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2019-2020年高中生物《種群數(shù)量的變化》教案1 新新人教版必修3 一、教學目標的確定 在課程標準的內容標準中規(guī)定了“嘗試建立數(shù)學模型解釋種群的數(shù)量變動”。該條內容標準有兩層涵義：其一，“嘗試建立數(shù)學模型”屬模仿性技能目標，旨在通過原形示范（細菌的數(shù)量增長）和具體指導，學生能完成建立數(shù)學模型；其二，“解釋種群的數(shù)量變動”屬理解水平的知識目標，旨在把握數(shù)學模型（抽象）與種群的數(shù)量變動（具體）之間的內在邏輯聯(lián)系。活動建議為“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)教學目標確定為四條。 1、說明構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，嘗試建構種群增長的數(shù)學模型。 3、學會用用數(shù)學模型解釋種群數(shù)量的變化。 4、引導學生關注人類活動對種群數(shù)量變化的影響。 根據(jù)課程標準的要求，確定本課的教學重點為嘗試建構種群增長的數(shù)學模型，并據(jù)此解釋種群數(shù)量的變化。而建構種群增長和模型學生較為陌生，因此確定為難點。 二、教學設計思路 高中學生對數(shù)學模型的概念并不陌生，在學習生物學其他內容時，學生已對運用數(shù)學解決生物學中的問題有了一定的認識，例如，對遺傳規(guī)律的認識。因此，本節(jié)是在學生已有知識的基礎上，重新建構新的知識──建構揭示生物學規(guī)律的數(shù)學模型。 本節(jié)教學思路為課前布置學生進行探究活動“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”，而后在教學過程中結合“數(shù)學模型的建構”和“種群增長的S型曲線”內容，讓學生匯報和討論。 教學策略為：以事例引入，激發(fā)學生興趣，再以“問題探討”引入。讓學生討論，細菌的數(shù)量增長模型、酵母菌的數(shù)學模型是怎樣建立的，數(shù)學模型的表現(xiàn)形式有哪些？對比總結出建構種群增長數(shù)學模型的方法，再聯(lián)系實際說明種群增長的兩種模型。結合澳大利亞野兔數(shù)量增長的實例，說明種群增長的“J”型曲線；再結合草履蟲的實例，說明種群增長的“S”型曲線，讓學生匯報、畫酵母菌數(shù)量變化，進一步理解種群增長的“S”型曲線并討論K值，組織學生再舉事例說明“J”型曲線和“S”型曲線的生物學意義。最后組織學生列舉事例討論種群數(shù)量的波動和下降。同時進行小結性練習，鞏固所學知識，培養(yǎng)學生利用所學知識解決實際問題的能力。 本節(jié)內容安排兩課時，第一課時布置探究活動，第二課時課上介紹活動內容、方法和注意事項。 三、教學實施的程序（第二課時） 教學內容 教師的組織和引導 學生活動 教學意圖 創(chuàng)設情境 引入新課 出示相關報道：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：面對相關報道，你所關注的問題有哪些？ 評價并概括學生的問題，引入課題：種群數(shù)量的變化， 學生討論、交流 思考種群數(shù)量的變化 創(chuàng)設情境，激發(fā)興趣，引出課題。 。 問題探討 建構種群增長模型 計算機模擬演示細菌分裂的動畫。提示：在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某種細菌每20min通過分裂繁殖一代。引導分析討論（1）n代細菌數(shù)量的計算公式是什么？（2）72小時后，由一個細菌分裂產生的細菌數(shù)量是多少？（3）在一個培養(yǎng)基中，細菌的數(shù)量會一直按照這個公式增長嗎？如何驗證你的觀點？ 小結過渡：在描述、解釋和預測種群數(shù)量的變化時，常常需要建立數(shù)學模型。 多媒體顯示講解數(shù)學模型的概念及研究方法。 引導學生分析（1）寫出n代細菌數(shù)量的計算公式； （2）請你計算出一個細菌產生的后代在不同時間的數(shù)量；并填寫教材P66的表格,并將數(shù)學公式（N=2n）變?yōu)榍€圖；（3）曲線圖與數(shù)學方程式比較，有哪些優(yōu)缺點？ 小結數(shù)學模型的概念及表現(xiàn)形式并提問：在學過的生物學內容中，還有哪些生物學問題可用數(shù)學語言表示？ 觀察，思考細菌種群數(shù)量是怎么增長？ 學生基于已有的知識，進行演算、回答 學生討論建立“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的數(shù)學模型”的方案：程序和方法。 學生觀察思考，了解數(shù)學模型的建立過程和方法 培養(yǎng)觀察思考能力，認識細菌種群數(shù)量增長的數(shù)學規(guī)律 學生主動參與學習過程，并親身感受生物現(xiàn)象和規(guī)律可用數(shù)學語言（公式和曲線圖）表示。 復習舊知識，加深對新內容的理解。 結合本節(jié)的探究實驗，讓學生體驗建立種群增長模型的程序和方法，有利于學生知識的建構和科學方法的領悟 種群增長的“J”型曲線 同學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？ 引導學生閱讀教材P66實例，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λ表示野兔種群數(shù)量每年的增長倍數(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，野兔種群數(shù)量為多少？（說明計算方法） 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“J”型增長數(shù)學模型：（1）模型假設：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)學模型公式：Nt=N0λt 。 學生討論： 學生舉例 整理歸納知識 通過具體實例，加深對數(shù)學模型的理解，并用數(shù)學語言解釋種群數(shù)量增長的規(guī)律。 明確“J”型種群增長的原因及增長特點。 整理歸納知識并進行學法指導 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。 組織學生匯報實驗結果，并繪出種群增長曲線。 多媒體呈現(xiàn)高斯實驗。 提出討論題： 1、你認為高斯得出種群經(jīng)過一定時間的增長后，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：在各種因素的作用下，種群經(jīng)過一定時間的增長后，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 學生思考：自然界中，種群還有什么增長形式？ 學生匯報實驗結果， 學生繪種群增長曲線。 學生討論，回答 學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 學生認識了解“S”型曲線 理解“S”型曲線 理解K值，并解釋說明本地實際問題， 種群數(shù)量的波動和下降 提出問題：種群數(shù)量達到K值時，都能在K值維持穩(wěn)定嗎？ 組織學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，總結研究種群數(shù)量變化的意義。 學生討論，回答 認識我省珍稀動物如黑冠長臂猿、海南坡鹿的現(xiàn)狀及保護的重要性。 培養(yǎng)學生分析思維能力，引導學生關注人類人類活動對種群數(shù)量變化的影響，提高保護野生動植物重要性和必要性的認識 小結性練習 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 ①環(huán)境中影響種群增長的阻力 ②環(huán)境中允許種群增長的最大值③其數(shù)量表示種群內遷出的個體數(shù) ④其數(shù)量表示通過生存斗爭被淘汰的個體數(shù) 2、開發(fā)野生動植物資源時,將野生動植物的種群數(shù)量控制什么條件下,人類獲取的資源量最大,又不影響資源再生? 思考回答①④ 幫助學生鞏固所學知識，并運用所學知識解決實際問題的能力。