人教版《种群数量的变化》一节同课异构教学设计(第三届普通高中新课程实验优秀教案和教学实录评比活动).docVIP

《种群数量的变化》一节同课异构教学设计 ――利用学－建－验证教学模式建构数学模型　　提高建模能力 萍乡中学　　苏　琳 课程标准解读 在课程标准的内容标准中规定了“尝试建立数学模型解释种群的数量变动”。该条内容标准有两层涵义： 其一，“尝试建立数学模型”属模仿性技能目标，旨在通过原形示范（细菌的数量增长）和具体指导，学生能完成建立数学模型； 其二，“解释种群的数量变动”属理解水平的知识目标，旨在把握数学模型（抽象）与种群的数量变动（具体）之间的内在逻辑联系。 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，将本节的探究活动作为验证性实验活动；二是将采用学－建－验证的教学模式。讨论相关内容，展开教学。 现以两种思路为例说明。 教学目标 1.说明建构种群增长模型的方法。 2.通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化，尝试建构种群增长的数学模型。 3.用数学模型解释种群数量的变化。 4.关注人类活动对种群数量变化的影响。 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。 教学方法 图形直观教学法、讨论法、讲授法、比较学习法 教学手段 多媒体教学 教学课时 1 常规教学模式下的教学设计 学生活动 教师的组织和引导 教学意图 观看录像讨论解答 一、问题探讨导入 播放微生物分裂生殖的录像片，针对影片中播放的内容提问。 1、请描述这个种群数量的变化趋势. 2、引导学生思考，该种群在N代繁殖后种群数量达到何种程度。 认识细菌种群数量增长的数学规律 学生积极参与到讨论和推理中去 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数量增长曲线。 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？讲授，并与学生讨论建数学模型的过程。并小结在描述、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。 顺着学生的思维特点，以达到化具体为抽像的学习，降低了学习的难度。 学生建构J型增长曲线 二、J型曲线的建构。 结合问题用N表示最终数量,n表示代数,起始个数为1,引导学生用公式表示出无阻滞条件下分裂生殖种群数量变化公式 N=2n 　然后用n的几个值进行检测看是否符合. 从而让学生对种群数量是怎样变化的有一个感性的认识。 按照20min一代的繁殖速度，首先指导学生把表填完。之后把表中的数据反映到图4-4坐标系中。用平滑的曲线把点连接起来 绘制的曲线应该是指数函数曲线，形状上如同英文字母“J”借此引出下面的内容。在教师的引导下完成填表，绘图。回答以下两个问题 1.曲线作为一种数学模型，它的特点是什么？ 提示:直观 2.在自然条件下种群数量会以这样的形式增长吗？会一直这样增长吗？ 提示：不会的，这种情况只会出现在实验室或自然条件下的某个阶段。 让学生知道曲线也是一种数学模型，往往是根据公式得出一系列的点，把他们反映到坐标系中就形成了曲线。 探讨“自然界中种群的‘J’型增长曲线” 根据书中介绍的建立数学模型的流程，指导学生推导出“J”型曲线的数学模型（是一指数函数，注意每个参数代表的含义） 注意：与前面不同的是，种群的起始数量是N0，不是1 。 根据书上给出的字母的含义，尝试建立“J”型曲线的数学模型。 让学生通过具体应用掌握建构的方法过程，培养简约,严密的思维品质 学生建构S型增长曲线 三、结合“澳大利亚野兔事件”过渡到S型增长 自然界确实存在指数型增长曲线（J型曲线）。结合“澳大利亚野兔事件”提问： 1 .澳大利亚野兔种群数量呈指数增长的几点原因。 ①没有天敌。 ②充足的食物。③广阔的生活空间 2.思考这些让野兔快速增长的条件会不会一直存在，野兔最终的发展趋势是什么？ 总结：自然界以J型曲线增长的种群是存在但是J型曲线增长是暂时的，不存在永远的J型增长。 提问：列举干扰种群数量指数增长的因素。 提示：比如种内竞争加剧，天敌数量相应增多，传染病更易传播等等。 讲述：大草履虫在固定空间和食物条件下，其增长曲线为标准的“S”型曲线。 提问：1、描述这种曲线的形成机制和发展趋势？ 2、除了空间和食物还有哪些因素会限制种群