《种群数量的变化》教学设计
课题 时间 教材分析 第4章 第2节 种群数量的变化 授课人 课型 新授课 人教版必修3第4章共安排4节内容。第1节“种群的特征”包括调查种群密度的方法和种群的数量特征。第2节“种群数量的变化”，主要在第一节种群的数量特征基础上进一步探究三个问题：1、如何构建种群增长的模型。2、种群数量的变化情况，包括种群增长的“J”型曲线、种群增长的“S”型曲线、种群数量的波动和下降。3、探究实验：培养液中酵母菌种群数量的变化。第3节“群落的结构”包括群落水平上研究的问题、群落的物种组成、种间关系、群落的空间结构等内容。第 4节“群落的演替”包括演替的类型和人类活动对群落演替的影响。 学生通过学习本章内容，可以了解种群与群落的基础知识，深入了解“整体大于部分之和”的道理，并为下一章“生态系统及其稳定性”的学习打下基础。 本节的内容在本章教学中起到了承上启下的重要作用，因此占据重要地位。了解种群的数量变化是学习群落的结构和演替的基础，而有关群落的知识，又是学习第5章“生态系统及其稳定性”的基础。学生通过对本节内容的学习，可以客观的了解种群数量变化的规律，并将其应用于生产实践，有利于学生客观的分析事物的发展趋势，建立唯物主义世界观。 学情分析 通过对前面课程的学习，学生已经对种群的数量特征有了一定了解，这为本节课程的学习奠定了基础。同时，高二学生经过一年对高中生物的学习，已经具备了较强的对事物进行观察、分析、 总结的能力，在学习过程中充满了对未知事物探究的热情，自主学习的积极性较高。因此，在本节教学过程中教师主要通过文字、图表、视频播放等具体展示种群数量的变化实例，设计不同的探究问题，引导学生观察、思考和讨论，最终总结出正确的结论，充分发展学生学习的主观能动性，激发学生探究科学的兴趣，让学生学会透过现象看本质的分析事物的方法。 教学目标 知识与能力目标 （1）通过观察图片、师生交流，能够说明建构种群增长模型的方法。 1 / 6
（2）通过探究大肠杆菌数量的变化，尝试建构种群增长的数学模型 （3）通过实验探究、师生交流，能够用数学模型解释种群的数量变化曲线。 学科素养 1.基础知识（建构种群增长模型、种群的数量变化曲线）； 2.基本技能（培养学生“观察现象→提出问题→构建数学模型→解决问题”的能力）； 3.基本思想（通过用数学模型解释种群数量的变化，培养学生的生命观念、理性思维和对人口老龄化的认识）； 4、基本活动经验（关注人类活动对种群数量变化的影响）。 教学重点 教学难点 教学手段与教具 教学安排 教学方法 一课时 讨论法、探究法 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 建构种群增长的数学模型 多媒体课件 教学过程 学生活动 学生基于已有的数学知识进行演算。 教师的组织和引导 教学意图 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”，思考讨通过创设具体的情境，论准备回答。 让学生感受活生生的生提示：在自然界中细菌无处不在，有些命现象。 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20min左右通过繁殖一代。 认识细菌种群数量增长引导学生思考： 1．细菌的生殖方式是怎样的？ 2．72h后，由一个细菌产生的后代数量是多少？ 3．n代细菌数量是多少？ 的数学规律。 2 / 6
（优教提示：打开素材实验演示：探究培养液中酵母菌种群数量的变化） 学生讨论，充分陈述自提出问题，组织讨论： 己的观点。 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。 学生操作完成图表，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。 认识种群数量增长模型同时间的数量，并填写教材中的表格，的另一种表现形式。 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？ 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“培养液提出问题，组织讨论：如何建立“培养结合本节的探究实验，中酵母菌种群数量的液中酵母菌种群数量的数学模型”，我认识建立种群增长模型的程序和方法。 数学模型”的方案：程们应该怎么做？ 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：澳大利通过具体实例，加深对 3 / 6
描述野兔种群增长的规律？ 亚野兔成灾。估计在这片国土上生长着数学模型的理解，并用6亿只野兔，它们与牛羊争牧草，啃树数学语言解释种群数量3．如果用N0表示野兔皮，造成大批树木死亡，破坏植被导致增长的规律。 种群的起始数量，用λ水土流失，专家计算，这些野兔每年至 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·奥斯汀的英国人来明确“J”型种群增长的澳定居，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只野原因。 群数量为多少？（说明兔的后代达到6亿只之多。 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。 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=N0λt 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。 从资源和空间上思考种呈现高斯实验（有条件的学校可将高斯群增长问题。 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 用生物学语言解释“S”的增长后，呈S型曲线的原因是什么？ 型曲线（数学模型）。 4 / 6
2．在高斯实验的基础上，如果要进一 步搞清是空间的，还是资源（食物） 的，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。 学生讨论教材中“思考小结：经过一定时间，在各种因素的作理解K值，并解释和说与讨论”素材。 用下，种群数量增长会趋于稳定，呈S明实际问题。 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”。 学生讨论教材中东亚提出问题：在自然界中，种群数量是否从多因素思考种群数量的变化？ 培养实验设计能力。 飞蝗种群数量的波动。总能稳定在K值？为什么？ 讨论影响种群数量波动的因素。 总结：从具体的生物现象与规律建立抽把握学习方法要旨。 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。 课堂训练 （优教提示：打开优教习题课堂训练-《种 群的数量变化》，使用互动答题卡，更快更便捷的掌握学生的知识学习情况） 教学小结
1、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。 2、种群增长的“J”型曲线
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3、种群增长的“S”型曲线
4、种群数量的波动和下降。
〖板书提纲〗
第4章第2节 种群数量的变化
种群增长的“J”型曲线 种群增长的“S”型曲线
（优教提示：可在优教同步学习网编辑自己的预习任务发给学生）
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