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1、2022年高中生物 第4章 第2節(jié) 種群數(shù)量的變化教案 新人教版必修3
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能
? （1）說(shuō)明建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法。
?（2）了解種群數(shù)量變化的兩種增長(zhǎng)模型
? （3）會(huì)用數(shù)學(xué)模型解釋種群數(shù)量的變化。
? （4）掌握種群S型增長(zhǎng)曲線的應(yīng)用
過(guò)程與方法
?（1）通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，學(xué)習(xí)建立數(shù)學(xué)模型的方法，提高從內(nèi)因和外因相互作用的角度分析事物發(fā)展變化的能力。
? （2）通過(guò)對(duì)數(shù)學(xué)模型的分析運(yùn)用，掌握種群增長(zhǎng)曲線的應(yīng)用，理解生命活動(dòng)的本質(zhì)，提高對(duì)生命系統(tǒng)與環(huán)境關(guān)系的認(rèn)識(shí)。
情感態(tài)度與價(jià)值觀
? （1）體會(huì)生命科學(xué)的研究對(duì)象是一個(gè)具有“
2、開(kāi)放性”和“涌現(xiàn)性”的復(fù)雜系統(tǒng)，它需要借助于包括數(shù)學(xué)等眾多工具學(xué)科來(lái)進(jìn)行研究。 學(xué)科間的相互融合滲透有助于學(xué)科的研究和發(fā)展。
? （2）了解系統(tǒng)分析的思想和方法，逐步形成整體性思維的習(xí)慣，樹(shù)立人與自然和諧發(fā)展的觀念，為形成生態(tài)意識(shí)和環(huán)境保護(hù)意識(shí)奠定基礎(chǔ)。
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)策略：
本節(jié)為第四章種群和群落中第二節(jié)的內(nèi)容?？梢苑譃槿糠郑旱谝徊糠质墙?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)的“J”型曲線、種群增長(zhǎng)的“S”型曲線、種群數(shù)量的波動(dòng)和下降；第三部分
3、是“探究”──“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”。建立數(shù)學(xué)模型的方法是該教材穩(wěn)態(tài)與環(huán)境模塊科學(xué)方法教育的側(cè)重點(diǎn)。本節(jié)內(nèi)容用2課時(shí)教授，授課者根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，先對(duì)課時(shí)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，將探究實(shí)驗(yàn)放在第1課時(shí)，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果用于第2課時(shí)，故此教學(xué)設(shè)計(jì)為本章節(jié)的第2課時(shí)，并由此確定本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)。
本節(jié)課授課對(duì)象為中學(xué)生，總體思維較為活躍，通過(guò)教師的引導(dǎo)可以對(duì)話題進(jìn)行深入探究和討論。加強(qiáng)與生活實(shí)際的結(jié)合，應(yīng)該能夠引起共鳴。探究實(shí)驗(yàn)“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”，所需時(shí)間較長(zhǎng)，學(xué)生沒(méi)有相關(guān)實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷，同時(shí)酵母菌種群數(shù)量的變化很容易受到外界環(huán)境的影響，使得數(shù)據(jù)采集可能會(huì)存在較大誤差。在實(shí)驗(yàn)前對(duì)學(xué)生進(jìn)行了
4、適當(dāng)培訓(xùn)如酵母菌的培養(yǎng)、顯微計(jì)數(shù)等。實(shí)驗(yàn)采集的數(shù)據(jù)有效，具有統(tǒng)計(jì)分析意義。
對(duì)于高中生而言，由于數(shù)學(xué)知識(shí)還不夠健全，所以建立數(shù)學(xué)模型，以及運(yùn)用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行實(shí)例分析有較大難度。教師可以根據(jù)學(xué)生已有的函數(shù)知識(shí)，通過(guò)分析問(wèn)題→探究數(shù)學(xué)規(guī)律→解決實(shí)際問(wèn)題→建構(gòu)數(shù)學(xué)模型的方法，讓學(xué)生體驗(yàn)由具體到抽象的思維轉(zhuǎn)化過(guò)程。由此確定教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)。
整體教學(xué)思路是：
從實(shí)際問(wèn)題引入，教師以“問(wèn)題探討”引入，由于學(xué)生已有相關(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí)，不難回答問(wèn)題。教師應(yīng)啟發(fā)學(xué)生思考：得出的數(shù)學(xué)公式有何生物學(xué)意義（說(shuō)明細(xì)菌數(shù)量增長(zhǎng)具有哪些性質(zhì)）？
嘗試建構(gòu)種群增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型；進(jìn)一步讓學(xué)生討論：細(xì)菌的數(shù)量增長(zhǎng)模型是怎樣建構(gòu)
5、的？數(shù)學(xué)模型的表現(xiàn)形式有哪些？由此，總結(jié)出建構(gòu)種群增長(zhǎng)模型的方法。
接著通過(guò)運(yùn)用模型分析，理解種群數(shù)量的變化；聯(lián)系實(shí)例說(shuō)明種群增長(zhǎng)的兩種數(shù)學(xué)模型。結(jié)合細(xì)菌的數(shù)量增長(zhǎng)模型，得出種群數(shù)量增長(zhǎng)的“J型”數(shù)學(xué)模型；結(jié)合實(shí)例討論“K”值。
最后通過(guò)對(duì)生活實(shí)例的分析，幫助學(xué)生理解生命活動(dòng)的本質(zhì)，了解系統(tǒng)分析的思想和方法，提高對(duì)生命系統(tǒng)與環(huán)境關(guān)系的認(rèn)識(shí)。討論數(shù)學(xué)模型的生物學(xué)意義（說(shuō)明“J型”和“S型”增長(zhǎng)的生物學(xué)意義），列舉實(shí)例。
在教學(xué)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)問(wèn)題作深入的思考，啟發(fā)學(xué)生從現(xiàn)象揭示出本質(zhì)和規(guī)律，使學(xué)生認(rèn)同運(yùn)用恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型能夠較好地表達(dá)某些生物學(xué)規(guī)律。一定要避免從數(shù)學(xué)到數(shù)學(xué)，為計(jì)算而計(jì)算的
6、教學(xué)。
導(dǎo)入設(shè)計(jì)一
教師展示前一節(jié)課留的作業(yè)，酵母菌繁殖數(shù)量變化表格。
教師：到了這樣的結(jié)果，雖然不能解釋其中的原因，卻為我們提出了一個(gè)很好的問(wèn)題。酵母菌種群為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的變化呢？
這就是我們今天這節(jié)課要來(lái)學(xué)習(xí)的問(wèn)題。
教師：酵母菌放在營(yíng)養(yǎng)和生存空間沒(méi)有限制的情況下進(jìn)行培養(yǎng)，隨著時(shí)間的推移，得到如下數(shù)據(jù)。請(qǐng)仔細(xì)觀察數(shù)據(jù)，你能得出怎樣的結(jié)論？
時(shí)間（min）
細(xì)菌數(shù)量（個(gè)）
20
2
40
4
60
8
80
16
100
32
120
64
140
128
160
256
180
512
學(xué)生：數(shù)量呈現(xiàn)2的指數(shù)增長(zhǎng)。
教師：了酵母菌種群
7、數(shù)量的變化趨勢(shì)，咱們是不是也可以試著為這群起始數(shù)量為1的大腸桿菌種群來(lái)繪制一幅坐標(biāo)圖呢？
（注意，你需要使用表格中所有的數(shù)據(jù)。）
導(dǎo)入設(shè)計(jì)二
導(dǎo)入：有一位漁民經(jīng)常被這樣的問(wèn)題所捆擾:不捕撈或者捕撈很少,魚類資源得不到充分利用,捕撈過(guò)多,又會(huì)造成魚類資源的枯竭,那應(yīng)當(dāng)捕撈多少才合適呢?什么時(shí)候捕撈才是最好的呢?
播放細(xì)菌分裂的錄像或演示細(xì)菌分裂的計(jì)算機(jī)模擬動(dòng)畫。
提示：在自然界中細(xì)菌無(wú)處不在，有些細(xì)菌的大量繁殖會(huì)導(dǎo)致疾病。假如現(xiàn)有一種細(xì)菌，在適宜的溫度、濕度等環(huán)境下，每20 min左右通過(guò)分裂繁殖一代。
引導(dǎo)學(xué)生思考：
1.n代細(xì)菌數(shù)量的計(jì)算公式？
2.72 h后，由一個(gè)細(xì)菌分裂產(chǎn)生的后代數(shù)量是多少？
3.在一個(gè)培養(yǎng)基中，細(xì)菌的數(shù)量會(huì)一直按照這個(gè)公式增長(zhǎng)嗎？如何驗(yàn)證你的觀點(diǎn)？提出問(wèn)題，組織討論：
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。
提示：數(shù)學(xué)工具在生物學(xué)研究中的作用越來(lái)越突出。
2022年高中生物 第4章 第2節(jié) 種群數(shù)量的變化教案 新人教版必修3
