《种群数量的变化》教学设计.pdf
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1、种群数量的变化教学设计种群数量的变化教学设计一、教材分析一、教材分析1、内容与地位本节内容包括两个方面:一是构建种群数量增长的数学模型以及种群数量增长的类型,二是探究培养液中酵母菌种群数量的变化。本章是教材首次向学生介绍有关生态学的知识,是后面学习群落和生态系统知识的基础和前哨,而本节内容又是其中的重点和难点,知识点较多而且较难。在教学深度的把握上应定位在让学生尝试去构建种群增长的数学模型,理解有关专业术语,并用数学模型(数学公式和坐标曲线图)解释种群数量的变化,语言力求形象生动,避免不适当的扩展。二、学情分析二、学情分析高二学生对数学模型的概念并不陌生,在学习生物学其他内容时,学生已对运用数
2、学解决生物学中的问题有了一定的认识,例如,对遗传规律的认识。因此,本节是在学生已有知识的基础上,重新建构新的知识建构揭示生物学规律的数学模型。三、教学重难点、重点三、教学重难点、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。难点建构种群增长的数学模型。四、教学设计思路四、教学设计思路高中学生对数学模型的概念并不陌生,在学习生物学其他内容时,学生已对运用数学解决生物学中的问题有了一定的认识,例如,对遗传规律的认识。因此,本节是在学生已有知识的基础上,重新建构新的知识建构揭示生物学规律的数学模型。本节的引入有两种思路:一是按照教材的编排顺序进行,即以“问题探讨”引入,然后逐步展开教学,
3、将本节的探究活动作为验证性实验活动;二是将本节的探究活动作为研究性学习内容,事先布置,让学生(或部分学生)在课外完成。从学生在活动中产生的问题或体验引入,结合教材中的“问题探讨”和“建构种群增长模型的方法”,讨论相关内容,展开教学。现以第一种思路为例说明,本节共 2 课时。第一课时的教学应当遵循具体抽象再具体再抽象循环上升的轨迹。1.具体。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)?2.抽象。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
4、模型的方法。3.再具体。联系实例说明种群增长的两种数学模型。4.再抽象。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。5.进一步回到具体。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。6.进一步抽象。总结用数学模型揭示生物学现象与规律的意义。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。第二课时为探究活动:培养液中酵母菌种群数量的变化。由于该探究活动需要较长的时间(连续观察 7 d),因此,活动
5、的管理是教学的难点。教师要在制定计划、同伴的合作、记录实验数据等方面给予必要的提示。五、教学过程(第一课时)学生活动教师的组织和引导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 20 min 左右通过分裂繁殖一代。学生基于已有的数学知识进行演算。引导学生思考:认识细菌种群1.细菌的生殖方式是怎样的?2.72 h 后,由一个细菌分裂产生的后代数量是多少?3.n 代细菌数量是多少?提出问题,组织讨论:1.对细菌种群数量增长而言,在什么情况下 2n 公式成立?2.这个公式揭示了细菌种群数
6、量增长的什么规律?认识到在生物3.在学过的生物学内容中,还有哪些生物学问题可 学中有许多现象和规以用数学语言来表示。提示:数学工具在生物学研究中的作用越来越突出。请学生算出一个细菌产生的后代在不同时间的数学生独立操作完成图 量,并填写教材中的表格,然后画出细菌的种群数量增长表,相互交流结果。曲线。认识种群数量增长模型的另一种表现形式。律可以用数学语言来表示。用数学语言揭示生物学问题时,要充分考虑到生物学自学生讨论,充分陈述自己的观点。身的特点。数量增长的数学规律。通过创设具体的情境,让学生感受活生生的生命现象。教学意图提示:这是在理想条件下对细菌种群数量的推测。引导学生讨论,同数学公式相比,曲
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