1.2种群数量的变化教案（第一课时）-2022-2023学年高二上学期生物人教版（2019）选择性必修2

种群数量的变化教学设计 1.前端分析 本节课授课对象为高二学生，高二学生已经具备了一定的认知能力和逻辑思维能力，能够根据实例来分析问题并尝试解决问题，在上节课的学习中，学生已经掌握了种群的概念以及种群的数量特征，本节课将为学生讲解种群的数量变化，主要内容包括：建构种群增长模型的方法，自主建构种群的“J”形增长和“S”形增长的数学模型，掌握环境容纳量（K值）的意义及应用，学生在教师的引导下了解建构数学模型的一般步骤，能够自主建构数学模型，尝试着解释生命现象。这种从具体到抽象的思维转化过程，学生接受起来可能会有点困难，所以本节课就是要带领学生体验从具体到抽象的思维转化过程，认同模型在生物学中的应用。 本节课选自人教版高中生物选择性必修2《生物与环境》第一章第2节，这节内容主要包括种群的“J”形增长曲线、种群的“S”形增长曲线、种群数量的波动以及培养液中酵母菌种群数量的变化探究实验。《普通高中生物学课程标准》中对本节的内容要求是尝试建立数学模型解释种群的数量变动，学业要求是能够运用数学模型表征种群数量变化的规律、分析和解释影响这一变化规律的因素，并应用于相关实践活动中。本节内容起一个承上启下的作用，在第一章第一节中学习了种群的数量特征，让学生了解了调查种群数量的方法以及种群的数量特征，为本节课研究种群数量的变化打下基础，而本节课又为本章第三节学习影响种群数量变化的因素奠定了基础。 2.教学目标 基于前端分析和《课程标准》中对本节内容的要求，我制定了如下的教学目标： （1）能够运用数学模型来表征、解释和预测种群“J”形增长和“S”形增长的数量变化规律，认同数学模型在生物学中的应用，并形成“生物与环境相互影响、相互制约”的生命观念（生命观念、科学思维、科学探究） （2）通过分析相关案例认识K值的变化以及其对生物种群数量变化的影响，建立生物与环境相统一的观点，形成生态观等生命观念。（生命观念） （3）理解环境容纳量的意义，运用种群数量变化规律解决生产生活中的实际问题，关注人类活动对动植物种群数量变化的影响。（社会责任） 3.教学重难点 重点：（1）建构数学模型的方法来表征、解释、预测种群的数量变化 （2）环境容纳量（K值）的应用 难点：（1）建构种群“J”形和“S”形增长的数学模型 （2）“J”形曲线和“S”形曲线的异同 4.教学策略 PBL（问题）教学法、合作探究、探究性学习 5.教学过程 时间 分配 教师行为 学生行为 设计意图 技能类型 6min 【情景创设，导入新课】 我们的手上难免沾染细菌，细菌的繁殖速率很快，因而我们要常洗手。（1）那我们之前学习过细菌的繁殖方式是什么呢？ 教师展示教材“问题探讨”中细菌繁殖的背景资料，引导学生填写表格，计算一个细菌产生的后代在不同时间的数量。 引导学生做出假设：在资源和生存空间有限的情况下，细菌种群的增长不受种群密度增长的影响； 引导学生构建模型，用公式表达出第n代细菌的数量，并构建相关曲线图。 引导学生归纳建构数学模型的一般步骤 【思考讨论、回答问题】 （1） 二分裂 在教师的引导下构建公式以及曲线图，明确横纵坐标并思考二者不同。得出曲线图直观但不精确、公式精确但不直观 根据细菌的种群数量尝试归纳建构数学模型的一般步骤：提出问题-作出假设-建构模型-检验、修正模型 用生活例子引入，通俗易懂，便于展开新课讲解 初步建立学生的建模思维、培养学生总结归纳能力 提问技能、演示技能、板书技能等 11min 【过渡】自然界中，种群的数量变化情况是怎么样的？ 教师提供澳大利亚野兔和环颈雉的资料，提出相关问题：①这两个资料中的种群增长有什么共同点？ ②种群出现这种增长的原因是什么？ ③这种种群增长的趋势能不能一直持续下去？为什么？ 引导学生形成种群的“J”形增长的概念以及根据构建模型的一般步骤来构建种群增长的数学模型 引导学生分析λ的意义 并引导学生构建种群“J”形增长的增长速率与增长率的曲线图 【思考讨论】 ①这两个资料中，种群数量增长曲线都大致呈“J”形。 ②种群呈“J”形曲线增长的原因是食物和空间条件充裕、没有天敌、气候适宜等。 ③不能，因为食物等资源和空间是有无限的。【形成概念】 自然界中有类似细菌在理想条件下种群增长的形式，曲线大致呈“J”形，这种类型的增长是“J”形增长 【建构模型】 t年后种群的数量为: Nt=N0×λt 并以时间为横坐标、以种群数量为纵坐标作曲线图 明确λ的意义，构建种群“J”形增长的增长速率与增长率的曲线图 通过分析自然界中种群增长的实例——野兔和环颈雉两个种群数量增长的共同点，加深学生对构建种群的数学模型方法的认识，培养建模思维，能够运用数学模型来表征、解释和预测种群数量的变化，认识生物种群数量增长的规律，很好地培养了学生的核心素养