 二、作出假設(shè)：酵母菌在培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)時(shí)，由于食物，空間資源等是有限的，種群增長(zhǎng)呈現(xiàn)“S”型曲線；后期因環(huán)境急劇惡化，種群逐漸消亡 三、設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：每天取樣計(jì)數(shù)(注意每天取樣時(shí)間要固定) 學(xué)習(xí)小組討論建立“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”數(shù)學(xué)模型的方法和程序。 【思考】 1.從試管中吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計(jì)數(shù)之前，應(yīng)該將試管輕輕震蕩幾次，為什么？ 2.如果一個(gè)小方格內(nèi)酵母菌過(guò)多，難以計(jì)數(shù)，應(yīng)當(dāng)采取怎樣的措施？ 3.采用什么方法計(jì)數(shù)酵母菌的數(shù)量？ 4.根據(jù)酵母菌在培養(yǎng)液中不同時(shí)間的數(shù)量變化情況作出曲線圖，并分析其增長(zhǎng)速率。 例：通常用血球計(jì)數(shù)板對(duì)培養(yǎng)液中酵母菌進(jìn)行計(jì)數(shù)，若計(jì)數(shù)室為1mm×1mm×0.1mm方格，由400個(gè)小方格組成。若多次重復(fù)計(jì)數(shù)后，算得每個(gè)小方格中平均有5個(gè)酵母菌，則10mL該培養(yǎng)液中酵母菌總數(shù)有多少個(gè)？ 培養(yǎng)學(xué)生構(gòu)建知識(shí)框架圖的能力。 結(jié)合本節(jié)的探究實(shí)驗(yàn)，鞏固建立種群增長(zhǎng)模型的程序和方法。 培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究思維。 啟發(fā)學(xué)生思考，多個(gè)知識(shí)建立聯(lián)系，體現(xiàn)了生物學(xué)科學(xué)生命觀念的核心素養(yǎng)。 通過(guò)材料閱讀，獲取信息的能力和辨別是非的能力，體現(xiàn)了生物學(xué)科學(xué)社會(huì)責(zé)任意識(shí)的核心素養(yǎng)。
鞏固練習(xí) 帶領(lǐng)學(xué)生當(dāng)堂做幾道練習(xí)題。 學(xué)生答題。 通過(guò)當(dāng)堂檢測(cè)題了解學(xué)生當(dāng)堂所學(xué)內(nèi)容的掌握情況。
小結(jié)作業(yè) 帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)回顧所學(xué)知識(shí)點(diǎn)，布置課后作業(yè)。 學(xué)生復(fù)述知識(shí)點(diǎn)。 總結(jié)是對(duì)本節(jié)課的歸納與升華，通過(guò)回顧本課內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)本課有一個(gè)整體認(rèn)識(shí)，幫助學(xué)生形成正確的態(tài)度、情感和價(jià)值觀。
板 書(shū) 設(shè) 計(jì) 4.2種群的數(shù)量變化
教 學(xué) 反 思 在教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中，應(yīng)以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生自主探討和構(gòu)建“J型”曲線和“S型”曲線，并要求學(xué)生對(duì)這兩種曲線進(jìn)行描述、理解和應(yīng)用；在了解學(xué)生學(xué)情的基礎(chǔ)上，建議將“J型”曲線和“S型”曲線的增長(zhǎng)速率和增長(zhǎng)率進(jìn)行描述和探討。

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