1.1 种群的数量特征-教学设计2026-2027学年高二上学期生物人教版选择性必修2

年级

高二年级

授课时间

2课时

课题

第1节　种群的数量特征

教材分析

本节是选择性必修2《生物与环境》第1章的开篇。学生此前熟悉的层次是“个体”，从这一节起，观察尺度第一次抬到“种群”——不问某一只怎么样，而问这一群有多少、在增还是在减。这个转折不显眼，却是整个模块的起点：后面种群的数量变化、群落的结构，都要以种群为单位展开。

教材的编排分五步。第一步立概念：给种群下定义，把“单位面积或单位体积中的个体数”定为种群密度，点明它是最基本的数量特征。第二步给方法：范围小、个体大的可逐个计数，植物与活动能力弱的动物用样方法，活动能力强、范围大的用标记重捕法；教材配的“思考·讨论”把随机取样与标记重捕的前提讲透。第三步设疑：密度只回答“现在有多少”，回答不了“为什么会变”，于是引出出生率和死亡率、迁入率和迁出率。第四步补充：年龄结构和性别比例不直接改变个体数，而是通过影响出生率、死亡率影响密度，其中年龄结构还能预测趋势。第五步收口：用“综上所述”把五个特征归到密度上。

课标依据：选择性必修2 内容要求 2.1.1 要求“列举种群具有种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构、性别比例等特征”（引自《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》）。行为动词是“列举”，落点在说出含义、能在具体情境中指认，不要求复杂的模型计算。

学情上，学生有三样底子：初中接触过种群一词，前面学过个体水平的稳态与调节，数学上会算百分比。障碍集中在四处：一是把密度当绝对数量，写单位丢面积或体积；二是取样凭感觉，专挑长势好的地方；三是计数时为压边界的个体争执，不知道规则从何而来；四是会套公式却说不清前提。这四点分别对应第一课时的第二、三、四环节和第二课时的第四环节。

教学目标

1. 生命观念——能说出五个数量特征的含义，按“现在有多少—为什么在变—将来会怎样”三层说明它们的位置，认同种群是生命系统的一个结构层次。

2. 科学思维——能依据分布范围、个体大小和活动能力选择调查方法并说明依据；能用 N＝M×n÷m 估算并判断误差方向；能由年龄结构推断趋势，同时说明推断的限度。

3. 科学探究——完成样方模拟取样与计数，按“随机取样、样方足量、统一边界规则”操作并记录；能说出本组结果偏差的原因并提改进做法。

4. 社会责任——能举例说明数量调查在濒危物种保护、害虫防治和渔业生产中的用途；对“数量上升就等于种群变好”作出有依据的判断，不把单次数字当结论。

教学重、难点

1. 【教学重点】种群密度的概念与单位；样方法、标记重捕法的适用对象和操作要点；出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构、性别比例与种群密度的关系。

2. 【教学难点一】样方法为何必须随机取样、样方为何不能太少。突破办法：用“尝汤”类比引出抽样思想，再用四组对照数据算偏差——全数、专挑密的、五点取样、随机十格，让规则从数据里长出来。

3. 【教学难点二】标记重捕的前提与误差方向。突破办法：不给公式，用“标记数占全群的比＝重捕中标记数占重捕总数的比”推出 N＝M×n÷m；再给一条推理线：先看 m 变大还是变小，再看 N 往哪边走。

4. 【教学难点三】年龄结构是“预测”趋势而非“决定”数量。突破办法：正面讲教材“思考·讨论”第2问，再补一个稳定型种群因连年干旱而数量下降的反例，让学生把“预测”与“决定”的分寸说清楚。

新课导入

【第一课时】

·出示教材“问题探讨”：长白山脉北部地区有东北豹42只。提问：这个“42只”是怎么得出来的？为什么能精确到个位？

·再补一条同一片林子的记录：梅花鹿“约200只”。追问：同样是一片林子里的动物，为什么一个能说准、一个只能说约？

·归纳：数得准不准，先看对象长什么样——数量多少、个体大小、跑不跑、能不能辨认。

【过渡】数量能不能数清，先得弄清“数的是谁”。这就是第一个问题：一片林子里的动物那么多，哪些才算“这一群”。

【第二课时】

·回到同一片林子：2016年首次调查约100只，2021年约200只。五年翻了一倍。提问：这是不是说明保护成功了？

·追问：多出来的这一百只，是从哪儿来的？只有“生出来”这一条路吗？

·归纳：密度只回答“现在有多少”，回答不了“为什么变”。要把“为什么”说清，得再找几个能统计的量。

【过渡】先看两个最基本的一进一出：生和死。

【第一课时】

·读题、思考，说出“42只”可能来自长期跟踪、个体识别、红外相机等具体手段。

·对比两条记录，指出差别在对象本身：豹数量少、个体大、花纹可辨；鹿数量多、成群体活动、个体之间难以区分。

【第二课时】

·多数学生第一反应是“保护成功了”。

·被追问后能想到：还有从别处迁进来的；同时也有死掉的和迁走的。

新知探究

一、

第一课时　种群密度：概念、单位与样方法（环节二、三）

【环节二】概念建构（12′）

·快问快答，连问三句：这片林子里的全部梅花鹿，是一个种群吗？林子里的全部动物呢？山南山北两群鹿，被一条公路隔开，还算一个种群吗？

·落定义（教材定义）：种群是指在一定空间和时间内的同种生物的全部个体。追问：定义里哪两个词不能少？——同种、一定空间范围。

·给密度定义（教材原句）：种群在单位面积或单位体积中的个体数，就是种群密度。板书公式，并强调单位必须带面积或体积。

·填单位：草地蒲公英12株/＿＿；水库鲫鱼300尾/＿＿；这片50 km²的林子里有梅花鹿200只，密度为＿＿。

·追问：4只/km²这个数，能说明什么？——能横向比较不同区域，也能纵向比较不同年份；2016年同一片林子约100只，密度是2只/km²。

·提问：能不能一只一只数？为什么不能？

【环节二】

·判断三个例子并说依据：物种是否相同、是否在同一区域。意识到被公路隔开的两群鹿，出生、死亡、迁入迁出互不相干，通常分开研究。

·填写单位，发现密度必须带面积或体积；由4只/km²与2只/km²的对比，说出密度可以横向比、也可以纵向比。

·由“尝汤”迁移出抽样思想，解释为什么不能专挑密的、也不能专挑稀的：抽样要能代表

·补两点：分布范围小、个体大的种群可以逐个计数（教材举的是数量少、个体大的树种）；有趋光性的昆虫可以用黑光灯诱捕。

【过渡】绝大多数情况数不过来，只能用一小块推一整片。怎么推才不冤枉？先看一个厨房里的问题。

·问：要知道一锅汤咸不咸，怎么办？——舀一勺。随便舀哪一勺都行吗？——不能舀锅底沉盐那一勺。

·给出样方法定义（教材原句）：在被调查种群的分布范围内，随机选取若干个样方，通过计数每个样方内的个体数，求得每个样方的种群密度，以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估算值。圈出两个关键词：随机、若干个。

【环节三】探究·模拟（12′）

·发样方模拟卡：整张A4代表10 m×10 m的草地，划成100格，每格1 m²，格内散点代表目标植物。

·分工限时3分钟：A组逐格全数，作真值；B组专挑最密的5格；C组按五点取样取5格；D组随机取10格。

·各组把结果写到黑板汇总表，与A组真值比较。追问三连：谁离真值最远？为什么？如果这片草地有一百块这样的地方，你敢拿B组的数据去推算吗？

·出示放大样方图，请两名学生上台同数一格，分歧当场暴露，再统一为“计上不计下、计左不计右”。追问：这条规则为什么必须全班统一？

·归纳误差来源四项：取样位置、样方数量、样方大小、边界处理，逐条落到“偏大／偏小／说不准”。

【过渡】样方法好用，可它有个前提——你圈得住。会跑的鹿，圈不住。

整片。

【环节三】

·分组取样计数，记录数据，求平均值。

·观察四组数据与真值的差距，说出“挑着取明显偏大”“样方多的更接近”。

·两人同数一格出现分歧，讨论后接受统一规则，并解释规则的作用：既不重复计数，也不漏计。

·完成误差来源表，每组写一条自己这次偏差的原因。

二、

第一课时　标记重捕法、误差辨析与方法选择（环节四、五）

【环节四】深化辨析（8′）

·承接上一环节：鹿会跑，圈不住，只能抓了再抓。给2016年那次调查的原始记录——第一次捕获并标记40只放回，一段时间后重捕35只，其中带标记的有14只。

·先不给公式，只提一句：全群里被标记的占多大比例，跟重捕里带标记的占多大比例，是什么关系？

·学生凑出结果后板书：M÷N＝m÷n，即 N＝M×n÷m。代入 40×35÷14＝100（只）。

·追问：这个比例凭什么成立？把前提逼出来——标记个体与未标记个体被重捕的机会相等，也就是混合均匀、标记不影响被捕。

【环节四】

·用40、35、14三个数尝试凑出比例，得出100只，并用一句话说出依据。

·说出前提：标记的鹿和没标记的鹿，被再抓到的机会要一样。

·用39、34、15复核教材实例，算出约88.4只，确认关系式可用。

·逐条判断四种情形下估算值偏大还是偏小，