种群数量的变化教学设计.doc

种群数量的变化
教学目标
知识与技能
（1）说明建构种群增长模型的方法。
（2）了解种群数量变化的两种增长模型
（3）会用数学模型解释种群数量的变化。
（4）掌握种群S型增长曲线的应用
过程与方法[来源:学科网]
（1）通过对实验数据的统计分析，学习建立数学模型的方法，提高从内因和外因相互作用的角度分析事物发展变化的能力。
（2）通过对数学模型的分析运用，掌握种群增长曲线的应用，理解生命活动的本质，提高对生命系统与环境关系的认识。
情感态度与价值观
（1）体会生命科学的研究对象是一个具有“开放性”和“涌现性”的复杂系统，它需要借助于包括数学等众多工具学科来进行研究。学科间的相互融合渗透有助于学科的研究和发展。
（2）了解系统分析的思想和方法，逐步形成整体性思维的习惯，树立人与自然和谐发展的观念，为形成生态意识和环境保护意识奠定基础。
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。
教学策略：
本节为第四章种群和群落中第二节的内容。可以分为三部分：第一部分是建构种群增长模型的方法；第二部分是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；第三部分是“探究”──“培养液中酵母菌种群数量的变化”。建立数学模型的方法是该教材稳态与环境模块科学方法教育的侧重点。本节内容用2课时教授，授课者根据课程标准的要求，先对课时内容进行调整，将探究实验放在第1课时，并将实验结果用于第2课时，故此教学设计为本章节的第2课时，并由此确定本节课的教学目标。
本节课授课对象为中学生，总体思维较为活跃，通过教师的引导可以对话题进行深入探究和讨论。加强与生活实际的结合，应该能够引起共鸣。探究实验“培养液中酵母菌种群数量的变化”，所需时间较长，学生没有相关实验经历，同时酵母菌种群数量的变化很容易受到外界环境的影响，使得数据采集可能会存在较大误差。在实验前对学生进行了适当培训如酵母菌的培养、显微计数等。实验采集的数据有效，具有统计分析意义。
对于高中生而言，由于数学知识还不够健全，所以建立数学模型，以及运用数学模型进行实例分析有较大难度。教师可以根据学生已有的函数知识，通过分析问题→探究数学规律→解决实际问题→建构数学模型的方法，让学生体验由具体到抽象的思维转化过程。由此确定教学重点和难点。
整体教学思路是：
从实际问题引入，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）？
尝试建构种群增长的数学模型；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。
接着通过运用模型分析，理解种群数量的变化；联系实例说明种群增长的两种数学模型。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。
最后通过对生活实例的分析，帮助学生理解生命活动的本质，了解系统分析的思想和方法，提高对生命系统与环境关系的认识。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。
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。
导入设计一[来源:学&科&网Z&X&X&K]
教师展示前一节课留的作业，酵母菌繁殖数量变化表格。
教师：到了这样的结果，虽然不能解释其中的原因，却为我们提出了一个很好的问题。酵母菌种群为什么会出现这样的变化呢？
这就是我们今天这节课要来学习的问题。
教师：酵母菌放在营养和生存空间没有限制的情况下进行培养，随着时间的推移，得到如下数据。请仔细观察数据，你能得出怎样的结论？[来源:Zxxk.Com]
时间（min）细菌数量（个）20240460880161003212064140128160256180512学生：数量呈现2的指数增长。
教师：了酵母菌种群数量的变化趋势，咱们是不是也可以试着为这群起始数量为1的大肠杆菌种群来绘制一幅坐标图呢？
（注意，你需要使用表格中所有的数据。）
导入设计二
导入：有一位渔民经常被这样的问题所捆扰:不捕捞或者捕捞很少,鱼类资源得不到充分利用,捕捞过多,又会造成鱼类资源的枯竭,那应当捕捞多少才合适呢?什么时候捕捞才是最好的呢?
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20min左右通过分裂繁殖一代。
引导学生思考：
1.n代细菌数量的计算公式？
2.72h后，由一个细菌分裂产生的后代数量