1、種群數(shù)量的變化教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)設(shè)計(jì)思想在課堂教學(xué)中，要培養(yǎng)學(xué)生的主體意識(shí)，發(fā)展學(xué)生的主體能力，塑造學(xué)生的主體個(gè)性，使學(xué)生的主體性得到充分的發(fā)展。本節(jié)課通過(guò)具體的實(shí)例、大量問(wèn)題情境的設(shè)置，讓學(xué)生利用所學(xué)的數(shù)學(xué)等知識(shí)分析、歸納總結(jié)，自己得出結(jié)論，為學(xué)生發(fā)揮其主體性提供盡可能多的機(jī)會(huì)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性，促進(jìn)學(xué)生主體性的發(fā)展和科學(xué)素養(yǎng)的提高。二、教材分析“種群數(shù)量的變化”一節(jié)是新課程標(biāo)準(zhǔn)教材人教版生物必修3第四章第2節(jié)的內(nèi)容。1本節(jié)課可分為三部分：第一部分是建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法。正文結(jié)合“問(wèn)題探討”中的實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生分析建構(gòu)數(shù)學(xué)模型的方法，并嘗試進(jìn)行模型形式的轉(zhuǎn)換；第二部分是

2、種群數(shù)量的變化情況，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)量的波動(dòng)和下降。教材以問(wèn)題串的形式揭示了這四種情況之間的內(nèi)在聯(lián)系。第三部分是 “探究”“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”。由于這項(xiàng)探究所需的時(shí)間較長(zhǎng)，安排在第二課時(shí)完成。2建立數(shù)學(xué)模型的方法是本模塊科學(xué)方法教育的側(cè)重點(diǎn)，這方面的內(nèi)容又集中在本節(jié)。因此，教材將如何建構(gòu)數(shù)學(xué)模型放在突出的位置。本節(jié)內(nèi)容還十分重視聯(lián)系社會(huì)實(shí)際，應(yīng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行情感態(tài)度價(jià)值觀教育。三、教學(xué)目標(biāo)1知識(shí)與技能(1）通過(guò)探究細(xì)菌種群數(shù)量變化，嘗試建構(gòu)種群增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型。（2）掌握用數(shù)學(xué)模型解釋種群數(shù)量的變化。（3）了解種群數(shù)量變化的影響因素及意義。2情感

3、態(tài)度與價(jià)值觀方面通過(guò)聯(lián)系生產(chǎn)、生活等實(shí)際，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣和動(dòng)機(jī)，養(yǎng)成學(xué)生關(guān)心生態(tài)科學(xué)的發(fā)展、關(guān)心社會(huì)生活的意識(shí)。四、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 1教學(xué)重點(diǎn)嘗試建構(gòu)種群增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型，并據(jù)此解釋種群數(shù)量的變化。2教學(xué)難點(diǎn) 建構(gòu)種群增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型。五、教學(xué)方法1、通過(guò)多媒體手段展示細(xì)菌的繁殖的動(dòng)態(tài)過(guò)程，讓學(xué)生進(jìn)行動(dòng)態(tài)想象，培養(yǎng)學(xué)生抽象思維的能力。2、通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生閱讀分析資料建立種群增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力。3、通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生討論比較“j”型曲線和“s”型曲線區(qū)別和聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生比較和歸納的能力。六、教學(xué)實(shí)施的程序（第一課時(shí)）學(xué)生活動(dòng)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(shí)進(jìn)行演算

4、。播放細(xì)菌分裂的錄像或演示細(xì)菌分裂的計(jì)算機(jī)模擬動(dòng)畫(huà)。提示：在自然界中細(xì)菌無(wú)處不在，有些細(xì)菌的大量繁殖會(huì)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20 min左右通過(guò)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？ h后，由一個(gè)細(xì)菌分裂產(chǎn)生的后代數(shù)量是多少？代細(xì)菌數(shù)量是多少？通過(guò)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(shí)細(xì)菌種群數(shù)量增長(zhǎng)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(wèn)題，組織討論：1.對(duì)細(xì)菌種群數(shù)量增長(zhǎng)而言，在什么情況下2n公式成立？2.這個(gè)公式揭示了細(xì)菌種群數(shù)量增長(zhǎng)的什么規(guī)律？3.在學(xué)過(guò)的生物學(xué)內(nèi)容中，還有哪些生物學(xué)問(wèn)題可以用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)表示。提示

5、：數(shù)學(xué)工具在生物學(xué)研究中的作用越來(lái)越突出。用數(shù)學(xué)語(yǔ)言揭示生物學(xué)問(wèn)題時(shí)，要充分考慮到生物學(xué)自身的特點(diǎn)。認(rèn)識(shí)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(yǔ)言來(lái)表示。 學(xué)生獨(dú)立操作完成圖表，相互交流結(jié)果。請(qǐng)學(xué)生算出一個(gè)細(xì)菌產(chǎn)生的后代在不同時(shí)間的數(shù)量，并填寫(xiě)教材中的表格，然后畫(huà)出細(xì)菌的種群數(shù)量增長(zhǎng)曲線。提示：這是在理想條件下對(duì)細(xì)菌種群數(shù)量的推測(cè)。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(shí)種群數(shù)量增長(zhǎng)模型的另一種表現(xiàn)形式。 小結(jié)：在描述、解釋和預(yù)測(cè)種群數(shù)量的變化時(shí)，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

6、和方法。 提出問(wèn)題，組織討論：如何建立“培養(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(shí)建立種群增長(zhǎng)模型的程序和方法。學(xué)生討論：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表示野兔種群的起始數(shù)量，用表示野兔種群數(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？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(shuō)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(zhǎng)相類(lèi)似的情況。提出問(wèn)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

7、報(bào)消息澳大利亞野兔成災(zāi)。估計(jì)在這片國(guó)土上生長(zhǎng)著6億只野兔，它們與牛羊爭(zhēng)牧草，啃樹(shù)皮，造成大批樹(shù)木死亡，破壞植被導(dǎo)致水土流失，專(zhuān)家計(jì)算，這些野兔每年至少造成1億美元的財(cái)產(chǎn)損失。兔群繁殖之快，數(shù)量之多足以對(duì)澳洲的生態(tài)平衡產(chǎn)生威脅。澳洲本來(lái)沒(méi)有兔子，1859年，一個(gè)叫托馬斯奧斯汀的英國(guó)人來(lái)澳定居，帶來(lái)了24只野兔，放養(yǎng)在他的莊園里，供他打獵取樂(lè)。奧斯汀絕對(duì)沒(méi)有想到，一個(gè)世紀(jì)之后，這24只野兔的后代達(dá)到6億只之多。（有條件的學(xué)校，教師可播放澳大利亞野兔成災(zāi)的錄像片。）通過(guò)具體實(shí)例，加深對(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。小結(jié)：自然界確有類(lèi)似細(xì)菌在理想條件下

8、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=not學(xué)生思考：有哪些因素制約著種群數(shù)量的增長(zhǎng)？學(xué)生討論。如果自然界的生物種群都是以“j”型方式增長(zhǎng)，地球早就無(wú)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(jì)算機(jī)模擬技術(shù)呈現(xiàn)出來(lái)）。提出討論題：1.你認(rèn)為高斯得出種群經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的增長(zhǎng)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(jì)？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(qǐng)舉例說(shuō)明。從資源和空間上思考種群增長(zhǎng)問(wèn)題。用生物學(xué)語(yǔ)言解釋“s”型曲線（數(shù)學(xué)模型）。培

9、養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。 學(xué)生討論教材中“思考與討論”素材。 小結(jié)：經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，在各種因素的作用下，種群數(shù)量增長(zhǎng)會(huì)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(chēng)為“環(huán)境容納量k值”。理解k值，并解釋和說(shuō)明實(shí)際問(wèn)題。 學(xué)生討論教材中東亞飛蝗種群數(shù)量的波動(dòng)。討論影響種群數(shù)量波動(dòng)的因素。 提出問(wèn)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(lái)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。七、教學(xué)反思優(yōu)點(diǎn)：1、本節(jié)課創(chuàng)設(shè)具體的情景，讓學(xué)生感受活生生的生命現(xiàn)象，激發(fā)了學(xué)生的探究動(dòng)機(jī)，并適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題與假設(shè)。2、教師努力營(yíng)造了愉悅、寬松、合作的課堂氛圍，以問(wèn)題為導(dǎo)引，讓學(xué)生在主動(dòng)探究的過(guò)程中獲得知識(shí)。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，始終處于主體地位，進(jìn)行自主合作學(xué)習(xí)