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1、名校名 推荐湖北省孝感高级中学高中生物种群的结构教案一、教材分析二、教学目标知识目标：说明建构种群增长模型的方法。能力目标： 1、通过讨论细菌种群数量的变化，尝试建构种群增长的数学模型。2、用数学模型解释种群数量的变化。情感态度价值观：关注人类活动对种群数量变化的影响。三、教学重难点教学重点：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。四、教学方法：讨论法、探究法五、教学过程教学学生活动教学意图教师活动环节课堂从 发 生 在引入我 们 身 边关注了解蝗灾爆发的原因及对农的 农 业 灾种群害 引 入 新业造成的损失数量课内容的变化从手上沾满的细菌引入细
2、菌种群增长模型的建构过程（播放细菌分裂动画）有研究表明有的细菌大约每20min 繁细菌殖一代。那么我们现在就以这样一种种群学 生思考并填写表格细菌作为观察和研究的对象。若以1数量20 分钟繁殖一代计算，在个细菌，每增长20min、40min、60min 后细菌数量为多数学少呢？请把我们推测的数据填写到学模型案的表格里面。的建构学生做倒花生的游戏提问：细菌在什么样的条件下能够如此连续繁殖？在回答这个问题之前,我们先一起来做个简单的游戏，这里有 4 个烧杯， 100ml 一个 ,250ml两通 过 创 设具 体 的 情境，让学生感 受 活 生生 的 生 命现象。从而引 入 观 察研究对象从 简 单
3、 的游戏中，明白 假 设 在资 源 和 空间 无 限 多的环境中，1名校名 推荐细菌种群数量增长数学模型的建构个,500ml 一个，将两个250ml 的烧杯细 菌 种 群中装满花生，分别倒入100ml 烧杯 ,数 量 的 增500ml 烧杯中， 在倒花生的过程中，大长 才 不 会家观 察到了什么现象呢？受 种 群 密度 增 加 的限制，即提出 合 理 的假设。按照这种假设，那么细菌繁殖小n 后，学 生 基 于细菌种群数量大 N 该如何表达呢？请已 有 的 数同学们结合表格里面的数据推测出大1、如果我们用 N 表示细菌数学 知 识 进N 的数学表达式。请你回答，对，大N 量， n 表示细菌繁殖的
4、代数，行演算，绘等于 2 的小 n 次方，并请你上台画出请尝试写出细菌种群增长的图，并从中细菌种群数量随时间变化的曲线。公式。认 识 细 菌教师巡班，与学生讨论，并给予适当种 群 数 量的指导（主要是画曲线，需要一定的2、利用表格中的数据， 以繁增 长 的 数数学功底）殖代数为横轴，细菌数量为学规律，并纵轴，尝试画出细菌种群增进 行 恰 当点评学生画图的情况长的曲线。的 数 学 表简单介绍曲线图和方程式的优点。3、学生讨论， 由小组代表在达黑板上展示，并作出简要说明。让 学 生 知如果有条件的话，我们还要亲自去做道 建 构 种实验，观察、统计细菌的数量，来检群 增 长 的验我们得到的数学模型是
5、可靠的。数 学 模 型需 要 通 过实 验 进 行检 验 与 修总结建构种群增长数学模型的一般过正程及其意义，建构数学模型对于我们认识事物本质，总结规律有着非常重要的作用，比如孟德尔，牛顿通过建构数学模型有效地解决了遗传和力学中问题。2名校名 推荐然而在在自然 界中，有没有 类似细菌在理想条件下种群数量变化的情况呢?野兔、环颈雉的增长非常类似细菌在理想条件下的增长趋势，然而细菌种群增长的数学公式能不能直接代替野兔、环颈雉增长的数学公式呢？我们可以试图将细菌种群增长的数学公式经过修正后来代替这些种群增长种群 J的数学公式。我们可以从以下几个方型增面去展开。长实1、仍然在空间和食物无限多的条件例下
6、，如果种群的起始数量不是1 个，而是 N02、如果该种群第二年的数量是第一年的 倍3、求 t 年后该种群数量Nt再次强调我们对已经建构的数学模型需要进行再次的检验与修正，检验与修正后的数学公式可以用来表示野兔和环颈雉在理想条件下增长的数学模型，这也是数学模型在实际中得到应用的体现。向学生介绍中国人口和世界人口数量的变化，质疑人口能否按 J 型增长持续下去？引入到高斯实验。提问：根据实验结果大家可以看出大草种群 履虫数量变化的趋势是怎样的呢？S 型增长 倾听学生汇报，点评根据实验结果画出 S 型增长曲线分析 S 型增长曲线中 K 值的意义学生观看PPT澳大利亚野兔由野兔、环美国环颈雉颈 雉 的
7、增长 过 渡 到判断其公式是否能用细菌种种群 J 型增群增长公式代替长及 J 型增长 的 数 学模型。学生通过讨论推导Nt 的数学表达式再 次 体 会种 群 增 长数 学 模 型的 建 构 需要 进 一 步的 检 验 与修正。以 人 口 不能 无 限 增长 为 切 入学生探讨大草履虫数量变化的点，引导学趋势，从而体会在有限的条件生 从 理 想下，种群数量并不能无限增长。条 件 走 向有 限 条 件种 群 数 量的变化。并理解 S 型增长中 K 值的意义3名校名 推荐种群数量达到 K 值后，一定在 K 值左右种群保持稳定吗？数量的波观看捕杀海豚视频， 由此引入到种群数学生观看捕 杀海豚视频后，结
8、动与量不仅存在增长，还存在波动和下降。合草原生态系统的模型讨论影下 降响种群数量变化的因素及影响种提问：哪些因素会影响种群数量的变化气候、食物、天敌、传染病等群数呢？量变化的因素捕 杀 海 豚画 面 冲 击学生，让学生 认 识 到自 然 界 中影 响 种 群变 化 的 因素很多，但是 人 类 活动 对 自 然界 种 群 的影 响 越 来越明显。研究联系实际，提出如何控制家鼠的数量讨论控制家鼠数量增长的具体种群措施数量倾听学生汇报，点评。变化的意义通过这节课的学习，我们知道建构种总 结 课 堂群增长的数学模型对于我们了解不同知识，完成条件下种群数量增长的规律有很大的对 知 识 的帮助。 同样地，如果我们通过研究蝗梳理。课堂虫的生活习性、繁殖过程以及影响蝗总结虫数量变化因素 , 从而建构其数量变化的数学模型，就可以准确地对其数量的变动进行预测和预报，并及时采取措施来避免蝗灾的发生。板书：种群的结构一、研究方法观察研究对象提出合理假设数学表达检验与修正二、种群数量的J 型增长三、种群数量的S 型增长四、影响种群数量变化的因素4名校名 推荐5
