“种群的增长方式”教学设计终稿.docVIP

“种群的增长方式”一节的探究式教学 浙江省浦江中学 罗雪飞 322200 1 教材分析 种群是生态学研究的一个重要层次，是生态学的一个重要概念之一，也是学习群落和生态系统的基础。在人教版的教材中，“稳态与环境”第四章的内容为“种群和群落”，而在浙科版中，种群单独作为“稳态与环境”第四章的内容。近两年的浙江省高考自主命题中，生态学部分知识点的地位得到了很大的提高：如09年浙江省理综卷选择题的第6题，考察的是生态系统中不同营养级生物之间的关系；10年浙江省理综卷选择题的第3题，考察了某一植食性动物种群个体数量的变化问题；11年浙江省理综样卷中的第31题，是“探究草履虫的种群增长方式”并要求绘制一个用于呈现实验数据的坐标系，由此可见，生态学相关知识正在逐渐被高考所重视。 “种群的增长方式”一节涉及到种群个体数量的两种增长方式：一是在资源无限、空间无限和不受其它生物制约的理想条件下的指数增长（“J”形增长）；二是在资源有限、空间有限和受到其它生物制约条件下的种群增长方式（“S”形增长）。若按照常规教学，将目标定在讲清楚两种增长方式、指数增长的增长率、逻辑斯蒂增长的增长速率变化和环境容纳量的相关应用，解答一般的题目，是可以完成任务了，但是学生心里肯定会有疑问：为什么指数增长分析的是增长率而逻辑斯蒂增长考虑的是增长速率，这两者有什么区别吗？为了消除学生这一疑问，本教学设计采用学案导学法，引导学生利用所学的数学、物理学相关知识来共同探究种群增长率和种群增长速率问题，让学生能更深刻地理解指数增长曲线和逻辑斯蒂增长曲线的内在含义，从而更好地掌握该知识并加以灵活运用。 2 教学目标 2.1 知识与能力 区别种群的指数增长和逻辑斯蒂增长两种方式； 阐明隐含在“J”形增长曲线和“S”形增长曲线中的信息； 举例说出环境容纳量的概念。 2.2 过程与方法 分析具体实例，了解数学模型的建立比较两种增长曲线，培养学生分析比较理解环境容纳量，通过分析种群数量的变化，引导学生关注人类活动对种群数量的影响　　通过分析实例，学生养成合理利用生物资源的价值观 3.5 利用模型，三探“J”形曲线 教师用课件展示：2010年浙江省浦江县常住人口约为38万，假设年均增长倍数为λ，请写出2020年浙江省浦江县的人口数量？N2020=38×λ10(万人）。 学生思考、分析，结合所学数学知识推理得出种群个体数量增长方式——“J”形增长的数学模型：Nt=N0×λt （其中N0为起始数量，t为时间，Nt表示t年后人口的数量，λ为年均增长倍数）。 3.5.1 浅探“J”形增长的增长特点 数学模型有两种常见的表现形式：公式法和图形法，公式法准确而图形法直观。根据曲线可以直接得出“J”形曲线的增长特点是起始增长很慢，随着种群基数的加大，增长越来越快，每单位时间都按种群的一定百分数或倍数增长。 3.5.2 详探“J”形增长的增长速率 种群增长速率与种群增长率问题在很多题目中并不区分，事实上，这是不同的两个概念。种群增长速率＝（现有个体数－原有个体数）/增长时间（有单位，如个/年），而种群增长率＝（现有个体数－原有个体数）/原有个体数×100%（无单位）。 高二学生在数学中刚学习了曲线上两点割线的斜率，根据种群增长速率的公式，实际上“J”形增长曲线的种群增长速率即为“J”形增长曲线上两点割线的斜率。将生物学知识与数学知识结合起来，学生的学习兴趣更浓、学习积极性更高，这样一来，“J”形增长曲线的种群增长速率问题就得到了很好的理解和解决。 学生通过自主探究，利用“J”形增长曲线图能得出“J”形增长种群增长速率逐渐增大。教师进一步引导：如果增长时间理解为单位时间，即现有个体数为Nt，而原有个体数为Nt-1，那么可以得出“J”形增长种群增长速率的数学模型：V= N0×λt-1×(λ-1)。 3.5.3 主探“J”形增长的增长率 通过课件展示：种群增长率＝（现有个体数－原有个体数）/原有个体数×100%（无单位），仍然通过引导学生根据“J”形增长的数学模型来加以推导和分析。浙科版教材P64中有一句话：出生率减去死亡率就是种群的自然增长率，这与“种群增长率＝（现有个体数－原有个体数）/原有个体数×100%（无单位）”是否矛盾？实际上，结合出生率与死亡率的概念，学生很好理解：在单位时间内，（出生个体数－死亡个体数）/原有个体数×100%即为种群的自然增长率，而“单位时间内出生个体数－死亡个体数”与“单位时间内现有个体数－原有个体数”两者的内涵完全一致，只是表示方法不同而已。课堂实践证明，在给出种群增长率的公式后，结合教材“第一节 种群的特征”中出生率与死亡率的定义，学生可以自主探究、分析得出两者之间的一致性，并且收获了探究成功的乐趣。 那么“J”形增长的增长率到底是如何变化的呢？