人教版 必修三 第 4 章——种群和群落主题单元设计

《种群和群落》主题单元设计
主题单元标题
种群和群落
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学科领域 （在内打 √ 表示主属学科，打 + 表示相关学科）
 思想品德
 音乐
 化学
 信息技术
 劳动与技术
 语文
 美术
√生物
 科学
 数学
 外语
 历史
 社区服务
 体育
 物理
 地理
 社会实践
 其他（请列出）：
适用年级
高二
所需时间
4课时
主题单元概述 (简述单元在课程中的地位和作用、单元的组成情况，解释专题的划分和专题之间的关系，主要的学习方式和预期的学习成果，字数300-500)
从本章开始，学生将在群体水平上探讨生命系统的组成、结构和发展变化规律。种群是一定的区域内同种生物全部个体的集合，群落是同一时间内聚集在一定区域中的各种生物种群的集合。研究种群的数量变化、群落的结构和演替，在实践上有着重要意义。学生通过学习本章内容，不仅可以获得关于种群和群落的基础知识，深入理解“整体大于部分之和”的道理，而且可以领悟研究种群和群落的一些基本方法，还可以为学习《生态系统及其稳定性》一章打基础。
主题学习目标 (描述该主题学习所要达到的主要目标)
知识方面
1.列举种群的特征。
2.解释种群的数量变化。
3.描述群落的结构特征。
4.阐明群落的演替。
能力方面
1.尝试建立数学模型。
2.运用样方法调查种群密度。
情感态度与价值观方面
1.关注人类活动对种群数量变化和群落演替的影响。
2.认同国家“退耕还林、还草、还湖，退牧还草”的政策。
对应课标
列举种群的特征。
说明建构种群增长模型的方法。
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。
尝试用样方法调查种群密度。
识别群落，说出群落水平上研究的问题。
描述群落的结构特征。
阐明群落的演替过程。
说明人类活动对群落演替的影响。
主题单元问题设计
种群的基本特征有哪些？它们之间的关系是怎样的？
外来物种入侵是怎么回事？
群落水平上研究的问题有哪些？
人类活动对群落演替有什么影响？
专题划分
专题一：种群的特征 （1课时）
专题二：种群数量的变化 （1 课时）
专题三：群落的结构 （1 课时）
专题四：群落的演替 （1课时）
专题一
种群的特征
所需课时
1
专题一概述 (介绍本专题在整个单元中的作用，以及本专题的主要学习内容、学习活动和学习成果)
本节课是必修3第四章第一节的内容，从本节课开始学生将在群体水平上探讨生命系统的组成、结构和发展变化规律。教材着重介绍了种群的5个数量特征和种群密度的调查方法，其中样方的选择和确定是本节课的难点。要求学生学会从哪些方面来了解种群并体会群体与个体间的差异，深入理解“整体大于部分之和”的道理。学好本节课不仅为后面探讨种群数量的变化做好铺垫，也为学习群落和生态系统打下基础。
本专题学习目标 （描述本专题学习所要达到的主要目标）
知识目标：1.列举种群的特征
2.掌握种群密度的调查方法
能力目标：1.尝试运用样方法调查种群密度
2.利用种群的特征来分析解决生产中的实际问题
情感态度和价值观：1.认同事物的发展性和多面性
2.体会“整体大于部分之和”
本专题问题设计
1.种群的基本特征有哪些？它们之间的关系是怎样的？
2.为什么要研究种群密度？
所需教学材料和资源(在此列出学习过程中所需的各种支持资源)
信息化资源
电脑、实物投影及原件
常规资源
教材
教学支撑环境
多媒体教室
其 他
教学课件
学习活动设计（描述本专题的学习过程和学习活动）
导入：前3章我们学习了生物体通过自身的调节维持各项生命活动的进行，但只研究生物个体还是远远不够的。自然界中的任何生物都不是孤立存在的，它们往往组成一定的群体，相互影响，共同生活。其中我们把一定自然区域内同种生物的全部个体叫种群。
作为个体的集合，种群并不是个体简单的累加，它具有个体不具备的特征。
提出问题，组织讨论：
1.举例说明种群的定义。
2.种群与个体相比较，最大的区别是什么？
学生活动：思考讨论。 概括总结：
1.种群定义的三要素。
2.种群相对于个体最大的区别：数量特征。
过渡：农业生产中我们经常遇到这样的问题：渔业资源什么时候捕捞，捕多少？农田中的害虫什么时候需要防治？这些问题的回答都需要明确一个事实：种群个体数量有多少？
设疑：怎样可以更直观的反映种群的数量？
引出 种群密度。
给出实例：新疆阿尔金山自然保护区中我国的一级保护动物—野驴，数量有3.4万头但密度为每平方公里不足一头。
学生活动：自主学习课本内容掌握种群密度的定义。体会种群密度的生物学意义。
过渡：怎样调查种群密度？
展示 藏羚羊种群和蒲公英种群的照片。对于藏羚羊这样生活在固定区域个体大、易统计的种群可逐个统计。对于蒲公英这样的个体小不明显、计数困难的可以估算其数量。
设疑：如何进行估算？
估算 “问题探讨”中的模拟草地中的蒲公英。
引导分析：估算与直接计数相比的优缺点。
介绍：（1）估算是一种重要的科学方法。
（2）估算存在误差，运用科学方法进行估算可以减少误差。
建议：自学课本P60样方法，
思考讨论：（1）实地调查与模拟调查有什么异同？（2）为什么要随机取样？
（3）样方的多少会影响调查结果吗？
设疑：样方法适合调查哪些生物，有什么缺点？例如，要调查一池塘中鲤鱼的种群密度可以用样方法吗？
过渡：如何调查池塘中鲤鱼的种群密度呢？
做铺垫：现有绿豆一包，红豆100粒，大小烧杯各1个。如何估算绿豆的数量？
类比：绿豆——池塘中的鲤鱼个体。
需要一些“红豆”即可估算鲤鱼的数量了。
建议：自学课本P62 标志重捕法。
练习：对某草原一种鼠种群进行调查，先捕获39只鼠并标记，一段时间后，再次捕获34只，其中一标记的为15只，那么根据公式，该地段原有总鼠数是多少？
学生活动：思考比较这两个种群个体的区别。
分组讨论估算的方法并进行估算。
比较各组估算结果的误差大小，总结影响估算结果的因素。
根据自己的体验总结估算的优缺点。
思考并讨论老师提出的问题。
分析总结样方法的适用范围。
思考绿豆的估算方法。
探究总结：
（1）标志重捕法的定义
（2）计算公式
（3）适用范围
运用公式练习计算。
教学评价
（列举本专题中要评价的学习要素和所使用的评价工具或方法）
1.种群特征及其影响种群密度的因素分析
评价方法：课堂达标检测
2.调查种群密度的方法和步骤
评价方法：课堂达标检测
3.小组讨论积极，成员交流积极
评价方法：根据小组交流表现学生互评自评与教师评价
专题二
种群数量的变化
所需课时
1
专题二概述 (介绍本专题在整个单元中的作用，以及本专题的主要学习内容、学习活动和学习成果)
《种群数量的变化》是高中生物必修3第４章第2节的内容，包括三部分：第一部分是“建构种群增长模型的方法”；第二部分是种群数量的变化情况，包括“种群增长的J型曲线”、“种群增长的S型曲线”、 “种群数量的波动和下降”；第三部分是“探究”——“培养液中酵母菌种群数量的变化”。
建立数学模型的方法是本模块科学方法教育的侧重点，这方面内容又集中在本节，同时，本节内容也是学生学习后面章节的有关群落和生态系统的知识的基础，因此，本节内容是本章的重点所在。向学生说明研究种群数量的方法──建立数学模型是教学难点。
本专题学习目标 （描述本专题学习所要达到的主要目标）
知识目标
说明建构种群增长模型的方法。此目标属于理解水平层次。
用数学模型解释种群数量的变化。此目标属于理解水平层次。
能力目标
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。此目标属于模仿水平层次。
情感目标
关注人类活动对种群数量变化的影响。此目标属于反应（认同）水平层次。
本专题问题设计
1.如何合理利用和保护生物资源？
2.种群的数量变化有怎样的规律？
3.什么时候是捕捞的最佳数量期？
所需教学材料和资源(在此列出学习过程中所需的各种支持资源)
信息化资源
电脑、实物投影及原件
常规资源
酵母菌种群数量的变化的实验材料
教学支撑环境
多媒体教室
其 他
课件
学习活动设计（描述本专题的学习过程和学习活动）
引入思路：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。
教学应当遵循具体→抽象→再具体→再抽象……循环上升的轨迹。通过分析问题→探究数学规律→解决实际问题→建构数学模型的方法，让学生体验由具体到抽象的思维转化过程。
1）具体　教师以“问题探讨”引入，由于学生已有相关的数学知识，不难回答问题。教师应启发学生思考：得出的数学公式有何生物学意义（说明细菌数量增长具有哪些性质）？
2）抽象　进一步让学生讨论：细菌的数量增长模型是怎样建构的？数学模型的表现形式有哪些？由此，总结出建构种群增长模型的方法。
3）再具体　联系实例说明种群增长的两种数学模型。
4）再抽象　结合细菌的数量增长模型，得出种群数量增长的“J” 型数学模型；结合实例讨论K值。
5）进一步回到具体　讨论数学模型的生物学意义（说明“J”型和“S” 型增长的生物学意义），列举实例。
6）进一步抽象　总结用数学模型揭示生物学现象与规律的意义。
在教学中，教师要引导学生对问题作深入的思考，启发学生从现象揭示出本质和规律，使学生认同运用恰当的数学模型能够较好地表达某些生物学规律。一定要避免从数学到数学，为计算而计算的教学。
探究活动：培养液中酵母菌种群数量的变化。
由于该探究活动需要较长的时间（连续观察7 d），因此，活动的管理是教学的难点。教师要在制定计划、同伴的合作、记录实验数据等方面给予必要的提示。
教学评价
（列举本专题中要评价的学习要素和所使用的评价工具或方法）
1.建构种群增长模型的意义和步骤
评价方法：提问和讲解
种群增长两种曲线的比较
评价方法：课堂达标检测
3.影响种群数量变动的因素
评价方法：根据小组交流表现学生互评自评与教师评价
专题三
群落的结构
所需课时
1
专题三概述 (介绍本专题在整个单元中的作用，以及本专题的主要学习内容、学习活动和学习成果)
本节属于高中生物必修3第四章种群与群落中第三节，是之后要学习的群落演替以及生态系统的基础，因此，是本单元的重点内容之一。群落的结构在课程标准中相关的具体内容标准为“描述群落的结构特征”。该条内容标准属于了解水平，要求同学们能够对群落的结构进行简单的描述，能从生命系统的角度说出群落是具有一定的组成和结构。
本专题学习目标 （描述本专题学习所要达到的主要目标）
知识目标：
1.识别群落，说出群落水平上研究的问题。
2.分析群落的物种组成，区别不同的群落。
3.举例说出一个群落中不同生物种群间的种间关系。
4.说出群落的空间结构进而能说明群落的空间结构形成是自然选择的结果、是生物适应环境的结果。
能力目标：
培养分析归纳问题的能力。凭借概念对具体的生物学现象作出判断和推理，训练学生应用知识、解决问题的能力。
情感价值目标：
通过对群落动态规律的研究，懂得合理开发利用生物资源、保护生态平衡的重要意义，从而进一步树立环保意识。
本专题问题设计
1.在一定的区域内，由同种生物的不同个体就形成了种群，那么由不同的种群又会形成什么呢？
2.这个池塘中至少有多少个种群？
所需教学材料和资源(在此列出学习过程中所需的各种支持资源)
信息化资源
电脑、实物投影及原件
常规资源
教材
教学支撑环境
多媒体教室
其 他
课件
学习活动设计（描述本专题的学习过程和学习活动）
导入：通过前面的学习我们知道，在一定的区域内，由同种生物的不同个体就形成了种群，那么由不同的种群又会形成什么呢
师：对，我们这节课就一起来学习第3节群落的结构。
讲解群落的概念：同一时间内聚集在一定区域内各种生物种群的集合。
从三个要点把握：一定的自然区域；各种生物种群的集合；种群间有直接或间接地关系。
举出四个例子让学生判断是否群落：
A 亚马孙河谷的热带雨林
B 一个稻田中的稻苗、杂草、青蛙、昆虫等生物
C 一个城市中生活的所有人、绿化植物及其他动物
D 一个培养基上的大肠杆菌菌落
引导学生分析并判断例子。
（展示池塘图片）图片为某池塘上生活着的多种生物，请观察并讨论：
1.这个池塘中至少有多少个种群？
引导：关注池塘中的生物组成及其有序性，讨论池塘中的种群组成（群落结构），具体有多少个种群并不重要。可以从肉食性鱼、植食性鱼、浮游动物、浮游植物、微生物等方面举例。
2.这个池塘中的生物关系如何？
3.假如生活在该池塘中的肉食性动物大量减少，池塘中其他种群的数量将会出现怎样的变化？
引导：关注池塘中生物之间的相互关系。池塘中的肉食性鱼大量减少，一些小鱼等小型水生动物因天敌减少，数量会大量增加，池塘中浮游动物、浮游植物以及其他一些水生植物数量会大量减少。随时间推移，植食性鱼类等生物也因食物来源减少而数量减少。

回顾：在种群研究水平上研究的问题有哪些？（出生率、死亡率、年龄组成、性别比例等）
提问：群落水平上，我们研究的问题又有哪些？
以研究池塘群落为例，引导学生对应归纳出群落水平研究的问题：群落的物种组成、群落中各生物的种间关系、群落的空间结构和群落的演替等。
下面我们就一起来学习群落的物种组成。
（多媒体展示我国武夷山森林群落和西伯利亚森林群落两幅图片）请同学们观察并比较图中两种群落的不同之处。
引导学生归纳：1.两个群落的物种组成不同。
（多媒体展示：西伯利亚梅尔半岛冻原上，只有670种低等植物、139种高等植物、近1000种动物，福建武夷山共有低等植物840种、高等植物2888种，已知动物约5000余种，其中脊椎动物570余种）
问：结合这些信息中的内容，还能找出什么不同？
引导学生归纳：2.两个群落的物种数目不同，进而得出群落丰富度的概念。
提问：群落的物种组成是区别不同群落的主要特征，你能从物种组成上说出图中我国新疆北部森林和南方森林哪个丰富度更大？
引导学生总结出：群落的物种组成是区分不同群落的重要特征及物种丰富度的内容
教学评价
（列举本专题中要评价的学习要素和所使用的评价工具或方法）
1.群落的概念及种群和群落的关系：
评价方法：课堂达标检测
种间关系的比较
评价方法：课堂达标检测
3.小组讨论积极，成员交流积极
评价方法：根据小组交流表现学生互评自评与教师评价
专题四
……