《种群数量的变化》教学设计

《种群数量的变化》教学设计

　　作为一名教师，时常需要编写教学设计，教学设计是一个系统设计并实现学习目标的过程，它遵循学习效果最优的原则吗，是课件开发质量高低的关键所在。那么什么样的教学设计才是好的呢？以下是小编帮大家整理的《种群数量的变化》教学设计，欢迎阅读与收藏。

　　《种群数量的变化》教学设计 1

　　一、教材背景分析

　　我说课的题目是人教版第四章第二节“种群数量的变化”本课是在学生了解了种群数量特征的基础上，进一步介入数学知识，用建立数学模型的方法描述，解释和预测种群数量的变化，建立数学模型对于帮助学生理解自然事物的数量特征和数量变化规律具有重要意义（能力方面）。

　　高二学生已经具备了相对较强的探究分析，解决问题的能力，具有一定的生物科学素养。从知识方面来说初步具备了与数学模型相关的数学知识储备，学生的生活体验也足以理解种群数量变化。所以，这堂课的学习，学生自己将种群数量变化的生物学问题归结成为数学问题，进而尝试应用建模成果去解决身边的问题。

　　二、教学目标分析

　　根据我对课标的理解从知识，能力，情感态度与价值观三个维度制定了教学目标，解释种群的数量变动。

　　知识目标：尝试建立数学模型，解释种群的数量变动。

　　能力目标：能够正确使用显微镜，血球计数器对酵母计数；尝试利用数学模型解释当地的环境问题；

　　情感态度与价值观：关注人类活动对种群数量变化的影响，形成可持续发展的观念。

　　重点和难点：

　　重点：尝试建构种群增长的数学模型，并据此解释种群数量的变化。

　　难点：建构种群增长的数学模型。

　　三、教学过程分析

　　（一）教法与学法

　　教法：为了突出重点，突破难点。我采用了“三疑三探”的授课模式来完成所定的三维目标，同时采用多媒体教学为辅的手段。充分调动学生以自主学习为主，培养学生交流，合作能力，提出问题，发现问题和解决问题的.能力。

　　学法：自学、合作、探究

　　（二）教学过程

　　设疑自探：

　　首先教师创设问题情境，激发学生学习兴趣，学生在课前以预习题案为依据进行预习，总结自探提纲，教师归纳、总结自探提纲，并给有贡献的小组加分并鼓励，此节归纳自探提纲4点：

　　1、说明建构种群增长模型的方法，及其步骤？

　　2、种群的数量是怎样变化的？

　　3、什么是环境容纳量？

　　4、影响种群数量变化的因素有哪些？

　　解疑合探：

　　在完成设疑自探的基础上，各小组学生围绕自探提纲，进行解疑合探，在学科组长的安排下有序尽心，对难点进行探讨整理，达成共识并进行展示，展示结束后，按分工逐题进行评价，教师强调补充，归纳，教师利用评分榜计分，尤其对提出不同见解的其他学生要双倍加分。经过此过程基本完成教材中主干知识（完成“J”、“S”型曲线及相关知识）

　　质疑再探：

　　给予学生反思时间。启发学生提出更有价值的问题，我采用了学生直接质疑，全班学生争相解答，对解决不了的问题教师直接解答，或引导学生课下带着兴趣探究。

　　运用拓展：

　　为了检验教学效果，巩固知识，我结合本节重点、难点和易混点等知识内容出示背景材料引导学生遍题，在此环节中对及时编题，抢答者加分鼓励。

　　四、全课总结：

　　学科组长对此节课进行评价，评价出本节课的展示之星，评价之星，质疑之星及诺贝尔小组。

　　五、教学反思

　　“三疑三探”的教学模式，尽最大努力把课堂交给学生，学生成了学习的主人，更好的完成知识迁移，在教学过程中一定有这样或那样的问题。

　　《种群数量的变化》教学设计 2

　　一、教学目标的确定

　　在课程标准的内容标准中规定了“尝试建立数学模型解释种群的数量变动”。该条内容标准有两层涵义：其一，“尝试建立数学模型”属模仿性技能目标，旨在通过原形示范（细菌的数量增长）和具体指导，学生能完成建立数学模型；其二，“解释种群的数量变动”属理解水平的知识目标，旨在把握数学模型（抽象）与种群的数量变动（具体）之间的内在逻辑联系。

　　由此，本节教学目标确定为三条（详见前面本节的教学目标）。

　　二、教学设计思路

　　高中学生对数学模型的概念并不陌生，在学习生物学其他内容时，学生已对运用数学解决生物学中的问题有了一定的认识，例如，对遗传规律的认识。因此，本节是在学生已有知识的基础上，重新建构新的知识──建构揭示生物学规律的数学模型。

　　本节的引入有两种思路：一是按照教材的编排顺序进行，即以“问题探讨”引入，然后逐步展开教学，将本节的探究活动作为验证性实验活动；二是将本节的探究活动作为研究性学习内容，事先布置，让学生（或部分学生）在课外完成。从学生在活动中产生的问题或体验引入，结合教材中的“问题探讨”和“建构种群增长模型的方法”，讨论相关内容，展开教学。

　　现以第一种思路为例说明，本节共2课时。

　　第一课时的教学应当遵循具体→抽象→再具体→再抽象……循环上升的轨迹。

　　1.具体。教师以“问题探讨”引入，由于学生已有相关的数学知识，不难回答问题。教师应启发学生思考：得出的数学公式有何生物学意义（说明细菌数量增长具有哪些性质）？

　　2.抽象。进一步让学生讨论：细菌的数量增长模型是怎样建构的？数学模型的表现形式有哪些？由此，总结出建构种群增长模型的方法。

　　3.再具体。联系实例说明种群增长的两种数学模型。

　　4.再抽象。结合细菌的数量增长模型，得出种群数量增长的“J型”数学模型；结合实例讨论“K”值。

　　5.进一步回到具体。讨论数学模型的生物学意义（说明“J型”和“S型”增长的生物学意义），列举实例。

　　6.进一步抽象。总结用数学模型揭示生物学现象与规律的意义。

　　在教学中，教师要引导学生对问题作深入的思考，启发学生从现象揭示出本质和规律，使学生认同运用恰当的数学模型能够较好地表达某些生物学规律。一定要避免从数学到数学，为计算而计算的.教学。

　　第二课时为探究活动：培养液中酵母菌种群数量的变化。

　　由于该探究活动需要较长的时间（连续观察7 d），因此，活动的管理是教学的难点。教师要在制定计划、同伴的合作、记录实验数据等方面给予必要的提示。

　　三、教学实施的程序（第一课时）

　　学生活动

　　教师的组织和引导

　　教学意图

　　学生基于已有的数学知识进行演算。

　　播放细菌分裂的录像或演示细菌分裂的计算机模拟动画。

　　提示：在自然界中细菌无处不在，有些细菌的大量繁殖会导致疾病。假如现有一种细菌，在适宜的温度、湿度等环境下，每20 min左右通过分裂繁殖一代。

　　引导学生思考：

　　1.细菌的生殖方式是怎样的？

　　2.72 h后，由一个细菌分裂产生的后代数量是多少？

　　3.n代细菌数量是多少？

　　通过创设具体的情境，让学生感受活生生的生命现象。

　　认识细菌种群数量增长的数学规律。

　　学生讨论，充分陈述自己的观点。

　　提出问题，组织讨论：

　　1.对细菌种群数量增长而言，在什么情况下2n公式成立？

　　2.这个公式揭示了细菌种群数量增长的什么规律？

　　3.在学过的生物学内容中，还有哪些生物学问题可以用数学语言来表示。

　　提示：数学工具在生物学研究中的作用越来越突出。

　　用数学语言揭示生物学问题时，要充分考虑到生物学自身的特点。

　　认识到在生物学中有许多现象和规律可以用数学语言来表示。

　　学生独立操作完成图表，相互交流结果。

　　请学生算出一个细菌产生的后代在不同时间的数量，并填写教材中的表格，然后画出细菌的种群数量增长曲线。

　　提示：这是在理想条件下对细菌种群数量的推测。

　　引导学生讨论，同数学公式相比，曲线图表示的模型有什么局限性？

　　认识种群数量增长模型的另一种表现形式。

　　小结：在描述、解释和预测种群数量的变化时，常常需要建立数学模型。数学模型的表现形式可以为公式、图表等。

　　学生讨论建立“培养液中酵母菌种群数量的数学模型”的方案：程序和方法。

　　提出问题，组织讨论：如何建立“培养液中酵母菌种群数量的数学模型”，我们应该怎么做？

　　结合本节的探究实验，认识建立种群增长模型的程序和方法。

　　学生讨论：

　　1.野兔种群增长的原因有哪些？

　　2.怎样用数学语言来描述野兔种群增长的规律？

　　3.如果用N0表示野兔种群的起始数量，用λ表示野兔种群数量每年的增长倍数，用Nt表示t年后野兔种群的数量，那么，Nt为多少？

　　4.根据上述素材，估算1869年时，野兔种群数量为多少？（说明计算方法）

　　5.列举在自然界中还有哪些与素材中野兔种群数量增长相类似的情况。

　　提出问题，组织讨论：以上讨论的是在实验条件下种群的数量变化，在自然界中种群的数量变化情况如何？

　　提供素材：《光明日报》消息

　　澳大利亚野兔成灾。估计在这片国土上生长着6亿只野兔，它们与牛羊争牧草，啃树皮，造成大批树木死亡，破坏植被导致水土流失，专家计算，这些野兔每年至少造成1亿美元的财产损失。兔群繁殖之快，数量之多足以对澳洲的生态平衡产生威胁。

　　澳洲本来没有兔子，1859年，一个叫托马斯·奥斯汀的英国人来澳定居，带来了24只野兔，放养在他的庄园里，供他打猎取乐。奥斯汀绝对没有想到，一个世纪之后，这24只野兔的后代达到6亿只之多。（有条件的学校，教师可播放澳大利亚野兔成灾的录像片。）

　　通过具体实例，加深对数学模型的理解，并用数学语言解释种群数量增长的规律。

　　明确“J”型种群增长的原因。

　　小结：自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式。该种群数量增长的数学模型可表示为“J”型曲线，或数学公式：

　　Nt=NOλt

　　学生思考：有哪些因素制约着种群数量的增长？

　　学生讨论。

　　如果自然界的生物种群都是以“J”型方式增长，地球早就无法承受了。

　　呈现高斯实验（有条件的学校可将高斯实验用计算机模拟技术呈现出来）。

　　提出讨论题：

　　1.你认为高斯得出种群经过一定时间的增长后，呈“S”型曲线的原因是什么？

　　2.在高斯实验的基础上，如果要进一步搞清是空间的限制，还是资源（食物）的限制，该如何进行实验设计？

　　3.如何理解K值的前提条件“在环境条件不受破坏的情况下”？请举例说明。

　　从资源和空间上思考种群增长问题。

　　用生物学语言解释“S”型曲线（数学模型）。

　　培养实验设计能力。

　　学生讨论教材中“思考与讨论”素材。

　　小结：经过一定时间，在各种因素的作用下，种群数量增长会趋于稳定，呈“S”型曲线。在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量称为“环境容纳量──K值”。

　　理解K值，并解释和说明实际问题。

　　学生讨论教材中东亚飞蝗种群数量的波动。讨论影响种群数量波动的因素。

　　提出问题：在自然界中，种群数量是否总能稳定在K值？为什么？

　　从多因素思考种群数量的变化？

　　总结：从具体的生物现象与规律建立抽象的数学模型，又用抽象的数学模型来解释具体的生物学现象与规律，这是学习本节的要旨。

　　把握学习方法要旨。

　　《种群数量的变化》教学设计 3

　　一、教学目标

　　1.说明建构种群增长模型的方法。

　　2.通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化，尝试建构种群增长的数学模型。

　　3.用数学模型解释种群数量的变化。

　　4.关注人类活动对种群数量变化的影响。

　　二、教学重点和难点

　　1.教学重点

　　尝试建构种群增长的数学模型，并据此解释种群数量的变化。

　　2.教学难点

　　建构种群增长的数学模型。

　　三、教学过程

　　引入：在第一节中，我们学习了种群数量的影响因素，大家看“问题探讨”，思考讨论准备回答。

　　提示：1.nn=2n,n代表细菌数量，n代表“代”。

　　2.n=2216。

　　3.细菌数量不会永远按这个公式增长。可以用实验计数法来验证。

　　问题：再以“本节聚焦”引起学生的思考和注意力。

　　板书：一、建构种群增长模型的方法

　　学生活动：学生阅读并完成p66图4-4细菌种群的增长曲线。

　　旁栏思考题1：生思考回答师提示。

　　提示：不够精确。

　　问题：在自然界中，种群的数量变化情况是怎样的呢？

　　答并板书：1.种群增长的“j”型曲线

　　学生活动：阅读p66第三段到第五段。

　　板书：自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式，如果以时间为横坐标，种群数量为纵坐标画出曲线来表示，曲线则大致呈“j”型。

　　旁栏思考题2：生思考回答师提示。

　　提示：

　　①食物和空间田间充裕；

　　②气候适宜；

　　③没有天敌等。

　　板书：“j”型增长的数学模型

　　nt=n0λt

　　问题：“j”型增长能一直持续下去吗？

　　板书：2.种群增长的“s”型曲线

　　学生活动：阅读p67并完成“思考与讨论”。

　　提示：1.对家鼠等有害动物的控制，可以采取器械捕杀、药物捕杀等措施。

　　2.从环境容纳量的角度思考，可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量

　　①如将食物储藏在安全处，断绝或减少它们的食物来源；

　　②室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴的场所；

　　③养殖或释放它们的天敌，等等。

　　旁栏思考题3：生思考回答师提示。

　　提示：同一种群的k值不是固定不变的，会受到环境的'影响。

　　问题：种群数量达到k值时，都能在k值维持稳定吗？

　　板书：3.种群数量的波动和下降

　　学生活动：阅读p67～p69并完成“探究”。

　　小结：略。

　　作业：练习一二。

　　提示：一、基础题

　　1.（1）在食物充足、空间广阔、气候适宜、没有天敌等优越条件下，种群可能会呈“j”型增长。例如，澳大利亚昆虫学家曾对果园中蓟马种群进行过长达xx年的研究，发现在环境条件较好的年份，种群数量增长迅速，表现出季节性的“j”型增长。（2）在有限的环境中，如果种群的初始密度很低，种群数量可能会出现迅速增长。随着种群密度的增加，种内竞争就会加剧，因此，种群数量增加到一定程度就会停止增长，这就是“s”型增长。例如，栅列藻、小球藻等低等植物的种群增长，常常具有“s”型增长的特点。

　　2.（1）以年份为横坐标，种群数量为纵坐标，根据表中数字画曲线。

　　（2）食物充足，没有天敌，气候适宜等。

　　（3）作为食物的植物被大量吃掉，导致食物匮乏；自然灾害等。

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