人教版必修三 種群數(shù)量的變化 教案7.doc

指導(dǎo)思想與理論依據(jù)本節(jié)課通過(guò)學(xué)生繪制細(xì)菌增長(zhǎng)曲線，建立數(shù)學(xué)模型，并對(duì)模型進(jìn)一步修正推廣到各種生物建立種群的“j”型增長(zhǎng)模型。最后再歸納數(shù)學(xué)模型建立的過(guò)程，避免了學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒學(xué)生。教材分析l 本節(jié)可以分為三部分：第一部分是建構(gòu)種群增長(zhǎng)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(zhǎng)、波動(dòng)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。l 建立數(shù)學(xué)模型的方法是本模塊科學(xué)方法教育的側(cè)重點(diǎn)，這方面的內(nèi)容又主要集中在本節(jié)。因此，教材將如何建立數(shù)學(xué)模型放在突出的位置：?jiǎn)栴}探討中讓學(xué)生嘗試根據(jù)細(xì)菌繁殖速率的假設(shè)，建立細(xì)菌種群的增長(zhǎng)模型，并設(shè)法進(jìn)行驗(yàn)證；正文第一部分結(jié)合問(wèn)題探討中的實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生分析建構(gòu)數(shù)學(xué)模型的方法，并嘗試進(jìn)行模型形式的轉(zhuǎn)換；在第二部分講述j型增長(zhǎng)曲線時(shí)，又讓學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)建構(gòu)數(shù)學(xué)模型的方法。l 關(guān)于種群的數(shù)量變化，教材介紹了四種情況：j型增長(zhǎng)、s型增長(zhǎng)、波動(dòng)和下降。應(yīng)當(dāng)注意的是，教材以問(wèn)題串的形式揭示了這四種情況之間的內(nèi)在聯(lián)系：在理想的無(wú)限環(huán)境中，即資源和空間十分充足，沒(méi)有天敵和其他災(zāi)害等，種群數(shù)量會(huì)呈j型增長(zhǎng)；而在自然界，資源和空間總是有限的，因此，即使出現(xiàn)j型增長(zhǎng)，也不可能持續(xù)很久，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的增長(zhǎng)后，數(shù)量會(huì)在k值左右趨于穩(wěn)定，這種增長(zhǎng)模型為s型增長(zhǎng)；由于氣候、食物、天敵、傳染病等因素的影響，大多數(shù)種群的數(shù)量總是在波動(dòng)的，在不利條件下，甚至?xí)霈F(xiàn)持續(xù)的下降乃至消亡。l 本節(jié)內(nèi)容還十分重視聯(lián)系社會(huì)實(shí)際，對(duì)學(xué)生進(jìn)行情感態(tài)度價(jià)值觀的教育。如曲線查閱人口增長(zhǎng)數(shù)據(jù)，分析人口增長(zhǎng)模型；建立自然保護(hù)區(qū)，提高環(huán)境容納量，以保護(hù)大熊貓等珍稀動(dòng)物；捕鯨業(yè)導(dǎo)致許多鯨種群數(shù)量的下降等。l 第三部分探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化，是一項(xiàng)有著多方面意義和價(jià)值的探究活動(dòng)。這項(xiàng)探究在寫(xiě)法上給學(xué)生留出了較大的自主探究的空間，包括作出假設(shè)、討論探究思路、制定計(jì)劃、實(shí)施計(jì)劃等，都由學(xué)生自己完成，教材中只給予了必要的提示，以期培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。由于這項(xiàng)探究所需的時(shí)間較長(zhǎng)（一周以上），教材將它編排在本節(jié)知識(shí)性內(nèi)容之后，未穿插在課文之中?？梢栽谕瓿杀竟?jié)第一、二部分內(nèi)容之后單獨(dú)安排。學(xué)情分析 模型構(gòu)建的方法較難；增長(zhǎng)的曲線繪圖。教學(xué)目標(biāo)1、 填寫(xiě)表格，根據(jù)表格數(shù)據(jù)繪制坐標(biāo)曲線；2、 通過(guò)探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化，嘗試建構(gòu)種群增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型。3、 對(duì)比j型、s型曲線，分析影響k值的因素；4、 利用k/2分析捕魚(yú)、滅害的最佳時(shí)期。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：嘗試建構(gòu)種群增長(zhǎng)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(diǎn)：建構(gòu)種群增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型。教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動(dòng) 預(yù)設(shè)學(xué)生行為設(shè)計(jì)意圖 以“問(wèn)題探討”導(dǎo)入播放細(xì)菌分裂視頻，引導(dǎo)學(xué)生得出n代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式?；谝延袛?shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行計(jì)算歸納通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生感受生命。建立種群增長(zhǎng)模型的方法組織學(xué)生討論：1.對(duì)細(xì)菌種群數(shù)量增長(zhǎng)而言，在什么情況下2n公式成立？2.這個(gè)公式揭示了細(xì)菌種群數(shù)量增長(zhǎng)的什么規(guī)律？3.在學(xué)過(guò)的生物學(xué)內(nèi)容中，還有哪些生物學(xué)問(wèn)題可以用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)表示。指導(dǎo)學(xué)生繪制曲線，并引導(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？ 小結(jié)：在描述、解釋和預(yù)測(cè)種群數(shù)量的變化時(shí)，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，充分陳述自己的觀點(diǎn)。根據(jù)公式填寫(xiě)表格，并繪制坐標(biāo)曲線。用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述生物現(xiàn)象。認(rèn)識(shí)種群數(shù)量增長(zhǎng)模型的另一種表現(xiàn)形式。種群增長(zhǎng)的”j”型曲線提出問(wèn)題，組織討論：以上討論的是在實(shí)驗(yàn)條件下種群的數(shù)量變化，在自然界中種群的數(shù)量變化情況如何？通過(guò)具體實(shí)例，加深對(duì)數(shù)學(xué)模型的理解，并用數(shù)學(xué)語(yǔ)言解釋種群數(shù)量增長(zhǎng)的規(guī)律。明確“j”型種群增長(zhǎng)的原因。 學(xué)生討論：1.野兔種群增長(zhǎng)的原因有哪些？2.怎樣用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)描述野兔種群增長(zhǎng)的規(guī)律？3.如果用n0表示野兔種群的起始數(shù)量，用表示野兔種群數(shù)量每年的增長(zhǎng)倍數(shù)，用nt表示t年后野兔種群的數(shù)量，那么，nt為多少？4.根據(jù)上述素材，估算1869年時(shí)，野兔種群數(shù)量為多少？（說(shuō)明計(jì)算方法）5.列舉在自然界中還有哪些與素材中野兔種群數(shù)量增長(zhǎng)相類似的情況。通過(guò)具體實(shí)例，加深對(duì)數(shù)學(xué)模型的理解，并用數(shù)學(xué)語(yǔ)言解釋種群數(shù)量增長(zhǎng)的規(guī)律。明確“j”型種群增長(zhǎng)的原因。種群增長(zhǎng)的“s”型曲線如果自然界的生物種群都是以“j”型方式增長(zhǎng)，地球早就無(wú)法承受了。呈現(xiàn)高斯實(shí)驗(yàn)（有條件的學(xué)?？蓪⒏咚箤?shí)驗(yàn)用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)呈現(xiàn)出來(lái)）。提出討論題：1.你認(rèn)為高斯得出種群經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的增長(zhǎng)后，呈“s”型曲線的原因是什么？2.在高斯實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，如果要進(jìn)一步搞清是空間的限制，還是資源（食物）的限制，該如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)？3.如何理解k值的前提條件“在環(huán)境條件不受破壞的情況下”？請(qǐng)舉例說(shuō)明。小結(jié)：經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，在各種因素的作用下，種群數(shù)量增長(zhǎng)會(huì)趨于穩(wěn)定，呈“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)量稱為“環(huán)境容納量k值”。學(xué)生思考：有哪些因素制約著種群數(shù)量的增長(zhǎng)？學(xué)生討論。學(xué)生討論教材中“思考與討論”素材。從資源和空間上思考種群增長(zhǎng)問(wèn)題。用生物學(xué)語(yǔ)言解釋“s”型曲線（數(shù)學(xué)模型）。理解k值，并解釋和說(shuō)明實(shí)際問(wèn)題。種群數(shù)量的波動(dòng)和下降提出問(wèn)題：在自然界中，種群數(shù)量是否總能穩(wěn)定在k值？為什么？總結(jié)：從具體的生物現(xiàn)象與規(guī)律建立抽象的數(shù)學(xué)模型，又用抽象的數(shù)學(xué)模型來(lái)解釋具體的生物學(xué)現(xiàn)象與規(guī)律，這是學(xué)習(xí)本節(jié)的要旨。學(xué)生討論教材中東亞飛蝗種群數(shù)量的波動(dòng)。討論影響種群數(shù)量波動(dòng)的因素。從多因素思考種群數(shù)量的變化？板書(shū)設(shè)計(jì)4.2種群數(shù)量的變化一、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法1、細(xì)菌的增長(zhǎng)曲線：1個(gè)、n代、n=2n 曲線2、建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法二、種群增長(zhǎng)的“j”型曲線 1、模型假設(shè)2、建立模型 3、各參數(shù)的意義三、種群增長(zhǎng)的“s”型曲線 1、條件2、曲線3、k值四、種群數(shù)量的波動(dòng)和下降 1、自然因素 2、人為因素學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì) 用細(xì)菌的繁殖問(wèn)題導(dǎo)入，和學(xué)生一起總結(jié)公式，填寫(xiě)表格，繪制曲線，探討種群數(shù)量的變化特點(diǎn)，啟發(fā)學(xué)生用數(shù)學(xué)方法表達(dá)，建構(gòu)起細(xì)菌種群增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型。并很自然地從細(xì)菌推廣到其他生物種群數(shù)量的增長(zhǎng)。然后對(duì)建構(gòu)數(shù)學(xué)模型的方法進(jìn)行總結(jié)：觀察對(duì)象-合理假設(shè)-數(shù)學(xué)表達(dá)-檢驗(yàn)修正。讓學(xué)生體驗(yàn)了建構(gòu)數(shù)學(xué)模型的過(guò)程，使學(xué)生克服了畏難情緒，降低了難度。教學(xué)反思這節(jié)課的重點(diǎn)難點(diǎn)都在于種群增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型的建構(gòu)，我用細(xì)菌的繁殖問(wèn)題導(dǎo)入，和學(xué)生一起總結(jié)公式，填寫(xiě)表格，繪制曲線，探討種群數(shù)量的變化特點(diǎn)，啟發(fā)學(xué)生用數(shù)學(xué)方法表達(dá)，建構(gòu)起細(xì)菌種群增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型。并很自然地從細(xì)菌推廣到其他生物種群數(shù)量的增長(zhǎng)。然后對(duì)建構(gòu)數(shù)學(xué)模型的方法進(jìn)行總結(jié)：觀察對(duì)象-合理假設(shè)-數(shù)學(xué)表達(dá)-檢驗(yàn)修正。讓學(xué)生體驗(yàn)了建構(gòu)數(shù)學(xué)模型的過(guò)程，使學(xué)生克服了畏難情緒，降低了難度。然后指導(dǎo)學(xué)生對(duì)生態(tài)學(xué)家高斯的培養(yǎng)草履蟲(chóng)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析，引出“s”型種群數(shù)量變化的模型，并通過(guò)討論歸納出導(dǎo)致兩種曲線不同的原因。最后通過(guò)熊貓的保護(hù)、家鼠的控制分析影響k值的因素，并得出種群數(shù)量的變化不僅包括增長(zhǎng)