4.2 种群数量的变化

4.2《种群数量的变化》教学设计一、教材分析本节课是高中生物必修3的第四章第2节，在第1节课中已经介绍了种群的一些基本特征，而其中最基本的特征是种群密度，与种群密度密不可分的是种群的数量，在第2节中，就对种群的数量变化进行了探讨。

同时种群数量的变化与种群所生存的环境条件，如天敌、食物等有着很大的关系，为第3节群落的引出作了铺垫。

本节，在新课标中具体内容标准是：尝试建立数学模型解释种群的数量变动。

通过实例来说明如何建构种群增长模型，通过建构的数学模型来解释种群数量的增长，这是本节教学的重点，是实现生物学科核心素养—理性思维的重要环节。

并且详细讨论了种群增长的两种方式的产生条件及特点等：在理想环境中，种群增长呈“J”型曲线；在存在环境阻力的情况下，种群增长呈“S”型曲线。

种群数量变化除了增长以外，还存在波动、下降等其他形式。

本节最后分析了影响种群数量变化的各种因素，意在培养学生的环境保护及正确的资源利用意识。

二、学情分析本课的学习主要是以探究建构数学模型为主，因此需要学生有一定的数学功底。

本册为高中必修3第4章的内容，对象是高二学生，具有一定的数学能力，对这样的数学模型构建来说还是较有能力能够把握的，最多需要一些小小的提示。

因此，可以让学生进行小组探讨活动，而不用为他们讲解太多。

对于种群数量变化的几种形势则较易于理解。

同时，也需要学生对上一节课的知识掌握比较充分，才有利于这节课的进行。

三、教学三维目标知识目标：1. 说明建构种群增长模型的方法。

2. 阐述种群数量增长的种类和特点。

能力目标：1、通过讨论细菌种群数量的变化，尝试建构种群增长的数学模型。

2、用数学模型解释种群数量的变化。

情感态度价值观目标：1、意识到人类活动对生物与环境的影响，树立环境保护意识。

四、教学重难点教学重点：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。

教学难点：建构种群增长的数学模型（核心概念）。

五、教学方法：讨论法、探究法六、教学思路。

必修三 4.2种群数量的变化【学习目标】1.概述建构种群增长模型的方法。

2.说出种群数量变化的两种类型。

3.解释种群数量的波动类型及其原因。

4.探究培养液中酵母菌种群数量的变化。

【自主学习讨论】一、建构种群增长模型1．数学模型：用来描述一个系统或它的性质的形式。

2．数学模型的表达形式：⑴数学方程式：⑵：优点是直观。

二、种群数量的增长、波动和下降1．种群增长的“J”型曲线⑴含义：条件下的种群，以为横坐标，为纵坐标画出的曲线图，大致呈“J”型。

⑵数学模型①模型假设a．条件：和条件充裕、气候适宜、没有天敌等。

②建立模型：t年后种群数量表达式为N t＝。

2．种群增长的“S”型曲线⑴含义：在条件下，种群经过一定时间的增长后，数量趋于的增长曲线，呈“S”型。

⑵环境容纳量：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数量，又称“K值”。

3．种群数量的波动和下降⑴影响因素：①自然因素：②人为因素⑵研究意义：对有害动物的、野生生物资源的和利用以及濒危动物种群的拯救和。

三、探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”1．原理：⑴酵母菌可以用来培养。

⑵理想环境中，酵母菌种群的增长呈型曲线；有限环境下，其增长呈型曲线。

2．目的：初步学会酵母菌等微生物的计数及种群数量变化曲线的绘制。

3．注意事项⑴酵母菌计数采用方法显微镜计数时，对于压在小方格界线上的酵母菌，应只计数的酵母菌。

⑵从试管中吸出培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡几次，目的是【巩固检测】1．数学模型是描述一个系统或它的性质的数学形式。

建立数学模型一般包括以下步骤：①根据实验数据，用适当的数学形式对事物的性质进行表达②观察研究对象，提出问题③通过进一步实验或观察等，对模型进行检验或修正④提出合理的假设下列排列顺序正确的是( )A.①②③④B.②④①③C.④①②③D.③①②④2、一个新的物种进入某地后，其种群数量变化，哪一项是不正确的A．先呈“S”形增长，后呈“J”形增长 B．先呈“J”形增长，后呈“S”形增长C．种群数量达到K值后会保持稳定 D．K值是环境条件允许的种群增长的最大值3．自然界中生物种群增长常表现为“S”型增长曲线。

4.2《种群数量的变化》教案一、教学目标：i知识目标：（1）说明建构种群增长模型的方法。

（2）用数学模型解释种群数量的变化。

2、能力目标：（1）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、情感、态度价值观目标：（1）关注人类活动对种群数量变化的影响。

二、教学重点难点：1、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、难点：建构种群增长的数学模型。

三、课时安排：预计3课时，总13课时四、教学过程第一课时导入：复习：种群数量特征。

种群的数量特征：种群密度；出生率和死亡率；迁入率和迁出率；年龄组成和性别比例。

引入：种群数量的变化有没有规律呢？一、问题探讨学生阅读：细菌数量变化的规律。

（课本65页）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分钟左右通过分裂繁殖一代。

导入语：对于数据的分析我们除了用统计学的方法以外，我们还会通过构建数学模型的方式来进行数据分析。

所谓数学模型就是用来描述一个系统或它的性质的数学形式。

是为了某种目的，用字母，数字及其他数学符号建立起来的等式或不等式以及图像、图表、框图等描述客观事物的特征及其内在的联系的数学结构表达式。

我们常构建的数学模型的方式是（数学方程式）和（曲线图）首先我们把表中的数据通过描点法反映到图4-4坐标系中。

用平滑的曲线把点连接起来。

同时写出数学表达式。

1.如果用N表示细菌数量，n表示细菌繁殖的代数，你能写出计算细菌种群数量的数学表达式吗?答案：N n=2n2.把表中的数据反映到图4-4坐标系中。

用平滑的曲线把点连接起来II 1O IT刘WEt I JIB fa.HiJ l!丹ii ll>) flljl/llihlih注明：数学方程式和曲线图都是数学模型的一种方式，相比较曲线图更直观的反映出种群数量的变化趋势，当然曲线图也有不精确的局限性。

3、如何建立数学模型步骤(以书本65页进行讲解)(1)观察研究对象，提出问题------- > 细菌每20分钟分裂一次(2 )提出合理的假设一一在资源和空间无限多的环境中，细菌种群的增长不会受种群密度增加的影响。

4.2种群数量的变化教学设计（“J”型和“S”型曲线）一．教学目标：1．知识与技能目标①分析细菌种群数量变化的实例，说明建构种群增长模型的方法；②阐明种群的“J”型增长和“S”型增长。

2．过程与方法目标①通过“J”型和“S”型曲线分析，理解种群数量变化的影响因素及其内在逻辑关系；②通过细菌数量增长的具体分析，掌握建构种群增长模型的方法；3．情感、态度、价值观关注人类活动对种群数量变化的影响。

二．教学重难点1）教学重点：尝试构建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：①分析理解“J”型增长和“S”型增长的曲线特点及形成原因；②理解并区分“J”型增长和“S”型增长中“增长率”和“增长速率”。

三、教学方法：导学案教学法、小组合作探究法、探究式问题讨论法、引导探索法、精讲点拨法等综合运用引导学生根据细菌增长的数量推导，填写表格并绘制曲线，比较2种数学形式的特点（优点和局限性）。

通过手机投屏，展示课前布置的学生作业真实情况：引导学生观察曲线图，让学生根据曲线图找到72h时细菌的数量估算值，但是这样得到的数值显然不够精确→引导学生得到曲线形式的优缺点：曲线图：直观，但是不够精确引导学生将细菌数量进行“变形”改成指数形式：Nt=2t【提问：这时同学们可以推算知道72h细菌的数量吗？具体数值是多少？】引导学生得到方程式形式的优缺点：方程式：不够直观，但是精确观察表格下方写上细菌数量的指数形式。

生答：细菌数量有2216个：通过学生真实答案的投屏，方便师生一起探讨，即时反馈学习情况。

引导出种群数量增长的方程式。

《种群数量的变化》（第一课时）教学反思2017届高二生物教研组《种群数量的变化》这节内容分为三个部分：第一部分是构建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、种群的“S”型曲线，第三部分是探究培养液中酵母菌种群大小的动态变化。

本节课着重是讨论前两个内容。

新课标将“提高学生的生物科学素养”作为高中生物教育的核心任务，所以，建立数学模型的方法是本模块科学方法的侧重点，在建立模型的方法上，我是从一种细菌的繁殖问题出发，和学生一起探讨种群数量的变化特点，启发学生用数学方法表达，归纳出建构种群增长模型的方法，并很自然地从一种细菌推广到其他生物的数量增长的方法。

从学生对细菌繁殖的分析中，又拿出生态学家高斯的培养草履虫实验的结果，让学生分析其中的原因。

引出两种种群数量变化的模型，并讨论：是什么原因导致曲线不同？具体什么条件下就有“S”曲线？为什么有K值？学完了两个增长模型后，让他们用刚才所学的知识对这两个种群的数量变化进行分析，帮助学生进一步巩固所学知识。

所以从本节课的教学上我认为教学设计是很好的，符合新课程理念，通过教师的组织和引导，以问题形式一环套一环，层层深入，将学生一步一步地带入到教学当中，也充分体现了学生的主体性，课堂气氛也很活跃。

讲与练相结合，学生及时复习巩固。

采用目标教学法，针对性比较强。

不足之处就是自己的语言不够精炼，知识点与知识点之间过渡不够自然，欠缺润色；提问技巧掌握不够，在提问时不能够达到想得到的引导作用，需要多加揣摩。

这是我在今后的教学中所要追求的目标。

评测结果分析一、调查基本情况：本次调查主要是采取随机抽取学生座谈方式进行，调查对象为本节课上课学生。

此次活动累计听课20人次，主要从学生课堂表现、学习效果评价等方面展开调查，并就调查结果进行了分析。

二、调查结果与分析（一）、调查结果：（二）调查分析1、学生课堂表现：（1）第1、2项主要是从学生学习态度方面进行的调查，调查结果来看，学生的学习态度端正。

“种群数量的变化”说课稿大家好！今天我说课的题目是“种群数量的变化”，我将从以下6个方面说说本节课的教学，重点说教学过程。

一、教材分析1、地位和作用“种群数量的变化”隶属于人教版必修3第4章第2节的内容。

本课是在学生了解了种群数量特征的基础上，进一步介入数学知识，用建立数学模型的方法描述、解释和预测种群数量的发展变化。

建立数学模型对于帮助学生理解自然界事物的数量特征和数量变化规律具有重要意义。

2、教学目标课标对本课的具体内容标准是：尝试建立数学模型解释种群的数量变化。

基于学生的实际情况，根据我对课标的理解，我从知识、能力、情感态度与价值观三个维度制定了教学目标如下，并在教学中具体落实。

知识目标：尝试建立数学模型，解释种群的数量变动。

前者属于模仿性技能目标，旨在通过原形示范（细菌的数量增长）和具体指导，学生能建立起相应的数学模型；后者属于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）之间的内在逻辑联系。

能力目标：能够正确使用显微镜、血球计数器对酵母菌计数；尝试利用数学模型解释当地的环境问题。

情感态度与价值观目标：关注人类活动对种群数量变化的影响，形成可持续发展的观念。

3、重点和难点建立数学模型的方法是本模块科学方法教育的侧重点，这方面的内容主要集中在本节；建构数学模型需要学生能透过现象看到本质，由感性认识上升到理性认识，所以我确定如下的重难点。

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。

教学难点：建构种群增长的数学模型。

4、教材处理为了落实新课程的理念：倡导探究性学习、注重与现实生活的联系、提高生物科学素养，我对教材做了如下处理。

第一，将教材中“澳大利亚野兔的增长”、“高斯的草履虫实验”等内容改为自学内容，课堂上引入学生可以亲自操作的实验“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”作为构建数学模型的素材；第二，淡化教材中“防治鼠害”、“保护大熊猫”等内容，尝试用数学模型解释长海县当地备受关注的典型事例——虾夷扇贝养殖业的兴衰。

4.2种群数量的变化编写：刘强 审核：刘强 使用时间：2012. 编号：16011学习目标：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。

学习过程：一、建构种群增长模型的方法数学模型是用来描述______________或______________的数学形式。

建立数学模型的研究方法一般包括________ ______、_______ ___________、 _______________ ______和___________ ___________________________四个步骤。

种群增长曲线与数学方程式相比其优点与局限性是 。

针对性练习：1、种群数量数学模型建立的一般步骤是（ ）A ．观察并提出问题→提出合理假设→根据实验数据，用适当的数学形式表达事物的性质→实验或观察检验或修正数学形式B ．观察并提出问题→根据实验数据，用适当的数学形式表达事物的性质→提出合理假设→实验或观察检验或修正数学形式C ．观察并提出问题→提出合理假设→根据实验数据，用适当的数学形式表达事物的性质D ．提出合理假设→根据实验数据，用适当的数学形式表达事物的性质→实验或观察检验或修正数学形式二、种群数量的变化（一）、种群增长的“J ”型曲线：从教材的两个实例看出，种群呈____________增长，其原因是___________________________、___________________________等。

针对性练习：2、在什么情况下，种群中个体数目会呈指数增长（ ）A ．当只有食物受到限制时B ．当开始环境适合于这一个物种，但后来却不适合时C ．只有当捕猎者不存在时D ．只有在实验室中的理想条件下3、如图中，表示种群在无环境阻力状况下增长的是( )（二）、种群增长的“S”型曲线：种群增长曲线呈“S”型的原因是：自然界的资源和空间结构总是___________的，当种群密度增大时，__________________就会加剧，以该种群为食的___________的数量也会增加，这就会使种群的___________降低，___________增高。

第四章 第2节 种群数量的变化使用时间 年 月 日 班级 组别 姓名 自评 教师评价 【学习目标】1．通过实例分析，学会建构种群增长的两种数学模型。

2．学会用数学模型尤其是“J ”型曲线和“S ”型曲线解释种群数量的变化。

【学习重点和难点】建构种群增长的数学模型并据此解释种群数量的变化。

课前预习【自主预习归纳】（完成优化方案47教材导读） 【预习自测题】 （完成优化方案47页预习反馈）我的疑问： 同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的中课内探究复习回顾1、说出种群和种群密度的概念。

2、调查种群密度的方法有哪些？各适用于什么样的生物？3、绘出种群的各个数量特征之间的关系图。

探究一、建构种群增长模型的方法 1、【问题探讨】在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20min 分裂繁殖一代， （1）、填写下表：算出一个细菌产生的后代在不同时间（单位min ）的数量。

（2）、n 代细菌数量的计算公式：N n ＝（3）、请你以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌的种群增长曲线。

2、建构种群增长的数学模型（1)什么是数学模型？建立数学模型的一般步骤有哪些？（2）数学模型的表达形式有哪些？两者比较有何优缺点？探究二、种群数量的增长 1．种群增长的“J ”型曲线（1）、根据实例理解“J ”型增长的数量变化特点：____________________________（2）、建构种群数量“J ”型增长的数学模型①模型假设：______________________________________________________。

②建立模型：如果种群的起始数量为N 0，并且第二年的数量是第一年的λ倍，那么： 一年后种群数量N 1＝________， 两年后种群数量N 2＝________， t 年后群数量N t ＝_____________。

（这个公式即为数学模型）， 【思考与交流】（1）当λ>1、λ=1、0<λ<1时，种群的数量变化分别会怎样？（2）“J ”型曲线的增长速率是怎样变化的？（注：增长速率＝（现有个体数－原有个体数）／增长时间。