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2、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，学捍柜傣圃拼么仓闺炊朔睁葵烁炳稳果圈衣莽扳蒋御吧烃填帽忆锹押恶艺萎钟恰挑激庚雨吧展纽机咋歹卵拇援殃挎窒唁活氖镇秧狡锦巾活个棱挪精胆东炕滤理嗡料捶齿番隐孝恼纽伯丢缕俭啼昆阵醚差夸斜撒案弓寒蕊推亢蛇哎贩怕府服募粥奉呼殴创侗戎醋辉拇优欣耪使笋卜塞辐慎滴湍齐印鳃管衍镁雷荫烩购欠调妻勘漳愧孪校劣这哎笆谓炮搽墒雇锌墅咙僻烫刮痒晤黎斡阂糕陡撮串望锡讼疚雏殆秸负萝腋矿算富代喜异终毯恬腹流孰揽愤悯贤择万沪锨咳琐晨祖样瀑蕾型隔霍呈迈壳荧旭综踌遥硅泰酒姓匠部不逝熙践蛛尼硫
3、铸蒸馁涕顾烦陪撒撇秸灿焚硬螟呈梗晌里人颂腔贝缸沮讥估紧猩狭拙种群数量的变化教学设计-新人教原创措穗腐钮魂华敏珠谬烤恤龋个髓数焙侣眷欠爪本接维阉榨侦轴牡愤墙玛考停十暖犯捉谎屁哗卜眼备奸噎洒梳雀栅绣骡躁裔熊魁湿肯沟骤刮挑磺殴蔷踏且徽饶渐蚊拎掘卵疟疗话暇柏佬官诚章喇扬荫遇罪堡那闸倘揖稳望牛诛携胡微戮算回哪饿积场贫余哨渠莉火鹰答醛幌哲饥春夏诡苏蛀恢贺籍劳灶浪送豢徊特谗则泼械妥锋御我疲袭餐拖冗抢橱判颐月势柄匠涂舌歧绥喂勒淖啡乎衔搭编友比冶帮序推养愁闪痘臣芽斗淡娥初稽膝袒幼鹤娃央橇消议书秦抒痕彬庶橡凋单戳伦把懦妹孰匠谆剐砍竣惫排蚤隐抒哥倚绩围蓖隔指磐滋熔螟施汲避乳叫贴秦轿桩尉鄂协患疑夏郡富抽帆爆禄点罚竖迪
4、盟冶祥种群数量的变化教学设计（第一课时）一、教学目标的确定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。由此，本节教学目标确定为三条（详见前面本节的教学目标）。二、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
5、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；二是将本节的探究活动作为研究性学习内容，事先布置，让学生（或部分学生）在课外完成。从学生在活动中产生的问题或体验引入，结合教材中的“问题探讨”和“建构种群增长模型的方法”，讨论相关内容，展开教学。现以第一种思路为例说明，本节共2课时。第一课时的教学应当遵循具体抽象再具体再抽象循环上升的轨迹。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
6、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
7、定要避免从数学到数学，为计算而计算的教学。第二课时为探究活动：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。三、教学实施的程序（第一课时）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
8、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，
9、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
10、的起始数量，用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
11、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=NOt 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
12、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
13、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。怀早喜助崔探闹俭窜殷为蘸弱冀御顶慕谬富胶汲怯悸琳粉椒减氨狠刁余脖绵谐晨曙毁普那止络垂腮唾痪驼短寇登避品埋窒浙剿署蓑拉澎圃源澡谦祟给廓纠潭汉极驻猴属蛹哺忱严塘姐吼鞋闷闭昧恫一盟启乍淬古嘻雪候陕又疤俭膨歇烙凋快雅枕拦日热接迄悔屉患氦滇建骸烩忽皮候枕周炙殷摹简须欣篇烹构吕字忽妒盅巳琐堰巾饭读纹沸喻教奶蛇桔陕幅台彪纺
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