高二生物《种群数量的变化》教材分析

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高二生物《种群数量的变化》教材分析

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高二生物《种群数量的变化》教材分析


一、教材分析
    本节是高中生物必修3第4章第2节的内容,在“第1节种群的特征”的基础上进行学习。种群最基本的数量特征就是种群密度,种群数量不仅受种群密度的影响,还会受外界环境各种因素的影响。在“第2节种群数量的变化”中,通过细菌种群数量的变化说明如何建构种群增长模型。详细讨论了种群增长的两种方式,在理想环境中,种群增长呈“J”型曲线;在环境资源有限的情况下,种群增长呈“S”型曲线。种群增长的两种曲线各有产生的条件和特点,通过建构的数学模型来解释种群数量的增长,这是本节教学的重点。种群数量变化除了增长以外,还存在波动、下降等其他形式。最后文中分析了影响种群数量变化的各种因素,特别指出了人类对种群数量变化的重要影响。所以在教学中注意培养学生的环境保护意识和合理利用资源意识。
二、学情分析:
    本节是高中生物必修3第4章第2节的内容,教学对象是高二学生,他们已经具有一定的数学基础,所以在教学中通过讨论能够把握好数学模型的建构。
三、教学目标
  知识目标:1、说明建构种群增长模型的方法。
            2、阐述种群数量增长的种类和特点。
  能力目标:1、通过讨论细菌种群数量的变化,尝试建构种群增长的数学模型。
            2、用数学模型解释种群数量的变化。
  情感态度价值观:关注人类活动对种群数量变化的影响。
四、教学重难点
  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。
  教学难点:建构种群增长的数学模型。
五、教学方法:讨论法、探究法
六、课时安排:1课时
七、教学过程:
 
教学环节
教师活动
学生活动
教学意图
教学引入
种群数量的变化
PPT展示有关春运时车站人口图片、水葫芦图片以及鲸鱼被捕杀图片
 
学生观看图片
激发学生兴趣,引入新课
 
 
 
细菌种群数量增长模型的建构
视频播放细菌分裂动画并提出问题:细菌是如何繁殖的?
 
PPT展示学生探究内容一:
即课本“问题探讨”
1、1个细菌,如果在营养和生存空间没有限制的情况下,以每20分钟繁殖一代计算,72小时后细菌的数量为多少?
2、如果我们用N表示细菌数量,n表示细菌繁殖的代数,请尝试写出细菌种群增长的公式。 
3、以时间为横轴,细菌数量为纵轴,尝试画出细菌种群增长的曲线。
 
教师进行点评,简单介绍数学方程式和曲线图。
学生观看并思考,回答:细菌通过分裂繁殖
 
学生观看PPT
 
 
 
学生行分组讨论,并由小组代表在黑板上展示,同时作出简要说明。
Nn=2n
 
 
 
 
 
学生利用数学知识进行推理计算。
 
 
 
绘图,并从中
认识细菌种群数量增长的数学规律。
 
 
 
 
 
 
种群增长的“J”型曲线
 
那么在自然条件下能否找到类似于细菌种群增长的例子呢?
 
播放PPT
澳大利亚野兔
美国环颈雉(课本图4--5)
 
PPT展示探究内容二:
在食物和空间条件充裕、气候适宜没有敌害等条件下,种群数量以一定倍数增长,第二年的数量是第一年的λ倍。如果种群的起始数量是No,试写出t年后种群数量的增长公式。
 
教师进行点评。
 
 
学生观看并判断其增长曲线是否符合细菌种群增长曲线。
 
 
学生讨论,并汇报成果。
Nt=Noλt
 
 
 
质疑上一环节中得到的细菌种群增长数学模型
 
 
学生自己建构种群增长的“J”型曲线。培养学生自己获得新知的能力。
 
 
 
 
建构种群增长模型的方法
教师讲解,学生倾听。
实际上,我们刚才用数学方程式和曲线图表示细菌种群数量的变化,并通过对澳大利亚野兔和美国环颈雉的研究来检验与修正已经构建的数学模型进行。这个过程就是建构种群增长模型的过程。建构数学模型对于我们总结规律,认识事物本质有着非常重要的作用,
很多伟大的科学家都是建构数学模型的大师,比如咱们之前了解到的孟德尔、沃森和克里克、桑格和尼克森等科学家,都进行过模型的建构,今天大家也亲自进行了模型的建构,学习能力已经有了很大的提高。
 
带领学生小结J型曲线,以及条件。
 
 
 
 
让学生认识数学模型构建的基本过程,熟悉并掌握这种技能。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
种群增长的“S”型曲线
 
向学生介绍中国人口和世界人口数量的变化,同时PPT展示探究内容三:
地球的人口能否一直按“J” 型曲线发展下去?做出你的判断,并谈一谈你的理由。
 
教师点评并引出种群增长的“S”型曲线,展示高斯实验,呈现数据,给出曲线,进一步证明前面的判断。
 
PPT展示一系列问题:
如何理解K值,S型曲线不同于J型曲线出现K值的原因是什么?
2、K值的定义是什么?哪些因素可以影响到K值的大小?
 
 
 
学生讨论后,由学生代表发言汇报。
 不能
 
 
 
 
 
 
 
 
学生阅读课本内容并讨论,由学生代表发言汇报。
环境阻力
环境容纳量
 
以人口不能无限增长为切入点,引导学生从理想条件走向有限条件种群数量的变化。
 
 
通过应用进一步加强学生对环境容纳量概念的理解。
 
 
 
 
种群数量的波动和下降
种群数量达到K值后,一定在K
值左右保持稳定吗?
 
 
PPT展示蝗虫,鲸鱼实例,
教师解说。
 
 
倾听学生汇报,点评
 
 
学生阅读课本,分析蝗虫数量波动,鲸鱼种群数量下降的原因,由学生代表汇报讨论成果
 
气候、食物、天敌、
传染病、人为因素。
 
 
让学生认识到影响种群数量变化的因素很多,而且人类活动
对自然界种
群的影响越
来越明显。
 
研究种群数量变化的意义
PPT展示问题:
1、对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施?
2、对家鼠等有害动物的控制,应当采取什么措施?
3、如何捕捞又不影响渔业的发展?
学生讨论并回答
建立自然保护区
地面硬化,储藏粮食,养猫,投放鼠药,机械捕鼠
 
捕获至K/2
达成共识
加强学生的环境保护意识和合理利用资源意识。
课堂小节
教师用PPT展示种群数量增长模型的构建方法和“J”型和“S”型曲线的区别,解释种群数量变化的多种形式及原因。
学生观看听并认真听讲。
巩固课堂内容。
 
八、板书设计
种群数量的变化
 
一、细菌种群数量的增长
二、种群增长的“J”型曲线
      Nt=N0×λt 理想条件
三、模型建构种群增长模型的方法
    观察对象 →  提出假设  →  数学表达  → 检验修正
四、种群增长的“S”型曲线:
     K值(环境容纳量)有限条件
五、研究种群数量变化的意义

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