人教版 (2019)选择性必修2第2节 种群数量的变化教学设计

课程基本信息

授课教师

学科

生物

年级

高二

学校

教学目标

知识能力目标：

1、说明建构种群增长模型的方法。

2、阐述种群数量增长的种类和特点。

3、通过讨论细菌种群数量的变化，尝试建构种群数量增长的数学模型。

4、尝试建立数学模型解释种群数量的变动。

核心素养目标：

1、S型增长揭示了种群数量在有限条件下通过种内调节维持相对稳定的机制，体现了稳态与平衡观。                                  ——（生命观念）

2、用数学模型来表征、解释和预测种群的数量变化，进行因果分析。  

——（科学思维）

3、通过学生设计实验方案找到高斯实验中限制大草履虫数量的主要影响因素。                                              ——（科学探究）

4、通过环境保护和合理利用资源，提升学生承担社会责任的意识。

                                                    ——（社会责任）

情感态度价值观目标：

1.提倡健康生活，承担社会责任。

2.关注人类活动对种群数量变化的影响。

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及探究实验活动的方案设计

教学模式

观察法、讨论法、探究法

情境导入—问题探讨—模型建构—曲线分析—实验设计—知识拓展—学以致用

教学工具

PPT

教学过程

教学环节

教学活动

学生活动

学科素养

情境导入

展示手上沾染细菌的图片，倡导七步洗手法，提倡健康生活远离病菌。

观看图片

健康生活

生活观念

社会责任

教学目标

学生要将课程标准铭记在心

生命观念

科学探究

科学思维

社会责任

教学环节

教学活动

学生活动

核心素养

问题探讨

视频播放——细菌分裂动画

提出问题：细菌是如何繁殖的？

探究活动一：

1．1个细菌，如果在营养和生存空间没有限制的情况下，以每20分钟繁殖一代计算，72小时后细菌的数量为多少？

2.如果我们用N表示细菌数量，n表示细菌繁殖的代数，请尝试写出细菌种群增长的公式。 

3.以时间为横轴，细菌数量为纵轴，尝试画出细菌种群增长的曲线。

学生观看并思考，回答：细菌通过分裂繁殖

学生分组讨论，并由小组代表在黑板上展示，同时作出简要说明

Nn=2n

科学探究

归纳概括

模型建构

模型建构

教师：对上述曲线进行点评,总结建构数学模型的研究方法。

提出问题—合理假设—数学表达—检验修正

学生认识数学模型构建的基本过程，熟悉并掌握这种技能。

模型建构

曲线分析

（一）种群增长的“J”型曲线

展示环颈雉的种群数量曲线与细菌增殖曲线图，由学生分析曲线不完全一致的原因，总结满足“J”型曲线的条件。 

探究活动二:

在食物和空间条件充裕、气候适宜没有敌害等条件下，种群数量以一定倍数增长，第二年的数量是第一年的λ倍。如果种群的起始数量是No，试写出t年后种群数量的增长公式。

学生判断其增长曲线是否符合细菌种群的增长曲线。

学生讨论，并汇报成果。

Nt=Noλt

科学思维

归纳概括

科学探讨

（二）种群增长的“S”型曲线

探究活动三：

1、细菌的生长能否一直按“J” 型曲线发展下去？做出你的判断，并谈一谈你的理由。

教师：点评并引出种群数量增长的“S”型曲线，展示高斯实验，呈现数据，给出曲线，进一步证明前面的判断。

学生讨论后，由学生代表发言汇报。

 不能

环境阻力

环境容纳量

教学环节

教学过程

学生活动

学科素养

实验设计

2. 分析“S”型曲线种群数量变化曲线与种群增长速率曲线的关系

探究活动四：

用达尔文的观点分析“J”、“S”曲线。“J”型曲线表明生物具有什么特性？图中阴影部分表示什么？

探究活动五：

高斯实验呈现“S”型曲线，请同学们设计一个实验，找到限制大草履虫数量的主要因素是什么？写出设计方案、预测及结论。

要求：

1.前后四人为一小组，分工合作。

2.一人书写记录方案，投影展示。

3.评出最佳活动小组（方案详尽，速度快组）

4. 遵循可行性原则和单一变量原则

理解种群增长速率与“S”型曲线的关系

学生分析阴影部分的影响因素

学生分组合作，完成实验的设计方案、预测及结论。投影展示。

科学思维

科学探究

设计原则

知识拓展

展示种群数量的波动和下降曲线，分析内部因素、自然因素、人为因素。

思考：种群数量达到K值后，一定在K值左右保持稳定吗？PPT展示蝗虫，鲸鱼实例

学生阅读课本，分析蝗虫数量波动，鲸鱼种群数量下降的原因，由学生代表汇报讨论成果：

气候、食物、天敌、

传染病、人为因素。

科学思维

学以致用

研究种群数量变化的意义

1、对濒危动物如大熊猫应采取什么保护措施？

2、对家鼠等有害动物的控制，应当采取什么措施？

3、如何捕捞又不影响渔业的发展？

学生讨论并回答，提出相应解决办法。总结种群数量变化的意义。

建立自然保护区

地面硬化，储藏粮食，养猫，投放鼠药，机械捕鼠

捕获至K/2

社会责任

习题巩固

1.用牛奶瓶培养黑腹果蝇，观察成虫数量的变化，结果如下表，根据表中数据分析，下列结果正确的是（  ）。

学生利用所学知识解决生产生活实际问题

知识迁移

教学环节

教学过程

学生活动

学科素养

习题巩固

A.第13~25天，成虫数量增长快的主要原因是个体生长加快。

B.第17~29天，成虫增长率上升，死亡率下降

C.第21~37天，成虫增长率的下降与种群密度的改变有关

D.第1~37天，成虫数量成“J”型增长

2.

3.下图表示出生率、死亡率和种群密度的关系，据此分析得出的正确表述是（ ）

A.在K/2时控制有害动物最有效

B.图示规律可作为控制人口增长的依据

C.该图可用于实践中估算种群最大净补充量

D.在K/2时捕捞鱼类最易得到最大日捕获量

通过曲线识图获取信息进行解答

科学思维

知识迁移

板书设计

学生课后可在此基础上构建更加完善的知识结构。如图所示：

归纳总结

课后反思

优点：

1.通过动画视频及设置问题串，让学生自己去总结数学模型建构的方法。培养学生科学思维的品质。

2.针对高斯实验的结果，改编成实验，让学生分组设计实验，找到限制大草履虫数量的主要因素，培养学生科学探究的能力，渗透实验理念。

不足：

本节课的内容设定重点是区分两种曲线的变化，分析其影响因素。在此课程内容中没有详细讲解区分增长率和增长速率的变化曲线。可以将此内容与酵母菌的生长曲线实验设定在第2课时讲解。