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1、
第四章第二節(jié)種群數(shù)量的變化
教學(xué)目標(biāo)
知識與技能
（1）說明建構(gòu)種群增長模型的方法。
（2）了解種群數(shù)量變化的兩種增長模型
（3）會用數(shù)學(xué)模型解釋種群數(shù)量的變化。
（4）掌握種群S型增長曲線的應(yīng)用
過程與方法
（1）通過對實驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，學(xué)習(xí)建立數(shù)學(xué)模型的方法，提高從內(nèi)因和外因相互作用的角度分析事物發(fā)展變化的能力。
（2）通過對數(shù)學(xué)模型的分析運用，掌握種群增長曲線的應(yīng)用，理解生命活動的本質(zhì)，提高對生命系統(tǒng)與環(huán)境關(guān)系的認(rèn)識。
情感態(tài)度與價值觀
（1）體會生命科學(xué)的研究對象是一個具有“開放性”和“涌現(xiàn)性”的復(fù)雜系統(tǒng)，它需要借助于包括數(shù)學(xué)
2、等眾多工具學(xué)科來進行研究。 學(xué)科間的相互融合滲透有助于學(xué)科的研究和發(fā)展。
（2）了解系統(tǒng)分析的思想和方法，逐步形成整體性思維的習(xí)慣，樹立人與自然和諧發(fā)展的觀念，為形成生態(tài)意識和環(huán)境保護意識奠定基礎(chǔ)。
教學(xué)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。
教學(xué)難點
建構(gòu)種群增長的數(shù)學(xué)模型。
教學(xué)策略：
本節(jié)為第四章種群和群落中第二節(jié)的內(nèi)容?？梢苑譃槿糠郑旱谝徊糠质墙?gòu)種群增長模型的方法；第二部分是種群數(shù)量的變化情況，包括種群增長的“J”型曲線、種群增長的“S”型曲線、種群數(shù)量的波動和下降；第三部分是“探究”──“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”。建立數(shù)學(xué)模
3、型的方法是該教材穩(wěn)態(tài)與環(huán)境模塊科學(xué)方法教育的側(cè)重點。本節(jié)內(nèi)容用2課時教授，授課者根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，先對課時內(nèi)容進行調(diào)整，將探究實驗放在第1課時，并將實驗結(jié)果用于第2課時，故此教學(xué)設(shè)計為本章節(jié)的第2課時，并由此確定本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)。
本節(jié)課授課對象為中學(xué)生，總體思維較為活躍，通過教師的引導(dǎo)可以對話題進行深入探究和討論。加強與生活實際的結(jié)合，應(yīng)該能夠引起共鳴。探究實驗“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”，所需時間較長，學(xué)生沒有相關(guān)實驗經(jīng)歷，同時酵母菌種群數(shù)量的變化很容易受到外界環(huán)境的影響，使得數(shù)據(jù)采集可能會存在較大誤差。在實驗前對學(xué)生進行了適當(dāng)培訓(xùn)如酵母菌的培養(yǎng)、顯微計數(shù)等。實驗采集的數(shù)據(jù)有效，具
4、有統(tǒng)計分析意義。
對于高中生而言，由于數(shù)學(xué)知識還不夠健全，所以建立數(shù)學(xué)模型，以及運用數(shù)學(xué)模型進行實例分析有較大難度。教師可以根據(jù)學(xué)生已有的函數(shù)知識，通過分析問題→探究數(shù)學(xué)規(guī)律→解決實際問題→建構(gòu)數(shù)學(xué)模型的方法，讓學(xué)生體驗由具體到抽象的思維轉(zhuǎn)化過程。由此確定教學(xué)重點和難點。
整體教學(xué)思路是：
從實際問題引入，教師以“問題探討”引入，由于學(xué)生已有相關(guān)的數(shù)學(xué)知識，不難回答問題。教師應(yīng)啟發(fā)學(xué)生思考：得出的數(shù)學(xué)公式有何生物學(xué)意義（說明細(xì)菌數(shù)量增長具有哪些性質(zhì)）？
嘗試建構(gòu)種群增長的數(shù)學(xué)模型；進一步讓學(xué)生討論：細(xì)菌的數(shù)量增長模型是怎樣建構(gòu)的？數(shù)學(xué)模型的表現(xiàn)形式有哪些？由此，總結(jié)出建構(gòu)種群
5、增長模型的方法。
接著通過運用模型分析，理解種群數(shù)量的變化；聯(lián)系實例說明種群增長的兩種數(shù)學(xué)模型。結(jié)合細(xì)菌的數(shù)量增長模型，得出種群數(shù)量增長的“J型”數(shù)學(xué)模型；結(jié)合實例討論“K”值。
最后通過對生活實例的分析，幫助學(xué)生理解生命活動的本質(zhì)，了解系統(tǒng)分析的思想和方法，提高對生命系統(tǒng)與環(huán)境關(guān)系的認(rèn)識。討論數(shù)學(xué)模型的生物學(xué)意義（說明“J型”和“S型”增長的生物學(xué)意義），列舉實例。
在教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生對問題作深入的思考，啟發(fā)學(xué)生從現(xiàn)象揭示出本質(zhì)和規(guī)律，使學(xué)生認(rèn)同運用恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型能夠較好地表達某些生物學(xué)規(guī)律。一定要避免從數(shù)學(xué)到數(shù)學(xué)，為計算而計算的教學(xué)。
導(dǎo)入設(shè)計一
教師展示前一節(jié)課留的作業(yè)，
6、酵母菌繁殖數(shù)量變化表格。
教師：到了這樣的結(jié)果，雖然不能解釋其中的原因，卻為我們提出了一個很好的問題。酵母菌種群為什么會出現(xiàn)這樣的變化呢？
這就是我們今天這節(jié)課要來學(xué)習(xí)的問題。
教師：酵母菌放在營養(yǎng)和生存空間沒有限制的情況下進行培養(yǎng)，隨著時間的推移，得到如下數(shù)據(jù)。請仔細(xì)觀察數(shù)據(jù)，你能得出怎樣的結(jié)論？
時間（min）
細(xì)菌數(shù)量（個）
20
2
40
4
60
8
80
16
100
32
120
64
140
128
160
256
180
512
學(xué)生：數(shù)量呈現(xiàn)2的指數(shù)增長。
教師：了酵母菌種群數(shù)量的變化趨勢，咱們是不是也可以試著為這群起始數(shù)量
7、為1的大腸桿菌種群來繪制一幅坐標(biāo)圖呢？
（注意，你需要使用表格中所有的數(shù)據(jù)。）
導(dǎo)入設(shè)計二
導(dǎo)入：有一位漁民經(jīng)常被這樣的問題所捆擾:不捕撈或者捕撈很少,魚類資源得不到充分利用,捕撈過多,又會造成魚類資源的枯竭,那應(yīng)當(dāng)捕撈多少才合適呢?什么時候捕撈才是最好的呢?
播放細(xì)菌分裂的錄像或演示細(xì)菌分裂的計算機模擬動畫。
提示：在自然界中細(xì)菌無處不在，有些細(xì)菌的大量繁殖會導(dǎo)致疾病。假如現(xiàn)有一種細(xì)菌，在適宜的溫度、濕度等環(huán)境下，每20 min左右通過分裂繁殖一代。
引導(dǎo)學(xué)生思考：
1.n代細(xì)菌數(shù)量的計算公式？
2.72 h后，由一個細(xì)菌分裂產(chǎn)生的后代數(shù)量是多少？
3.在一個培養(yǎng)基中，細(xì)菌的數(shù)量會一直按照這個公式增長嗎？如何驗證你的觀點？提出問題，組織討論：
1.對細(xì)菌種群數(shù)量增長而言，在什么情況下2n公式成立？
2.這個公式揭示了細(xì)菌種群數(shù)量增長的什么規(guī)律？
3.在學(xué)過的生物學(xué)內(nèi)容中，還有哪些生物學(xué)問題可以用數(shù)學(xué)語言來表示。
提示：數(shù)學(xué)工具在生物學(xué)研究中的作用越來越突出。
希望對大家有所幫助，多謝您的瀏覽！
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