高中生物《種群數(shù)量的變動》教案6 中圖版必修3

1、種群數(shù)量的變動一、教學(xué)目標(biāo)的確定在課程標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了“嘗試建立數(shù)學(xué)模型解釋種群的數(shù)量變動”。該條內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)有兩層涵義：其一，“嘗試建立數(shù)學(xué)模型”屬模仿性技能目標(biāo)，旨在通過原形示范（細(xì)菌的數(shù)量增長）和具體指導(dǎo)，學(xué)生能完成建立數(shù)學(xué)模型；其二，“解釋種群的數(shù)量變動”屬理解水平的知識目標(biāo)，旨在把握數(shù)學(xué)模型（抽象）與種群的數(shù)量變動（具體）之間的內(nèi)在邏輯聯(lián)系?；顒咏ㄗh為“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化”由此，本節(jié)教學(xué)目標(biāo)確定為四條。1、說明構(gòu)建種群增長模型的方法。2、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(xué)模型。3、學(xué)會用用數(shù)學(xué)模型解釋種群數(shù)量的變化。4、引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注人類活

2、動對種群數(shù)量變化的影響。根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，確定本課的教學(xué)重點(diǎn)為嘗試建構(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。而建構(gòu)種群增長和模型學(xué)生較為陌生，因此確定為難點(diǎn)。二、教學(xué)設(shè)計(jì)思路高中學(xué)生對數(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)生已對運(yùn)用數(shù)學(xué)解決生物學(xué)中的問題有了一定的認(rèn)識，例如，對遺傳規(guī)律的認(rèn)識。因此，本節(jié)是在學(xué)生已有知識的基礎(chǔ)上，重新建構(gòu)新的知識建構(gòu)揭示生物學(xué)規(guī)律的數(shù)學(xué)模型。本節(jié)教學(xué)思路為課前布置學(xué)生進(jìn)行探究活動“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”，而后在教學(xué)過程中結(jié)合“數(shù)學(xué)模型的建構(gòu)”和“種群增長的S型曲線”內(nèi)容，讓學(xué)生匯報(bào)和討論。教學(xué)策略為：以事例引入，激發(fā)學(xué)生興趣，再以“

3、問題探討”引入。讓學(xué)生討論，細(xì)菌的數(shù)量增長模型、酵母菌的數(shù)學(xué)模型是怎樣建立的，數(shù)學(xué)模型的表現(xiàn)形式有哪些？對比總結(jié)出建構(gòu)種群增長數(shù)學(xué)模型的方法，再聯(lián)系實(shí)際說明種群增長的兩種模型。結(jié)合澳大利亞野兔數(shù)量增長的實(shí)例，說明種群增長的“J”型曲線；再結(jié)合草履蟲的實(shí)例，說明種群增長的“S”型曲線，讓學(xué)生匯報(bào)、畫酵母菌數(shù)量變化，進(jìn)一步理解種群增長的“S”型曲線并討論K值，組織學(xué)生再舉事例說明“J”型曲線和“S”型曲線的生物學(xué)意義。最后組織學(xué)生列舉事例討論種群數(shù)量的波動和下降。同時(shí)進(jìn)行小結(jié)性練習(xí)，鞏固所學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。本節(jié)內(nèi)容安排兩課時(shí)，第一課時(shí)布置探究活動，第二課時(shí)課上介紹活動

4、內(nèi)容、方法和注意事項(xiàng)。三、教學(xué)實(shí)施的程序（第二課時(shí)）教學(xué)內(nèi)容教師的組織和引導(dǎo)學(xué)生活動教學(xué)意圖創(chuàng)設(shè)情境引入新課出示相關(guān)報(bào)道：椰心葉甲蟲大規(guī)模危害椰樹等樹種和海南黑冠長臂猿的減少。問題思考：面對相關(guān)報(bào)道，你所關(guān)注的問題有哪些？評價(jià)并概括學(xué)生的問題，引入課題：種群數(shù)量的變化， 學(xué)生討論、交流思考種群數(shù)量的變化創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)興趣，引出課題。問題探討建構(gòu)種群增長模型計(jì)算機(jī)模擬演示細(xì)菌分裂的動畫。提示：在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某種細(xì)菌每20min通過分裂繁殖一代。引導(dǎo)分析討論（1）n代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式是什么？（2）72小時(shí)后，由一個(gè)細(xì)菌分裂產(chǎn)生的細(xì)菌數(shù)量是多少？（3）在一個(gè)培養(yǎng)基中，細(xì)菌的數(shù)量

5、會一直按照這個(gè)公式增長嗎？如何驗(yàn)證你的觀點(diǎn)？小結(jié)過渡：在描述、解釋和預(yù)測種群數(shù)量的變化時(shí)，常常需要建立數(shù)學(xué)模型。多媒體顯示講解數(shù)學(xué)模型的概念及研究方法。引導(dǎo)學(xué)生分析（1）寫出n代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式；（2）請你計(jì)算出一個(gè)細(xì)菌產(chǎn)生的后代在不同時(shí)間的數(shù)量；并填寫教材P66的表格,并將數(shù)學(xué)公式（N=2n）變?yōu)榍€圖；（3）曲線圖與數(shù)學(xué)方程式比較，有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？小結(jié)數(shù)學(xué)模型的概念及表現(xiàn)形式并提問：在學(xué)過的生物學(xué)內(nèi)容中，還有哪些生物學(xué)問題可用數(shù)學(xué)語言表示？觀察，思考細(xì)菌種群數(shù)量是怎么增長？學(xué)生基于已有的知識，進(jìn)行演算、回答學(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。學(xué)生觀察思考，了

6、解數(shù)學(xué)模型的建立過程和方法培養(yǎng)觀察思考能力，認(rèn)識細(xì)菌種群數(shù)量增長的數(shù)學(xué)規(guī)律學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)過程，并親身感受生物現(xiàn)象和規(guī)律可用數(shù)學(xué)語言（公式和曲線圖）表示。復(fù)習(xí)舊知識，加深對新內(nèi)容的理解。結(jié)合本節(jié)的探究實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生體驗(yàn)建立種群增長模型的程序和方法，有利于學(xué)生知識的建構(gòu)和科學(xué)方法的領(lǐng)悟種群增長的“J”型曲線同學(xué)們所得出的公式和增長曲線，只是在理想條件下種群數(shù)量的變化。在自然界中，種群的數(shù)量變化情況是怎樣的呢？引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P66實(shí)例，組織討論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

7、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(shí)，野兔種群數(shù)量為多少？（說明計(jì)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。小結(jié)“J”型增長數(shù)學(xué)模型：（1）模型假設(shè)：理想狀態(tài)食物充足，空間不限，氣候適宜，沒有敵害等；（2）數(shù)學(xué)模型公式：Nt=N0t 。學(xué)生討論： 學(xué)生舉例整理歸納知識通過具體實(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”型種群增長的原因及增長特點(diǎn)。整理歸納知識并進(jìn)行學(xué)法指導(dǎo)種群增長的“S”型曲線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。 組織學(xué)生匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并繪出種群增長曲線。

8、多媒體呈現(xiàn)高斯實(shí)驗(yàn)。提出討論題：1、你認(rèn)為高斯得出種群經(jīng)過一定時(shí)間的增長后，呈“S”型曲線的原因是什么？2、“S”型曲線中種群增長率如何變化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)：在各種因素的作用下，種群經(jīng)過一定時(shí)間的增長后，數(shù)量會趨于穩(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”。“K”值不是固定不變的學(xué)生思考：自然界中，種群還有什么增長形式？ 學(xué)生匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，學(xué)生繪種群增長曲線。學(xué)生討論，回答學(xué)生回答并討論教材中“思考與討論”整理歸納知識啟發(fā)思維，激發(fā)求知欲學(xué)生認(rèn)識了解“S”型曲線理解“S”型曲線理解K值，并解釋說明本地實(shí)際問題，種群數(shù)量的波動和下降提出問題：種群數(shù)量達(dá)到K值時(shí)，都能在K值維持穩(wěn)定嗎？組織學(xué)生列舉本地珍稀物種數(shù)量的變化，并討論影響種群數(shù)量波動的因素，總結(jié)研究種群數(shù)量變化的意義。學(xué)生討論，回答認(rèn)識我省珍稀動物如黑冠長臂猿、海南坡鹿的現(xiàn)狀及保護(hù)的重要性。培養(yǎng)學(xué)生分析思維能力，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注人類人類活動對種群數(shù)量變化的影響，提高保護(hù)野生動植物重要性和必要性的認(rèn)識小結(jié)性練習(xí)多媒體顯示1、下圖所示為在理想狀態(tài)下和自然環(huán)境中某生物的種群數(shù)量變化曲線。下列對陰影部分的解釋正確的是環(huán)境中影