生物:3.1《 生物群落的基本单位-种群》教案(苏教版必修3)(2)

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名称 生物:3.1《 生物群落的基本单位-种群》教案(苏教版必修3)(2)
格式 rar
文件大小 24.3KB
资源类型 教案
版本资源 苏教版
科目 生物学
更新时间 2009-07-23 16:17:00

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文档简介

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第三章 生物群落的演替
第一节 生物群落的基本单位——种群(2)
一、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。
二、教学重点和难点
1.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。
2.教学难点
建构种群增长的数学模型。
三、教学设想
首先,教师要领会和把握好本节的教学要旨。课程标准关于本节的具体内容标准为“尝试建立数学模型解释种群的数量变动”,并提出了相应的活动建议“探究培养液中酵母种群数量的动态变化”。显然,引导学生用数学方法解释生命现象,揭示生命活动规律是本节教学策略的着眼点。
其次,教师应对数学模型及其教育价值有一个基本的认识。数学模型是联系实际问题与数学的桥梁,具有解释、判断、预测等重要功能。在科学研究中,数学模型是发现问题、解决问题和探索新规律的有效途径之一。引导学生建构数学模型,有利于培养学生透过现象揭示本质的洞察能力;同时,通过科学与数学的整合,有利于培养学生简约、严密的思维品质。
再次,在教学中,可以循着现象→本质→现象,或者具体→抽象→具体的思路,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。
四、教学过程:
学生活动 教师的组织和引导 教学意图
学生基于已有的数学知识进行演算。 播放细菌分裂的录像或演示细菌分裂的计算机模拟动画。提示:在自然界中细菌无处不在,有些细菌的大量繁殖会导致疾病。假如现有一种细菌,在适宜的温度、湿度等环境下,每20 min左右通过分裂繁殖一代。引导学生思考:1.细菌的生殖方式是怎样的?2.72 h后,由一个细菌分裂产生的后代数量是多少?3.n代细菌数量是多少? 通过创设具体的情境,让学生感受活生生的生命现象。认识细菌种群数量增长的数学规律。
学生讨论,充分陈述自己的观点。 提出问题,组织讨论:1.对细菌种群数量增长而言,在什么情况下2n公式成立?2.这个公式揭示了细菌种群数量增长的什么规律?3.在学过的生物学内容中,还有哪些生物学问题可以用数学语言来表示。提示:数学工具在生物学研究中的作用越来越突出。 用数学语言揭示生物学问题时,要充分考虑到生物学自身的特点。认识到在生物学中有许多现象和规律可以用数学语言来表示。
学生独立操作完成图表,相互交流结果。 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。提示:这是在理想条件下对细菌种群数量的推测。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? 认识种群数量增长模型的另一种表现形式。
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。
学生讨论建立“培养液中酵母菌种群数量的数学模型”的方案:程序和方法。 提出问题,组织讨论:如何建立“培养液中酵母菌种群数量的数学模型”,我们应该怎么做? 结合本节的探究实验,认识建立种群增长模型的程序和方法。
学生讨论:1.野兔种群增长的原因有哪些?2.怎样用数学语言来描述野兔种群增长的规律?3.如果用N0表示野兔种群的起始数量,用λ表示野兔种群数量每年的增长倍数,用Nt表示t年后野兔种群的数量,那么,Nt为多少?4.根据上述素材,估算1869年时,野兔种群数量为多少?(说明计算方法)5.列举在自然界中还有哪些与素材中野兔种群数量增长相类似的情况。 提出问题,组织讨论:以上讨论的是在实验条件下种群的数量变化,在自然界中种群的数量变化情况如何?提供素材:《光明日报》消息澳大利亚野兔成灾。估计在这片国土上生长着6亿只野兔,它们与牛羊争牧草,啃树皮,造成大批树木死亡,破坏植被导致水土流失,专家计算,这些野兔每年至少造成1亿美元的财产损失。兔群繁殖之快,数量之多足以对澳洲的生态平衡产生威胁。澳洲本来没有兔子,1859年,一个叫托马斯·奥斯汀的英国人来澳定居,带来了24只野兔,放养在他的庄园里,供他打猎取乐。奥斯汀绝对没有想到,一个世纪之后,这24只野兔的后代达到6亿只之多。(有条件的学校,教师可播放澳大利亚野兔成灾的录像片。) 通过具体实例,加深对数学模型的理解,并用数学语言解释种群数量增长的规律。明确“J”型种群增长的原因。
小结:自然界确有类似细菌在理想条件下种群数量增长的形式。该种群数量增长的数学模型可表示为“J”型曲线,或数学公式:Nt=NOλt
学生思考:有哪些因素制约着种群数量的增长?学生讨论。 如果自然界的生物种群都是以“J”型方式增长,地球早就无法承受了。呈现高斯实验(有条件的学校可将高斯实验用计算机模拟技术呈现出来)。提出讨论题:1.你认为高斯得出种群经过一定时间的增长后,呈“S”型曲线的原因是什么?2.在高斯实验的基础上,如果要进一步搞清是空间的限制,还是资源(食物)的限制,该如何进行实验设计?3.如何理解K值的前提条件“在环境条件不受破坏的情况下”?请举例说明。 从资源和空间上思考种群增长问题。用生物学语言解释“S”型曲线(数学模型)。培养实验设计能力。
学生讨论教材中“思考与讨论”素材。 小结:经过一定时间,在各种因素的作用下,种群数量增长会趋于稳定,呈“S”型曲线。在环境条件不受破坏的情况下,一定空间中所能维持的种群最大数量称为“环境容纳量──K值”。 理解K值,并解释和说明实际问题。
学生讨论教材中东亚飞蝗种群数量的波动。讨论影响种群数量波动的因素。 提出问题:在自然界中,种群数量是否总能稳定在K值?为什么? 从多因素思考种群数量的变化?
总结:从具体的生物现象与规律建立抽象的数学模型,又用抽象的数学模型来解释具体的生物学现象与规律,这是学习本节的要旨。 把握学习方法要旨
五、教后感:数学模型在生物学中也越来越表现出强大的生命力,它通过建立可以表述生命系统发展状况等的数学系统,对生命现象进行量化,以数量关系描述生命现象,再运用逻辑推理、求解和运算等达到对生命现象进行研究的目的。注重培养学生各学科之间的联系。
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