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1、名校名 推荐江苏省邳州市第二中学高二生物上册4.2 种群数量的变化教案（1）新人教版（第一 ）一、教学目 的确定在 程 准的内容 准中 定了 “ 建立数学模型解 种群的数量 ”。 条内容 准有两 涵 ：其一， “ 建立数学模型 ”属模仿性技能目 ，旨在通 原形示范（ 菌的数量增 ）和具体指 ， 学生能完成建立数学模型；其二， “解 种群的数量 ”属理解水平的知 目 ，旨在把握数学模型（抽象）与种群的数量 （具体）之 的内在 系。由此，本 教学目 确定 三条（ 前面本 的教学目 ）。二、教学 思路高中学生 数学模型的概念并不陌生，在学 生物学其他内容 ，学生已 运用数学解决生物学中的 有了一定的
2、 ，例如， 律的 。因此，本 是在学生已有知 的基 上，重新建构新的知 建构揭示生物学 律的数学模型。本 的引入有两种思路：一是按照教材的 排 序 行，即以“ 探 ”引入，然后逐步展开教学，将本 的探究活 作 性 活 ；二是将本 的探究活 作 研究性学 内容，事先布置， 学生（或部分学生）在 外完成。从学生在活 中 生的 或体 引入， 合教材中的 “ 探 ”和“建构种群增 模型的方法 ”， 相关内容，展开教学。 以第一种思路 例 明，本 共2 。第一 的教学 当遵循具体抽象 再具体 再抽象 循 上升的 迹。1.具体。教 以 “ 探 ”引入，由于学生已有相关的数学知 ，不 回答 。教 启 学生思
3、考：得出的数学公式有何生物学意 （ 明 菌数量增 具有哪些性 ）？2.抽象。 一步 学生 ： 菌的数量增 模型是怎 建构的？数学模型的表 形式有哪些？由此， 出建构种群增 模型的方法。3.再具体。 系 例 明种群增 的两种数学模型。4.再抽象。 合 菌的数量增 模型，得出种群数量增 的“J型 ”数学模型； 合 例 “ K” 。5. 一步回到具体。 数学模型的生物学意 （ 明“J 型 ”和 “S型”增 的生物学意 ） ，列 例。6. 一步抽象。 用数学模型揭示生物学 象与 律的意 。在教学中，教 要引 学生 作深入的思考，启 学生从 象揭示出本 和 律，使学生 同运用恰当的数学模型能 好地表达某
4、些生物学 律。一定要避免从数学到数学， 算而 算的教学。第二 探究活 ：培养液中酵母菌种群数量的 化。由于 探究活 需要 的 （ 察 7 d），因此，活 的管理是教学的 点。教 要在制定 划、同伴的合作、 数据等方面 予必要的提示。三、教学 施的程序（第一 ）学生活 教 的 和引 教学意 学生基于已有的数学知播放 菌分裂的 像或演示 菌分裂的 算机模通 具体的情 画。境， 学生感受活 行演算。提示：在自然界中 菌无 不在，有些 菌的大 生生的生命 象。1名校名 推荐量繁殖会导致疾病。假如现有一种细菌，在适宜认识细菌种群数量的温度、湿度等环境下，每20 min 左右通过分裂 增长的数学规律。繁殖
5、一代。引导学生思考：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：用数学语言揭示生1.对细菌种群数量增长而言，在什么情况下 2n公式成立？物学问题时，要充分考虑到生物学自2.这个公式揭示了细菌种群数量增长的什么规学生讨论，充分陈述自身的特点。律？己的观点。认识到在生物学中3.在学过的生物学内容中，还有哪些生物学问题有许多现象和规律可以用数学语言来表示。可以用数学语言来提示：数学工具在生物学研究中的作用越来越突出。表示。请学生算出一个细菌产生的后代在不同时间的数量，并填写教材中的表格，然后画出细菌的种群认 识 种
6、群 数 量学 生 独立操 作 完成 图 数量增长曲线。增长模型的另一种表，相互交流结果。提示：这是在理想条件下对细菌种群数量的推测。表现形式。引导学生讨论，同数学公式相比，曲线图表示的模型有什么局限性？小结：在描述、解释和预测种群数量的变化时，常常需要建立数学模型。数学模型的表现形式可以为公式、图表等。学生讨论建立 “培养液中酵母菌种群数量的数学模型 ”的方案：程序和方法。学生讨论：1.野兔种群增长的原因有哪些？2.怎样用数学语言来描述结 合 本 节 的 探提出问题，组织讨论：如何建立“培养液中酵究实验，认识建立母菌种群数量的数学模型”，我们应该怎么做？ 种群增长模型的程序和方法。提出问题，组
7、织讨论：以上讨论的是在实验条件下种群的数量变化，在自然界中种群的数量变化情况如何？提供素材：光明日报消息通过具体实例，加野兔种群增长的规律？澳大利亚野兔成灾。估计在这片国土上生长着6深对数学模型的理3.如果用 N0 表示野兔种群亿只野兔，它们与牛羊争牧草，啃树皮，造成大解，并用数学语言的起始数量，用 表示野 批树木死亡， 破坏植被导致水土流失， 专家计算，解释种群数量增长兔种群数量每年的增长倍这些野兔每年至少造成1 亿美元的财产损失。兔的规律。数，用 Nt 表示 t 年后野兔 群繁殖之快，数量之多足以对澳洲的生态平衡产明 确 “J型” 种 群 增种群 的数量，那么， Nt 为 生威胁。长的原因
8、。多少？澳洲本来没有兔子， 1859 年，一个叫托马斯 奥斯4.根据上述素材， 估算 1869汀的英国人来澳定居，带来了 24 只野兔， 放养在年时，野兔种群数量为多他的庄园里，供他打猎取乐。奥斯汀绝对没有想少？（说明计算方法）到，一个世纪之后，这24 只野兔的后代达到62名校名 推荐5.列举在自然界中还有哪些与素材中野兔种群数量增长相类似的情况。学生思考：有哪些因素制约着种群数量的增长？学生讨论。亿只之多。（有条件的学校， 教师可播放澳大利亚野兔成灾的录像片。 ）如果自然界的生物种群都是以 “J型”方式增长， 地球早就无法承受了。呈现高斯实验（有条件的学校可将高斯实验用计从资源和空间上思算机
9、模拟技术呈现出来）。考种群增长问题。提出讨论题：用生物学语言解释1.你认为高斯得出种群经过一定时间的增长后，“ S型”曲线（数学模呈 “S”型曲线的原因是什么？型 ）。2.在高斯实验的基础上，如果要进一步搞清是空培 养 实 验 设 计 能间的限制，还是资源（食物）的限制，该如何进力。行实验设计？3.如何理解K 值的前提条件“在环境条件不受破坏的情况下 ”？请举例说明。小结：经过一定时间，在各种因素的作用下，学生讨论教材中“思考 种群数量增长会趋于稳定，呈“S”型曲线。 在环境 理解 K 值，并解释与讨论 ”素材。条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的和说明实际问题。种群最大数量称为“环境容纳量 K值 ”。学生讨论教材中东亚飞蝗种群数量的波动。讨论提出问题：在自然界中，种群数量是否总能稳从 多 因 素 思 考影 响 种 群 数 量 波 动 的 因 定在 K 值？为什么？种群数量的变化？素。总结： 从具体的生物现象与规律建立抽象的数把 握 学 习 方 法 要学模型，又用抽象的数学模型来解释具体的生物旨。学现象与规律，这是学习本节的要旨。3
