1、第二節(jié) 種群的增長(zhǎng)方式一、教學(xué)理念科學(xué)是一個(gè)探究的過程，學(xué)生在生物學(xué)課程中的學(xué)習(xí)方式也應(yīng)該體現(xiàn)自然科學(xué)的這一特點(diǎn)。探究性學(xué)習(xí)指學(xué)生通過類似于科學(xué)家科學(xué)探究活動(dòng)的方式獲取科學(xué)知識(shí)，并在這個(gè)過程中學(xué)會(huì)科學(xué)的方法和技能、科學(xué)的思維方式，形成科學(xué)觀點(diǎn)和科學(xué)精神。本節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)打破以往學(xué)生一貫接受結(jié)論性知識(shí)，而對(duì)于獲取知識(shí)的過程和方法知之甚少的情況，注重知識(shí)的形成過程，強(qiáng)調(diào)科學(xué)結(jié)論出現(xiàn)在探究試驗(yàn)之后，讓學(xué)生通過觀察、質(zhì)疑、表達(dá)和交流等探究式活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。二、學(xué)習(xí)任務(wù)分析本節(jié)的教學(xué)內(nèi)容是生物(必修)穩(wěn)態(tài)與環(huán)境（浙江科學(xué)技術(shù)出版社）第4章第2節(jié)內(nèi)容（1課時(shí)復(fù)習(xí)課）。種群是生態(tài)學(xué)

2、研究的一個(gè)重要層次，也是生態(tài)學(xué)的重要概念之一，同時(shí)也是學(xué)習(xí)群落和生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)容的基礎(chǔ)。本節(jié)教材是在對(duì)種群有了初步了解之后，介紹種群數(shù)量的增長(zhǎng)方式。本節(jié)教材有助于學(xué)生認(rèn)識(shí)生物與環(huán)境之間的相互關(guān)系，了解數(shù)學(xué)方法在生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用并領(lǐng)悟系統(tǒng)分析的思想和方法；此外，還有助于強(qiáng)化學(xué)生的生態(tài)意識(shí)和環(huán)保意識(shí)。生物課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本節(jié)課的基本要求是：嘗試建立數(shù)學(xué)模型解釋種群的數(shù)量變動(dòng)?；顒?dòng)建議：探究培養(yǎng)液中酵母種群數(shù)量動(dòng)態(tài)變化。根據(jù)此要求浙江省教學(xué)指導(dǎo)意見提出基本要求： 1.活動(dòng)：探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化。能概述數(shù)學(xué)建模的一般過程，能利用實(shí)驗(yàn)結(jié)果建立酵母菌種群數(shù)量變化的生物數(shù)學(xué)模型，并據(jù)此解釋種群數(shù)量的變化

3、。2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：不同溫度對(duì)酵母種群增長(zhǎng)的影響。能根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵阎獥l件，制定可行的研究計(jì)劃和設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案。3.區(qū)別種群的指數(shù)增長(zhǎng)和邏輯斯諦增長(zhǎng)兩種方式，讀懂隱含在“J”形曲線和“S”形曲線中的信息。4.舉例說出環(huán)境容納量的概念。由于活動(dòng)探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化學(xué)生已很好掌握，所以本節(jié)課以更復(fù)雜的鼠為例來構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，然后通過培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化來檢驗(yàn)和修正模型。三、學(xué)習(xí)者分析及學(xué)法設(shè)計(jì)高三學(xué)生已經(jīng)具有一定的生物知識(shí)基礎(chǔ)、一定的觀察思維能力、邏輯推理能力及對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析能力，但對(duì)知識(shí)的聯(lián)系整合及拓展運(yùn)用有待進(jìn)一步提高和培養(yǎng)。因此，在教學(xué)過程中，教師除了注重啟發(fā)引導(dǎo)

4、學(xué)生進(jìn)行自主探究，通過精心設(shè)置疑問，激發(fā)學(xué)生進(jìn)行探究和學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的分析和理解能力，還注重學(xué)生對(duì)知識(shí)整體的理解和構(gòu)建知識(shí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以及對(duì)知識(shí)的拓展提升。通過高二的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)種群及其特征已有了初步了解，由生活經(jīng)驗(yàn)也熟悉環(huán)境中部分生態(tài)因素對(duì)生物的影響，這些都為探究種群數(shù)量變化的原因提供了基礎(chǔ)。學(xué)生已對(duì)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(shí)，教學(xué)過程要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并運(yùn)用數(shù)學(xué)方法解決問題，建構(gòu)揭示生物學(xué)規(guī)律的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，學(xué)習(xí)是學(xué)生自己進(jìn)行知識(shí)建構(gòu)的過程。因此在學(xué)法指導(dǎo)上采用提供觀察、思考的機(jī)會(huì)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，并讓學(xué)生用自己的語言進(jìn)行歸

5、納，從而對(duì)原有知識(shí)加深理解。本節(jié)內(nèi)容的理論性較強(qiáng)，因此教材安排通過我們熟悉的田鼠種群數(shù)量變化的例子進(jìn)行探究，有了具體直觀的了解后再展開。教學(xué)內(nèi)容采取了力求通俗、多舉實(shí)例、聯(lián)系實(shí)際的處理方法，從而使這部分內(nèi)容更符合高中學(xué)生的認(rèn)知水平。四、教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1描述種群數(shù)量的變化規(guī)律，說明其內(nèi)在原因； 2闡明指數(shù)增長(zhǎng)和邏輯斯諦增長(zhǎng)的區(qū)別和聯(lián)系；3舉例說明環(huán)境容納量對(duì)種群增長(zhǎng)的限制。能力目標(biāo)1嘗試建立數(shù)學(xué)模型解決生物學(xué)問題；2運(yùn)用數(shù)學(xué)模型解釋種群數(shù)量的變化，分析生產(chǎn)生活中的實(shí)際問題。情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)1體驗(yàn)科學(xué)研究的方法和科學(xué)研究的艱辛；養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，形成自主、協(xié)作的精神，培養(yǎng)責(zé)任心；2關(guān)注人類

6、活動(dòng)對(duì)種群增長(zhǎng)的影響，形成辨證的生態(tài)學(xué)觀點(diǎn)。五、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：種群的增長(zhǎng)方式和環(huán)境容納量教學(xué)難點(diǎn)：建構(gòu)種群增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型并據(jù)此探究種群數(shù)量的變化。六、教學(xué)方法和設(shè)計(jì)思路根據(jù)教材特點(diǎn)、學(xué)習(xí)者的情況和教學(xué)目標(biāo)，本節(jié)課所采取適合的教學(xué)策略和教學(xué)方法，目的是著力提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，更突出培養(yǎng)學(xué)生形成“自主、合作、探究”的學(xué)習(xí)方式和創(chuàng)新思維。在教師的引導(dǎo)下，從知識(shí)的發(fā)生過程入手，重視把凝結(jié)在教材中的科學(xué)活動(dòng)充分展開，重視概念的產(chǎn)生、知識(shí)的形成及思維獲得過程，著重引導(dǎo)學(xué)生自己去探索、觀察、思考、分析、歸納、總結(jié)，使學(xué)生在一系列教學(xué)活動(dòng)中去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的合作、探索精神，發(fā)展學(xué)生的思

7、維能力。根據(jù)本節(jié)課的知識(shí)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)以鼠為線索貫穿整節(jié)課。通過學(xué)生熟悉的生活材料鼠引入課題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣；通過鼠災(zāi)引入數(shù)學(xué)方法來構(gòu)建指數(shù)增長(zhǎng)的公式模型和曲線模型；通過分析問題探究數(shù)學(xué)規(guī)律解決實(shí)際問題建構(gòu)數(shù)學(xué)模型（公式、曲線）模型檢驗(yàn)修正，思考數(shù)學(xué)公式、曲線的生物學(xué)意義。通過一農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)鼠的數(shù)量變化引出邏輯斯諦增長(zhǎng)曲線，理解環(huán)境容納量。最后還是通過對(duì)鼠的治理學(xué)習(xí)種群增長(zhǎng)曲線對(duì)生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。七、教學(xué)過程設(shè)計(jì)1教學(xué)流程創(chuàng)設(shè)情境、導(dǎo)入課題（視頻：“湖南：洞庭湖區(qū)爆發(fā)鼠災(zāi)”）動(dòng)手操作、體驗(yàn)過程（復(fù)習(xí)指數(shù)增長(zhǎng)曲線，嘗試建構(gòu)種群增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型）合作探究、領(lǐng)悟知識(shí)（復(fù)習(xí)邏輯斯諦增長(zhǎng)曲線）拓展應(yīng)用、

8、鞏固知識(shí)（通過鼠、大熊貓、魚、人口等種群實(shí)例分析）小結(jié)全課、鞏固練習(xí)（課堂鞏固習(xí)題）先行組織者（通過討論生態(tài)系統(tǒng)中環(huán)境條件的改變激活學(xué)生原有知識(shí)。）2教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容教師的組織和引導(dǎo)學(xué)生活動(dòng)教學(xué)意圖創(chuàng)設(shè)情境、引入課題【展示】展示洞庭湖的人鼠大戰(zhàn)的視頻。【提問】1、東方田鼠為什么突然大量增長(zhǎng)？【講述】2007年，湖南洞庭湖鼠災(zāi)大爆發(fā)，原因是洞庭湖水位不斷上漲，東方田鼠原來?xiàng)⒌乇黄茐?，另洞庭湖地區(qū)的人民群眾有著的不良飲食習(xí)慣，那就是人們習(xí)慣吃蛇，大量地販運(yùn)蛇，從而導(dǎo)致了老鼠天敵蛇的數(shù)量大幅減少?！咎釂枴?、田鼠種群數(shù)量接下來如何變化？3、我們應(yīng)該如何防治？【過渡】鼠到底如何防治才是最有效的，接下

9、來我們一起復(fù)習(xí)種群的增長(zhǎng)方式后再來回答?！景鍟康诙?jié) 種群的增長(zhǎng)方式觀看視頻，學(xué)生思考，進(jìn)行小組討論。通過學(xué)生生活中熟悉的鼠例子引入課題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣；激活和檢測(cè)學(xué)生已有的知識(shí)貯備。教學(xué)內(nèi)容教師的組織和引導(dǎo)學(xué)生活動(dòng)教學(xué)意圖指數(shù)增長(zhǎng)【講述】經(jīng)研究田鼠的繁殖力很強(qiáng)，種群數(shù)量每天可增加2.3%。 【思考】理論上在洞庭湖區(qū)域，假設(shè)有100只田鼠，請(qǐng)問在接下來每過10天的數(shù)量將會(huì)是多少？并完成以下表格。時(shí)間/d1020304050田鼠數(shù)量/只 【講述】請(qǐng)大家根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，畫出田鼠的增長(zhǎng)曲線。（以時(shí)間為橫坐標(biāo)，細(xì)菌數(shù)量為縱坐標(biāo)。）（注：表格中的具體數(shù)據(jù)已算出。）【講述】請(qǐng)同學(xué)在黑板上寫出一年后

10、的該田鼠種群的數(shù)量。并以N0為起始數(shù)量， t為時(shí)間，Nt表示t天后該種群的數(shù)量，為平均增長(zhǎng)，寫出t天后該種群的數(shù)量?！咎釂枴空?qǐng)同學(xué)分析本例子中的N0、l分別是指什么？【講述】根據(jù)數(shù)學(xué)公式，請(qǐng)同學(xué)到黑板上畫出種群數(shù)量和增長(zhǎng)率的變化曲線圖。并請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)圖上標(biāo)上相關(guān)內(nèi)容?！咎釂枴縿偛盼覀兪遣捎檬裁捶椒▉斫鉀Q生物學(xué)問題？這個(gè)數(shù)學(xué)模型是怎么建立出來？所采用的方法是建立數(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。其基本步驟是：提出問題作出假設(shè)建構(gòu)數(shù)學(xué)模型（公式、曲線）模型檢驗(yàn)修正（注：留到后面得出）【提問】通過這個(gè)圖我們清楚的得到指數(shù)增長(zhǎng)曲線圖（“J”形曲線），請(qǐng)同學(xué)思考種群要呈指數(shù)增長(zhǎng)應(yīng)具備什么條件和

11、它的特點(diǎn)是什么？學(xué)生相互討論填寫表格，并根據(jù)表格數(shù)據(jù)寫出數(shù)學(xué)公式。學(xué)生根據(jù)具體數(shù)據(jù)畫出曲線。學(xué)生得出公式：指數(shù)函數(shù)（Nt=N0lt），并對(duì)N0、l作解釋。學(xué)生在黑板上畫出曲線圖，并請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)。建立數(shù)學(xué)模型學(xué)生進(jìn)行討論總結(jié)種群指數(shù)增長(zhǎng)產(chǎn)生條件和增長(zhǎng)特點(diǎn)。使學(xué)生學(xué)會(huì)處理、分析數(shù)據(jù)的方法。通過具體實(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)的有因。教學(xué)內(nèi)容教師的組織和引導(dǎo)學(xué)生活動(dòng)教學(xué)意圖指數(shù)增長(zhǎng)【提問】我們剛才采用建交數(shù)學(xué)模型的方法解決洞庭湖的鼠大量增長(zhǎng)的問題，請(qǐng)問這個(gè)模型是否正確？我們應(yīng)如何檢驗(yàn)修正？【講述】采用實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)修正，高二時(shí)我們做過探究培養(yǎng)液中酵母

12、菌種群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化。學(xué)生分組討論，并進(jìn)行小結(jié)。通過回憶培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化這個(gè)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。邏輯斯諦增長(zhǎng)【過渡】這個(gè)“J” 增長(zhǎng)能一直持續(xù)下去嗎？假設(shè)洞庭湖田鼠若繼續(xù)持續(xù)增長(zhǎng)下去，會(huì)出現(xiàn)什么問題？種群數(shù)量將怎么變化？【提問】請(qǐng)同學(xué)到黑板上畫出種群數(shù)量變化曲線圖。并請(qǐng)同學(xué)對(duì)此曲線圖進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析?！具^渡】此曲線呈“S”型，稱“S”型增長(zhǎng)曲線，即邏輯斯諦增長(zhǎng)曲線?！咎釂枴空?qǐng)同學(xué)觀察思考種群邏輯斯諦增長(zhǎng)的產(chǎn)生原因和增長(zhǎng)特點(diǎn)。【提問】請(qǐng)同學(xué)根據(jù)種群邏輯斯諦增長(zhǎng)的增長(zhǎng)特點(diǎn)畫出其增長(zhǎng)速率曲線?！咎釂枴縆值是環(huán)境容納量，是指在長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)環(huán)境所能維持的種群最大數(shù)量。是

13、種群在該環(huán)境中的穩(wěn)定平衡密度。請(qǐng)問其在自然界中，種群數(shù)量是否總能穩(wěn)定在K值？為什么？【過渡】根據(jù)我們復(fù)習(xí)的種群兩種增長(zhǎng)方式，接下來我們可利用此模型解決很多的生物學(xué)問題？【展示】鼠是繁殖力很強(qiáng)的有害動(dòng)物,考慮應(yīng)當(dāng)采取什么措施來控制田鼠的數(shù)量？這些措施實(shí)際上是在影響種群增長(zhǎng)模型的什么參數(shù)? 【展示】請(qǐng)根據(jù)種群數(shù)量增長(zhǎng)的相關(guān)知識(shí)，分析大熊貓種群數(shù)量銳減的原因，對(duì)瀕危動(dòng)物如大熊貓應(yīng)采取什么保護(hù)措施？【展示】如果你是漁場(chǎng)主，你怎么讓自己的漁場(chǎng)獲得最大的收益，實(shí)現(xiàn)漁場(chǎng)的可持續(xù)發(fā)展？【展示】我國(guó)自13931990年以來人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如下，以上人口增長(zhǎng)曲線符合哪種類型？按照此曲線發(fā)展下去將會(huì)出現(xiàn)什么狀況，鑒于我國(guó)人口的現(xiàn)狀應(yīng)當(dāng)采取什么措施？學(xué)生分組討論回答。生活資源和空間有限、天敵增多學(xué)生相互討論得到曲線。學(xué)生總結(jié)種群邏輯斯諦增長(zhǎng)的產(chǎn)生條件和增長(zhǎng)特點(diǎn)。學(xué)生相互討論回答。學(xué)生對(duì)幾個(gè)常見類型的生物種群進(jìn)行討論分析。通過具體的實(shí)例引入“S”型曲線。通過學(xué)生相互討論分析，培養(yǎng)學(xué)生合作能力，學(xué)會(huì)從材料中獲取信息能力。能應(yīng)用數(shù)學(xué)模型解釋種群數(shù)量的變化，分析生產(chǎn)生活中的實(shí)際問題。樹立可持續(xù)發(fā)展的觀念。鞏固練習(xí)，強(qiáng)化新知【展示】多媒體展示練習(xí)，評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果。（1）編寫有吸引力的鞏固知識(shí)題（2）編寫有思維力度的促進(jìn)能力發(fā)展題（3）編寫滲透情感又體現(xiàn)能力培養(yǎng)方面題學(xué)生做練習(xí)通過對(duì)