資源簡介

《調查草地中某種雙子葉植物的種群密度》教學設計
教材分析
“調查草地中某種雙子葉植物的種群密度”選自人教版《選擇性必修２生物與環境》第1章第1節，該部分內容是對種群最基本的數量特征-種群密度的拓展延伸，有助于同學們獲得科學的調查方法，種群密度的調查可以為害蟲預測預報、瀕危物種保護、生物資源評估、生物多樣性保護等提供重要依據。
學情分析
由于課時和客觀條件的限制，很多學生沒有實際調查過種群密度，以致出現很多認知的偏差。教學時如果直接把學生帶到自然環境中，通過實地測量，收集所需要的數據，運用數學方法分析整理數據，然后再相互交流體會，則由于學生的準備不充分、實際動手能力較差等原因，學生在實際調查實驗中會手忙腳亂，難以達到預期的教學效果。為此，筆者在教學時改變思路，讓學生先進行模擬實驗，在模擬實驗的基礎上再組織學生進行實地調查，取得了良好的效果。高二學生已掌握了種群密度等基本概念，但對于如何調查種群密度尚不清楚。
教學目標
1、通過模擬樣方法調查種群密度，掌握樣方法的相關知識。
（科學思維）
2、根據介紹的方法，選定調查對象，合理設計方案并進行實地實驗。
（科學思維、科學探究）
3、將種群密度的測量方法運用到校園生活中，查詢防治南美蟛蜞菊的方法，形成生態意識和環境保護意識，認同生態觀對人類活動的指導作用。
（生命觀念、社會責任）
四、教學過程
1 介紹校園入侵植物，確定調查對象與方法
教師先講述調查種群密度對生產、生活、生物多樣性保護的重要意義，然后出示校園入侵植物照片(如南美蟛蜞菊、紅花酢漿草、地毯草、鋪地黍等)，提問：以上植物根據葉脈可分為？哪種更適合作為種群密度的調查對象？為什么？有學生可能會選擇調查單子葉植物的種群密度。教師發現這種情況后，要求學生嘗試去數單子葉植物的株數。學生會發現單子葉草本植物是叢生或蔓生，不容易辨別是一株還是多株，因此建議最好不要以此為對象進行調查。最后學生決定選用熟悉的南美蟛蜞菊作為本次調查對象。
教師提問：如何調查南美蟛蜞菊的種群密度？不少學生回答全部計算，教師介紹逐個計數法的適用對象及優缺點。學生提出抽樣調查，教師導入樣方法的概念，即在被調查種群的分布范圍內，隨機選取若干個樣方，求得每個樣方的種群密度，以所有樣方種群密度的平均值作為該種群的種群密度估計值。
2 進行模擬實驗，掌握調查方法——樣方法
在正式實驗前，學生需要掌握樣方法的取樣方法、隨機取樣等知識，因此教師先在課堂進行模擬實驗，介紹本節模擬實驗的材料，亞克力盒子模擬草地，小紙片模擬南美蟛蜞菊。
教師提出問題：如何將紙片分布于盒子里面？是否必須均勻分布于測量紙？現實中的種群是如何分布的？學生分小組討論紙片分布的方式。
學生在進行實驗前需要思考以下問題：
壓線的植株如何計數？
如何選擇樣方？
要選取幾個樣方？多選取幾個樣方的結果會不會更準確？
樣方的大小對估算結果是否有影響？
教師將小紙片隨機撒于盒內，將每次結果拍照并打印分發給各小組。學生統計樣方內小紙片的數量，并依據“計上不計下、計左不計右”的原則統計樣方線上的小紙片。計算得出小紙片的密度，實驗結果如表2。
表2 每組調查的小紙片密度結果記錄表
組別 1 2 3 4 5 6 7 8 平均
小紙片密度（個/cm2） 0.05 0.02 0.05 0.04 0.04 0.04 0.05 0.03 0.04
學生根據實驗結果總結結論，師生共同討論校園南美蟛蜞菊的調查方法、取樣方法、樣方大小等內容，根據調查面積確定采用等距取樣法、樣方數量確定為5個，樣方大小為 1m×1m。
3 實地調查，得出結果
教師介紹調查對象南美蟛蜞菊的識別要點，由教師帶領學生到調查地進行實驗，統計5個樣方,并計算種群密度，結果如表3。
表3 校園合果芋觀賞區的南美蟛蜞菊種群密度結果
樣方 1 2 3 4 5 平均
密度（株/m2） 58 49 28 117 73 10.8
4 查詢資料，提出防治建議
由結果可知，該調查草地的南美蟛蜞菊種群密度偏大，學生與園林管理員交涉發現，該物種并且有意引種，即引進作為觀賞植物，而是自然傳入。學生發現由于南美蟛蜞菊的數量較龐大，該地原本種植合果芋作為觀賞植物數量卻大幅度下降，學生課后查閱文獻，提出種植本土基及樹（別名福建茶）可有效阻止南美蟛蜞菊的擴散等措施。
五、教學反思
理論學習應和實驗教學相融合，而不要人為分割。學生通過嘗試、模擬調查種群密度，建構樣方法用于調查植物種群密度的相關概念，有利于通過探究活動培養學生的核心素養。重視新概念的生成，使新概念在探究的過程中得到建構，并讓學生明白這些概念在新的情境以及解決問題的過程中如何應用，只有這樣，他們才會更加重視這個過程。通過持之以恒的訓練，學生的核心素養定會得到提高。

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