2019-2020年高中生物 第二節(jié) 種群的增長方式教學設計（四）課件 浙教版必修3.doc

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2019-2020年高中生物 第二節(jié) 種群的增長方式教學設計（四）課件 浙教版必修3 一、教學理念 科學是一個探究的過程，學生在生物學課程中的學習方式也應該體現(xiàn)自然科學的這一特點。探究性學習指學生通過類似于科學家科學探究活動的方式獲取科學知識，并在這個過程中學會科學的方法和技能、科學的思維方式，形成科學觀點和科學精神。本節(jié)教學設計打破以往學生一貫接受結論性知識，而對于獲取知識的過程和方法知之甚少的情況，注重知識的形成過程，強調(diào)科學結論出現(xiàn)在探究試驗之后，讓學生通過觀察、質(zhì)疑、表達和交流等探究式活動，培養(yǎng)學生的科學素質(zhì)，促進學生的全面發(fā)展。 二、學習任務分析 本節(jié)的教學內(nèi)容是《生物(必修)穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》（浙江科學技術出版社）第4章第2節(jié)內(nèi)容（1課時復習課）。種群是生態(tài)學研究的一個重要層次，也是生態(tài)學的重要概念之一，同時也是學習群落和生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)容的基礎。本節(jié)教材是在對種群有了初步了解之后，介紹種群數(shù)量的增長方式。本節(jié)教材有助于學生認識生物與環(huán)境之間的相互關系，了解數(shù)學方法在生態(tài)學中的應用并領悟系統(tǒng)分析的思想和方法；此外，還有助于強化學生的生態(tài)意識和環(huán)保意識。《生物課程標準》對本節(jié)課的基本要求是：嘗試建立數(shù)學模型解釋種群的數(shù)量變動?；顒咏ㄗh：探究培養(yǎng)液中酵母種群數(shù)量動態(tài)變化。根據(jù)此要求浙江省教學指導意見提出基本要求： 1.活動：探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化。能概述數(shù)學建模的一般過程，能利用實驗結果建立酵母菌種群數(shù)量變化的生物數(shù)學模型，并據(jù)此解釋種群數(shù)量的變化。2.實驗設計：不同溫度對酵母種群增長的影響。能根據(jù)實驗目的和已知條件，制定可行的研究計劃和設計可行的實驗方案。3.區(qū)別種群的指數(shù)增長和邏輯斯諦增長兩種方式，讀懂隱含在“J”形曲線和“S”形曲線中的信息。4.舉例說出環(huán)境容納量的概念。由于活動探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化學生已很好掌握，所以本節(jié)課以更復雜的鼠為例來構建數(shù)學模型，然后通過培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化來檢驗和修正模型。 三、學習者分析及學法設計 高三學生已經(jīng)具有一定的生物知識基礎、一定的觀察思維能力、邏輯推理能力及對實驗現(xiàn)象的分析能力，但對知識的聯(lián)系整合及拓展運用有待進一步提高和培養(yǎng)。因此，在教學過程中，教師除了注重啟發(fā)引導學生進行自主探究，通過精心設置疑問，激發(fā)學生進行探究和學習的興趣，培養(yǎng)學生的分析和理解能力，還注重學生對知識整體的理解和構建知識的網(wǎng)絡結構，以及對知識的拓展提升。通過高二的學習，學生對種群及其特征已有了初步了解，由生活經(jīng)驗也熟悉環(huán)境中部分生態(tài)因素對生物的影響，這些都為探究種群數(shù)量變化的原因提供了基礎。學生已對運用數(shù)學解決生物學中的問題有了一定的認識，教學過程要引導學生對實驗獲取的數(shù)據(jù)進行分析并運用數(shù)學方法解決問題，建構揭示生物學規(guī)律的數(shù)學模型。 根據(jù)建構主義學習理論，學習是學生自己進行知識建構的過程。因此在學法指導上采用提供觀察、思考的機會，充分調(diào)動學生已有的知識經(jīng)驗，并讓學生用自己的語言進行歸納，從而對原有知識加深理解。本節(jié)內(nèi)容的理論性較強，因此教材安排通過我們熟悉的田鼠種群數(shù)量變化的例子進行探究，有了具體直觀的了解后再展開。教學內(nèi)容采取了力求通俗、多舉實例、聯(lián)系實際的處理方法，從而使這部分內(nèi)容更符合高中學生的認知水平。 四、教學目標 知識目標 1．描述種群數(shù)量的變化規(guī)律，說明其內(nèi)在原因； 2．闡明指數(shù)增長和邏輯斯諦增長的區(qū)別和聯(lián)系； 3．舉例說明環(huán)境容納量對種群增長的限制。 能力目標 1．嘗試建立數(shù)學模型解決生物學問題； 2．運用數(shù)學模型解釋種群數(shù)量的變化，分析生產(chǎn)生活中的實際問題。 情感態(tài)度與價值觀目標 1．體驗科學研究的方法和科學研究的艱辛；養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，形成自主、協(xié)作的精神，培養(yǎng)責任心； 2．關注人類活動對種群增長的影響，形成辨證的生態(tài)學觀點。 五、教學重點和難點 教學重點：種群的增長方式和環(huán)境容納量 教學難點：建構種群增長的數(shù)學模型并據(jù)此探究種群數(shù)量的變化。 六、教學方法和設計思路 根據(jù)教材特點、學習者的情況和教學目標，本節(jié)課所采取適合的教學策略和教學方法，目的是著力提高學生的科學素養(yǎng)，更突出培養(yǎng)學生形成“自主、合作、探究”的學習方式和創(chuàng)新思維。在教師的引導下，從知識的發(fā)生過程入手，重視把凝結在教材中的科學活動充分展開，重視概念的產(chǎn)生、知識的形成及思維獲得過程，著重引導學生自己去探索、觀察、思考、分析、歸納、總結，使學生在一系列教學活動中去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，培養(yǎng)學生的合作、探索精神，發(fā)展學生的思維能力。根據(jù)本節(jié)課的知識特點，設計以鼠為線索貫穿整節(jié)課。通過學生熟悉的生活材料鼠引入課題，激發(fā)學生學習的興趣；通過鼠災引入數(shù)學方法來構建指數(shù)增長的公式模型和曲線模型；通過分析問題→探究數(shù)學規(guī)律→解決實際問題→建構數(shù)學模型（公式、曲線）→模型檢驗修正，思考數(shù)學公式、曲線的生物學意義。通過一農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)鼠的數(shù)量變化引出邏輯斯諦增長曲線，理解環(huán)境容納量。最后還是通過對鼠的治理學習種群增長曲線對生產(chǎn)和生活中的應用。 七、教學過程設計 1．教學流程 創(chuàng)設情境、導入課題 （視頻：“湖南：洞庭湖區(qū)爆發(fā)鼠災”） 動手操作、體驗過程 （復習指數(shù)增長曲線，嘗試建構種群增長的數(shù)學模型） 合作探究、領悟知識 （復習邏輯斯諦增長曲線） 拓展應用、鞏固知識 （通過鼠、大熊貓、魚、人口等種群實例分析） 小結全課、鞏固練習 （課堂鞏固習題） 先行組織者 （通過討論生態(tài)系統(tǒng)中環(huán)境條件的改變激活學生原有知識。） 2．教學過程 教學內(nèi)容 教師的組織和引導 學生活動 教學意圖 創(chuàng)設情境、引入課題 【展示】展示洞庭湖的人鼠大戰(zhàn)的視頻。 【提問】1、東方田鼠為什么突然大量增長？ 【講述】xx年，湖南洞庭湖鼠災大爆發(fā)，原因是洞庭湖水位不斷上漲，東方田鼠原來棲息地被破壞，另洞庭湖地區(qū)的人民群眾有著的不良飲食習慣，那就是人們習慣吃蛇，大量地販運蛇，從而導致了老鼠天敵——蛇的數(shù)量大幅減少。 【提問】2、田鼠種群數(shù)量接下來如何變化？ 3、我們應該如何防治？ 【過渡】鼠到底如何防治才是最有效的，接下來我們一起復習種群的增長方式后再來回答。 【板書】第二節(jié) 種群的增長方式 觀看視頻，學生思考，進行小組討論。 通過學生生活中熟悉的鼠例子引入課題，激發(fā)學生學習的興趣；激活和檢測學生已有的知識貯備。 教學內(nèi)容 教師的組織和引導 學生活動 教學意圖 指數(shù)增長 【講述】經(jīng)研究田鼠的繁殖力很強，種群數(shù)量每天可增加2.3%。 【思考】理論上在洞庭湖區(qū)域，假設有100只田鼠，請問在接下來每過10天的數(shù)量將會是多少？并完成以下表格。 時間/d 10 20 30 40 50 田鼠數(shù)量/只 【講述】請大家根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，畫出田鼠的增長曲線。（以時間為橫坐標，細菌數(shù)量為縱坐標。）（注：表格中的具體數(shù)據(jù)已算出。） 【講述】請同學在黑板上寫出一年后的該田鼠種群的數(shù)量。并以N0為起始數(shù)量， t為時間，Nt表示t天后該種群的數(shù)量，λ為平均增長， 寫出t天后該種群的數(shù)量。 【提問】請同學分析本例子中的N0、l分別是指什么？ 【講述】根據(jù)數(shù)學公式，請同學到黑板上畫出種群數(shù)量和增長率的變化曲線圖。并請在坐標圖上標上相關內(nèi)容。 【提問】剛才我們是采用什么方法來解決生物學問題？這個數(shù)學模型是怎么建立出來？所采用的方法是建立數(shù)學模型，數(shù)學模型的表現(xiàn)形式可以為公式、圖表等。其基本步驟是：提出問題→作出假設→建構數(shù)學模型（公式、曲線）→模型檢驗修正（注：留到后面得出） 【提問】通過這個圖我們清楚的得到指數(shù)增長曲線圖（“J”形曲線），請同學思考種群要呈指數(shù)增長應具備什么條件和它的特點是什么？ 學生相互討論填寫表格，并根據(jù)表格數(shù)據(jù)寫出數(shù)學公式。 學生根據(jù)具體數(shù)據(jù)畫出曲線。 學生得出公式：指數(shù)函數(shù)（Nt=N0lt），并對N0、l作解釋。 學生在黑板上畫出曲線圖，并請同學評價。 建立數(shù)學模型 學生進行討論總結種群指數(shù)增長產(chǎn)生條件和增長特點。 使學生學會處理、分析數(shù)據(jù)的方法。 通過具體實例，加深對數(shù)學模型的理解，并用數(shù)學語言解釋種群數(shù)量增長的規(guī)律。明確“J”型種群增長的有因。 教學內(nèi)容 教師的組織和引導 學生活動 教學意圖 指數(shù)增長 【提問】我們剛才采用建交數(shù)學模型的方法解決洞庭湖的鼠大量增長的問題，請問這個模型是否正確？我們應如何檢驗修正？ 【講述】采用實驗來檢驗修正，高二時我們做過探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化。 學生分組討論，并進行小結。 通過回憶培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化這個實驗，培養(yǎng)學生科學思維能力和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。 邏輯斯諦增長 【過渡】這個“J” 增長能一直持續(xù)下去嗎？假設洞庭湖田鼠若繼續(xù)持續(xù)增長下去，會出現(xiàn) 什么問題？種群數(shù)量將怎么變化？ 【提問】請同學到黑板上畫出種群數(shù)量變化曲線圖。并請同學對此曲線圖進行評價和分析。 【過渡】此曲線呈“S”型，稱“S”型增長曲線，即邏輯斯諦增長曲線。 【提問】請同學觀察思考種群邏輯斯諦增長的產(chǎn)生原因和增長特點。 【提問】請同學根據(jù)種群邏輯斯諦增長的增長特點畫出其增長速率曲線。 【提問】K值是環(huán)境容納量，是指在長時期內(nèi)環(huán)境所能維持的種群最大數(shù)量。是種群在該環(huán)境中的穩(wěn)定平衡密度。請問其在自然界中，種群數(shù)量是否總能穩(wěn)定在K值？為什么？ 【過渡】根據(jù)我們復習的種群兩種增長方式，接下來我們可利用此模型解決很多的生物學問題？ 【展示】鼠是繁殖力很強的有害動物,考慮應當采取什么措施來控制田鼠的數(shù)量？這些措施實際上是在影響種群增長模型的什么參數(shù)? 【展示】請根據(jù)種群數(shù)量增長的相關知識，分析大熊貓 種群數(shù)量銳減的原因，對瀕危動物如大熊貓應 采取什么保護措施？ 【展示】如果你是漁場主，你怎么讓自己的漁場獲得最大的收益，實現(xiàn)漁場的可持續(xù)發(fā)展？ 【展示】我國自1393－1990年以來人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)如下，以上人口增長曲線符合哪種類型？ 按照此曲線發(fā)展下去將會出現(xiàn)什么狀況，鑒于我國人口的現(xiàn)狀應當采取什么措施？ 學生分組討論回答。 生活資源和空間有限、天敵增多 學生相互討論得到曲線。 學生總結種群邏輯斯諦增長的產(chǎn)生條件和增長特點。 學生相互討論回答。 學生對幾個常見類型的生物種群進行討論分析。 通過具體的實例引入“S”型曲線。 通過學生相互討論分析， 培養(yǎng)學生合作能力，學會從材料中獲取信息能力。 能應用數(shù)學模型解釋種群數(shù)量的變化，分析生產(chǎn)生活中的實際問題。 樹立可持續(xù)發(fā)展的觀念。 鞏固練習，強化新知 【展示】多媒體展示練習，評價學生的學習結果。 （1）編寫有吸引力的鞏固知識題 （2）編寫有思維力度的促進能力發(fā)展題 （3）編寫滲透情感又體現(xiàn)能力培養(yǎng)方面題 學生做練習 通過對學生練習結果的評價，了解學生對知識的掌握程度。 小結全課，交流評價 請同學對本節(jié)課進行總結，根據(jù)同學總結的情況作一定的補充，并強調(diào)本節(jié)課的重點內(nèi)容。 思考：通過本節(jié)課的學習你有什么收獲，并談談你的體會。 采用概念圖總結全課。 最后進行賞識性的評價。 對知識點進行總結，對本節(jié)內(nèi)容進行反思和相互交流評價。 通過小結和思考可以知道是否達到教學目標。進行賞識性的評價是對學生活動的總結和升華，促進學生知識、能力、情感態(tài)度價值觀得到良好的發(fā)展。 八 板書設計（略）