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2018-2019年高中生物上學(xué)期《種群數(shù)量的變化》教學(xué)設(shè)計 課題名稱 4.2種群數(shù)量的變化 科目 生物 年級 適用班級 所有班級 必修III 4 單元（章） 2 課（節(jié)） 教學(xué)時間 2課時 一、教學(xué)目標 【知識與能力目標】 1、通過探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化，嘗試建構(gòu)種群增長的數(shù)學(xué)模型； 2、合理運用學(xué)案設(shè)置的問題情境，層層推進，區(qū)分種群增長的“J”型和“S”曲線，能說明兩種曲線發(fā)生的條件； 3、理解環(huán)境容納量的概念。 【過程與方法目標】 1、在合作學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)習(xí)建構(gòu)種群增長模型的方法； 2、用數(shù)學(xué)模型解釋種群數(shù)量變化及其影響因素。 【情感態(tài)度價值觀目標】 1、關(guān)注人類活動對種群數(shù)量變化的影響； 2、理解生物種群的數(shù)量變化特點在生產(chǎn)生活中的運用，維護生態(tài)平衡，形成人與自然和諧相處的。 二、教學(xué)重難點 重點 嘗試建構(gòu)種群增長的數(shù)學(xué)模型，并據(jù)此解釋種群數(shù)量的變化。 難點 建構(gòu)種群增長的數(shù)學(xué)模型。 三、教學(xué)過程 預(yù)設(shè)環(huán)節(jié)名稱 學(xué)習(xí)內(nèi)容 教師活動形式 學(xué)生活動方式 教學(xué)設(shè)計意圖 教師反思 環(huán)節(jié)1激趣導(dǎo)學(xué) 通過PPT投影：1901年，水葫蘆被引入中國，現(xiàn)在被稱為世界百大外來入侵種之一。許多河道和湖泊被水葫蘆覆蓋水面，導(dǎo)致大量水生生物死亡。 提問：它為什么能生長的如此迅猛？引入激發(fā)學(xué)生積極討論，老師趁機導(dǎo)入本課的課題：種群數(shù)量的變化 引入激發(fā)學(xué)生積極討論 “興趣是最好的老師”。學(xué)習(xí)興趣是學(xué)習(xí)動機中的重要成分，是學(xué)習(xí)動機中最現(xiàn)實，最活躍的因素。是推動學(xué)生產(chǎn)生尋求知識，從事學(xué)習(xí)活動的強大心理動因。 環(huán)節(jié)2問題探討 【問題探討】在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下，某種細菌每20min就通過分裂繁殖一代，回答一下問題： 【提問】公式模型與曲線模型相比，各自的優(yōu)缺點是什么? 優(yōu)點：能更直觀地反映出種群數(shù)量的增長趨勢。 局限性：曲線圖表示的數(shù)學(xué)模型不夠精確！ 教師解釋 1、填寫下表：計算一個細菌在不同時間（單位為min）產(chǎn)生后代的數(shù)量 （學(xué)生獨立操作完成圖表,相互交流結(jié)果。） 2．n代細菌數(shù)量Nn的計算公式是： Nn＝12n 3．72小時后，由一個細菌分裂產(chǎn)生的細菌數(shù)量是多少？ n＝ 60min x72h／20min＝216，Nn＝12n ＝2216 4、以時間為橫坐標，細菌數(shù)量為縱坐標，畫出細菌的數(shù)量增長曲線。 學(xué)生思考、交流答案。 直觀演示，幫助學(xué)生形成概念。 創(chuàng)設(shè)問題情景激發(fā)探求欲望。 分工合作，自主探究，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實驗的技能和實事求是的科學(xué)態(tài)度。 訓(xùn)練歸納、表達能力。 環(huán)節(jié)3建構(gòu)種群增長模型的方法 PPT投影：建立數(shù)學(xué)模型的方法和步驟 師 曲線表示理想環(huán)境下的細菌的增長，自然界中有此類型嗎？ 師 很好，澳大利亞本來并沒有兔子。 1859年，24只歐洲野兔從英國被帶到了澳大利亞。這些野兔發(fā)現(xiàn)自己來到了天堂。因為這里有茂盛的牧草，卻沒有鷹等天敵。這里的土壤疏松,打洞做窩非常方便。于是，兔子開始了幾乎不受任何限制的大量繁殖。不到100年，兔子的數(shù)量達到6 億只以上,遍布整個大陸。 還有同學(xué)們看到的圖中瘋長的水葫蘆，都是理想環(huán)境下發(fā)生的。這種增長模式就是“J”型增長。 生 有，澳大利亞的野兔，某海島上環(huán)頸雉的種群數(shù)量變化。 環(huán)節(jié)4種群增長的“J”型曲線 種群增長的“J”型曲線 學(xué)生展示答案后互評教師小結(jié)，自然界確有類似細菌在理想條件下種群數(shù)量增長的形式，理想狀態(tài)——食物充足，空間不限，氣候適宜，沒有敵害等；種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增長，第二年是第一年的λ倍，可用數(shù)學(xué)公式Nt=N0 λt來表示。 師 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？為什么？ 生 自然條件（現(xiàn)實狀態(tài)），食物等資源和空間總是有限的。 師 通過什么實例證明？ 生 高斯實驗 學(xué)生根據(jù)上述資料合作探究以下問題： 1.“J”型增長的原因有哪些? 2.如果用N0表示種群的起始數(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年后種群的數(shù)量，那么。Nt為多少? 環(huán)節(jié)5種群增長的“S”型曲線 種群增長的“S”型曲線 思考： 1、曲線形狀象什么？其種群達到基本穩(wěn)定的數(shù)量值稱為什么？ （“S”型） 2、大草履蟲數(shù)量增長過程如何？ ①產(chǎn)生條件：存在環(huán)境阻力 自然條件(現(xiàn)實狀態(tài))——食物等資源和空間總是有限的，當種群密度增大時，種內(nèi)斗爭不斷加劇，天敵數(shù)量不斷增加，導(dǎo)致該種群的出生率降低，死亡率增高。 ②增長特點：種群數(shù)量達到環(huán)境所允許的最大值（K值），將停止增長并在K值左右保持相對穩(wěn)定。 對比“J”和“S”的比較。 種群增長曲線的生產(chǎn)生活中的應(yīng)用： ①有害動物的防治，應(yīng)通過降低其環(huán)境容納量（K值） ②受保護動物的拯救和恢復(fù)，應(yīng)通過改善其棲息環(huán)境，提高K值。 ③生產(chǎn)上的捕獲期應(yīng)確定在種群數(shù)量為K/2時最好；而殺蟲效果最好的時期在潛伏期。 先觀察再對比比分析，使學(xué)生的認知由感性上升到理性。 環(huán)節(jié)6種群數(shù)量的波動和下降 大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動之中的，在不利條件之下，還會急劇下降，甚至滅亡。 影響種群數(shù)量變化的因素： 種群的數(shù)量是由出生率和死亡率、遷入率和遷出率決定的，因此，凡是影響上述種群特征的因素，都會引起種群數(shù)量的變化 四、教學(xué)反思 將復(fù)雜的過程通過動態(tài)漸變的方式呈現(xiàn)，使學(xué)生的認知更為清晰。通過分析討論，加深對知識的理解，拓展學(xué)生的思維。分工合作，自主探究，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實驗的技能和實事求是的科學(xué)態(tài)度。直觀演示，幫助學(xué)生形成概念。創(chuàng)設(shè)問題情景激發(fā)探求欲望。