高中生物《種群的增長方式》教學(xué)設(shè)計

1、2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作趨家原創(chuàng) 1/6 高中生物種群的增長方式教學(xué)設(shè)計 在課程標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了“嘗試建立數(shù)學(xué)模型解 釋種群的數(shù)雖變動”。該條內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)有兩層涵義：其一，“嘗 試建立數(shù)學(xué)模型”屬模仿性技能目標(biāo)，旨在通過原形示范和具體指導(dǎo)，學(xué)生能完成建立數(shù)學(xué)模型；其二，“解釋種群的數(shù)雖變動”屬理解水平的知識目標(biāo)，旨在把握數(shù)學(xué)模型與種群的數(shù)雖變動之間的內(nèi)在邏輯聯(lián)系。 由此，本節(jié)教學(xué)目標(biāo)確定為三條。 高中學(xué)生對數(shù)學(xué)模型的概念并不陌生，在學(xué)習(xí)生物學(xué)其 他內(nèi)容時，學(xué)生已對運用數(shù)學(xué)解決生物學(xué)中的問題有了一定的認(rèn)識，例如，對遺傳規(guī)律的認(rèn)識。因此，本節(jié)是在學(xué)生已有知識的基礎(chǔ)上，重新

2、建構(gòu)新的知識建構(gòu)揭示生物學(xué)規(guī)律的數(shù)學(xué)模型。 本節(jié)的引入有兩種思路：一是按照教材的編排順序進(jìn)行，即以“問題探討”引入，然后逐步展開教學(xué)，將本節(jié)的探究活動作為驗證性實驗活動；二是將本節(jié)的探究活動作為研究性學(xué)習(xí)內(nèi)容，事先布置，讓學(xué)生在課外完成。從學(xué)生在活動中產(chǎn)生的問題或體驗引入，結(jié)合教材中的“問題探討”和“建構(gòu)種群增長模型的方法”，討論相關(guān)內(nèi)容，展開教學(xué)。 現(xiàn)以第一種思路為例說明，本節(jié)共 2 2 課時。 第一課時的教學(xué)應(yīng)當(dāng)遵循具體 7 抽象 7 再具體 7 再抽象循環(huán)上升的軌跡。 2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作趨家原創(chuàng) 2/6 1.1. 具體。教師以“問題探討”弓I I入，由于學(xué)生

3、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？ 2.2. 抽象。進(jìn)一步讓學(xué)生討論：細(xì)菌的數(shù)雖增長模型是怎 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) 種群增長模型的方法。 3.3. 再具體。聯(lián)系實例說明種群增長的兩種數(shù)學(xué)模型。 4.4. 再抽象。結(jié)合細(xì)菌的數(shù)雖增長模型，得出種群數(shù)雖增長的“J J 型”數(shù)學(xué)模型；結(jié)合實例討論“K”K”值。 5.5. 進(jìn)一步回到具體。討論數(shù)學(xué)模型的生物學(xué)意義，列舉實例。 6.6. 進(jìn)一步抽象?？偨Y(jié)用數(shù)學(xué)模型揭示生物學(xué)現(xiàn)象與規(guī)律的意義。 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

4、認(rèn)同運用恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué) 模型能夠較好地表達(dá)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)。 第二課時為探究活動：培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)雖的變化。 由于該探究活動需要較長的時間，因此，活動的管理是 教學(xué)的難點。教師要在制定計劃、同伴的合作、記錄實驗數(shù)據(jù)等方面給予必要的提示。 2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作趨家原創(chuàng) 3/6 學(xué)生活動教師的組織和引導(dǎo)教學(xué)意圖 學(xué)生基于已有的數(shù)學(xué)知識進(jìn)行演算。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)菌的大雖繁殖會導(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20min20min 左

5、右通過分裂繁殖一代。 1.1. 細(xì)菌的生殖方式是怎樣的？ h h 后，由一個細(xì)菌分裂產(chǎn)生的后代數(shù)雖是多少？ 代細(xì)菌數(shù)雖是多少？通過創(chuàng)設(shè)具體的情境，讓學(xué)生感 受活生生的生命現(xiàn)象。 認(rèn)識細(xì)菌種群數(shù)雖增長的數(shù)學(xué)規(guī)律。 學(xué)生討論，充分陳述自己的觀點。提出問題，組織討 論： 1.1. 對細(xì)菌種群數(shù)雖增長而言，在什么情況下 2n2n 公式成立？ 2.2. 這個公式揭示了細(xì)菌種群數(shù)雖增長的什么規(guī)律？ 3.3. 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。用 數(shù)學(xué)語言揭示生物學(xué)問題時，要充分考慮到生物學(xué)自身的特 點 2016全新精品資料-全新公

6、文范文-全程指導(dǎo)寫作趨家原創(chuàng) 4/6 認(rèn)識到在生物學(xué)中有許多現(xiàn)象和規(guī)律可以用數(shù)學(xué)語言 來表示。 學(xué)生獨立操作完成圖表，相互交流結(jié)果。請學(xué)生算出一個細(xì)菌產(chǎn)生的后代在不同時間的數(shù)雖，并填寫教材中的表格，然后畫出細(xì)菌的種群數(shù)雖增長曲線。 提示：這是在理想條件下對細(xì)菌種群數(shù)雖的推測。 引導(dǎo)學(xué)生討論，同數(shù)學(xué)公式相比，曲線圖表示的模型有什么局限性？認(rèn)識種群數(shù)雖增長模型的另一種表現(xiàn)形式。 小結(jié)：在描述、解釋和預(yù)測種群數(shù)雖的變化時，常常需 要建立數(shù)學(xué)模型。數(shù)學(xué)模型的表現(xiàn)形式可以為公式、圖表等。 學(xué)生討論建立“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)雖的數(shù)學(xué)模型”的方案：程序和方法。提出問題，組織討論：如何建立“培 養(yǎng)液中酵母菌種

7、群數(shù)雖的數(shù)學(xué)模型”，我們應(yīng)該怎么做？結(jié) 合本節(jié)的探究實驗，認(rèn)識建立種群增長模型的程序和方法。 1.1. 野兔種群增長的原因有哪些？ 2.2. 怎樣用數(shù)學(xué)語言來描述野兔種群增長的規(guī)律？ 3.3. 如果用 N0N0 表示野兔種群的起始數(shù)雖，用入表示野兔 種群數(shù)雖每年的增長倍數(shù)，用 NtNt 表示 t t 年后野兔種群的數(shù) 雖，那么，NtNt 為多少？ 4.4. 根據(jù)上述素材，估算 18691869 年時，野兔種群數(shù)雖為多少？ 5.5. 列舉在自然界中還有哪些與素材中野兔種群數(shù)雖增 2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作趨家原創(chuàng) 5/6 長相類似的情況。提出問題，組織討論：以上討論的是在

8、實驗條件下種群的數(shù) H H 變化，在自然界中種群的數(shù) H H 變化情況如何？ 提供素材：光明日報消息 澳大利亞野兔成災(zāi)。估計在這片國土上生長著 6 6 億只野兔，它們與牛半爭牧草，啃樹皮，造成大批樹木死亡，破壞植被導(dǎo)致水土流失，專家計算，這些野兔每年至少造成 1 1 億 美元的財產(chǎn)損失。兔群繁殖之快，數(shù)雖之多足以對澳洲的生態(tài)平衡產(chǎn)生威脅。 澳洲本來沒有兔子，18591859 年，一個叫托馬斯奧斯汀的英國人來澳定居，帶來了 2424 只野兔，放養(yǎng)在他的莊園里，供他打獵取樂。奧斯汀絕對沒有想到，一個世紀(jì)之后，這2424只野兔的后代達(dá)到6 6億只之多。通過具體實例，加深對數(shù)學(xué)模型的理解，并用數(shù)學(xué)語言

9、解釋種群數(shù)雖增長的規(guī)律。 明確“J”J”型種群增長的原因。 小結(jié)：自然界確有類似細(xì)菌在理想條件下種群數(shù)雖增長的形式。該種群數(shù)雖增長的數(shù)學(xué)模型可表示為“J”J”型曲線， 或數(shù)學(xué)公式： Nt=NONt=NO 入 t t 學(xué)生思考：有哪些因素制約著種群數(shù)雖的增長？ 學(xué)生討論。如果自然界的生物種群都是以“J”J”型方式增長，2016全新精品資料-全新公文范文-全程指導(dǎo)寫作趨家原創(chuàng) 6/6 地球早就無法承受了。 呈現(xiàn)高斯實驗。 1.1. 你認(rèn)為高斯得出種群經(jīng)過一定時間的增長后，呈“S”S”型曲線的原因是什么？ 2.2. 在高斯實驗的基礎(chǔ)上，如果要進(jìn)一步搞清是空間的限制，還是資源的限制，該如何進(jìn)行實驗設(shè)計？ 3.3. 如何理解 K K 值的前提條件“在環(huán)境條件不受破壞的情 況下”？請舉例說明。從資源和空間上思考種群增長問題。 用生物學(xué)語言解釋“S”S”型曲線。 培養(yǎng)實驗設(shè)計能力。 學(xué)生討論教材中“思考與討論”素材。小結(jié)：經(jīng)過一 定時間，在各種因素的作用下，種群數(shù)雖增長會趨于穩(wěn)定，呈“S”“S”型曲線。在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的種群最大數(shù)雖稱為“環(huán)境容納雖K K 值”。理解 K K 值，并解釋和說明實際問題。 學(xué)生討論教材中東亞飛蝗種群數(shù)雖的波動。討論影響種 群