资源简介

种群的数量特征
一、设计思想
本节课开始，学生将从种群这一生命系统结构层次开始，在群体水平上探讨生命系统的组成、结构和发展变化规律。通过学习种群密度及其调查方法，建立生命的系统观，启发和培养学生调查、统计等科学思维，提高科学实践探究能力，增强生态保护、濒危物种保护、农牧林渔业生产等社会责任感，提升家国情怀。
1、创设真实情境理解种群密度。利用教材中章引言及 “问题探讨”的东北豹材料，导入新课；举例多种动植物作为调查对象理解各种种群密度调查方法的适用范围。
2、设计模拟实验突破调查方法难点。利用学生平板学习机模拟样方法调查过程，理解并落实样方的取样原则、大小及多少；利用抽取随机数的方式模拟标记重捕法，巩固样本推断总体的调查原理和计算方法。
3、利用多媒体交互活跃课堂氛围，多维度实时反馈和动态监测。学生课前观看情景素材视频，课上使用学生平板学习机模拟样方法，利用学生讲功能同屏大屏幕分享计数过程，以小组为单位进行讨论及结果汇报，全班作答题目，抢答活动等等。大大提高了课堂效率，增强了课程的吸引力，充分锻炼并展示了学生的实践探究能力、归纳总结能力、语言表达能力和合作分享能力。
二、教材分析
本节课为选择性必修2《生物与环境》的第1章第1节的第1课时。本节教材的“问题探讨”与章引言一脉相承，以东北豹种群数量现状作为情境素材，引导学生思考和讨论：调查种群数量的意义；种群的数量特征不但可以了解种群的数量现状，而且可以预测种群数量的发展趋势。
教材首先简要介绍了种群密度的概念、种群密度是种群最基本的数量特征以及调查种群密度的意义；然后介绍了调查种群密度时逐个计数法和估算法两个思路；根据不同调查对象的特点，重点介绍了样方法和标记重捕法两种通过估算调查种群密度的方法。
最后以“种群密度反映了种群在一定时期的数量，但是仅靠这一特征还不能反映种群数量的变化趋势”为总结，为介绍出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构和性别比例等其他数量特征做铺垫。同时，样方法也是后续“探究·实践”“调查草地中某种双子叶植物的种群密度”的理论基础。
三、学情分析
学生在必修1《分子与细胞》的《走近细胞》一章了解了种群是生命系统的一个结构层次；在必修2《遗传与进化》中《生物的进化》一章学习了种群的概念及种群是生物进化和生物繁殖的基本单位。以上内容都是学习本节内容的基础。
本节课堂中出现的东北豹、鱼、蒲公英、大熊猫、羊、濒危动物保护、农田杂草、农林害虫、渔业捕捞等内容，多数学生都有一定的生活经验，或者通过书本、报纸、互联网等媒体有较多了解。通过学习本节课，为学习其他种群数量特征、种群数量的变化以及后续群落、生态系统等章节打基础。
四、教学目标与重难点
1、教学目标：
理解种群密度是种群最基本的数量特征；说出调查种群密度的主要方法。
2、教学重点：
种群密度的定义、调查种群密度的方法。
3、教学难点：
运用样方法及标记重捕法调查种群密度。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 技术支持 设计意图
微课推送，温故知新 课前推送种群的数量特征情景素材视频。 1分钟复习种群的概念及熟悉新课背景。 畅言智慧课堂资源中心及学生平板学习机 以短视频的形式帮助学生温故知新，缩短预习时间。
情境导入，引入新课 播放东北虎豹国家森林公园视频，结合章引言及问题探讨中东北豹濒临灭绝又得到保护的情境，提出问题并引出种群密度的定义。 回顾种群定义、明确种群研究的中心问题是种群的数量特征及其变化规律、列举种群的数量特征。 畅言智慧课堂电子课本、聚焦、随机选人 生动震撼的视频给学生以视觉刺激和新鲜感，激发学习兴趣；强悍凶猛的东北豹濒危又得到保护的情境引起学生认知冲突，思考研究种群数量及其变化的重要性，培养社会责任，提升家国情怀。
聚焦概念， 理解意义 通过陆地和水体两张生物种群图片构建种群密度的概念；引导学生思考并讨论种群密度的重要性；穿插种群密度的判断练习。 明确并判断在不同空间的种群密度的定义；从野生动物、农、牧、林、渔等角度思考种群密度的意义。 畅言智慧课堂全班作答 种群密度概念的学习，加深对种群生命系统的理解，完善稳态、系统等生命观念；联系社会实际，关注濒危物种保护、农牧林渔业生产，增强社会责任。
解决问题， 培养思维 联系科学家监测东北豹过程，提问如何调查其种群密度，引出逐个计数法的调查方法。 思考、讨论逐个计数的适用范围及优缺点。 畅言智慧课堂讨论 继续以科学家监测东北豹数量为情景，通过启发学生利用所学知识，解决实际问题，培养科学思维。
情景转换， 连续设问 由分布范围较小的种群转换到调查整个草原的蒲公英的种群密度，引出样方法的估算法调查方法。 （1）介绍什么是样方，以及如何通过样方法估算种群密度后，连续设问并总结： 样方如何选 样方的大小 样方选多少 思考、讨论、总结样方取样的随机取样原则、样方选取大小、样方选取的多少。 畅言智慧课堂讨论 情景转换，由逐个计数法过渡到估算法；通过个体分布不均匀的种群、不同类型的植物种群、以及不同调查面积的种群等图片，启发学生思考样方法调查种群密度的取样原则、大小及多少，培养科学思维和解决问题能力。
学以致用 实践探究 （2）用实心点代表待调查某草本植物，用空心圈代表其他草本植物，随机选取学生到一体机上操作，其他学生在平板学习机上模拟样方法调查种群密度。 总结并介绍常用的五点取样法和等距取样法。 利用所学样方法的知识在一体机或学生平板学习机上模拟使用样方法调查种群密度。 畅言智慧课堂全班作答批注上传、随机选人 通过平板学习机模拟操作，让学生每个人都有机会运用刚刚学习的样方法进行取样调查，积极参与课堂互动，养成科学思维习惯，培养科学探究能力，为“调查草地中某种双子叶植物的种群密度”的活动打下良好基础。
计数原则， 计算结果 （3）选取一个具有代表的样方，让全班同学对样方内的个体数进行投票； 选择不同结果的学生代表通过学生讲的方式，同屏平板学习机，画出自己计数的个体；最后总结样方法的计数原则和计算方法。 对样方内的个体数进行计数；通过学生平板学习机讲解圈出所有计数的个体；计算例题中的结果。 畅言智慧课堂投票、学生讲、抢答 通过设置可能出现的样方计数结果设置投票，让学生先独立思考样方计数原则并共享结果；通过学生讲互动让学生分享计数过程；实现课堂的思维碰撞，引导学生养成思考与修正的习惯，运用统计思维对探究结果进行分析和交流。
对象转换， 图示剖析 由活动范围小的种群转换到调查活动能力强、活动范围大的羊的种群密度，引出标记重捕法的估算调查方法。 通过概念模型的方法，联系数学样本推断总体的统计思想，启发同学推导出两次捕捉过程中标记数/总数的比例近似相等。 通过了解标记重捕法的过程，结合概念模型及数学样本推断总体的思想，推导出初次标记数/个体总数≈重捕标记数/重捕总数，计算出个体总数后，除以该区域面积或体积值，得到种群密度。 PPT动画演示 通过构建模型及跨学科联系，将艰涩复杂的新知识简化，化难为易，形象直观，培养归纳总结、逻辑推理等科学思维，为第二节探究种群数量的变化建立数学模型做好铺垫。
亲身体验 模拟调查 利用同学们的学号，使用随机数生成器模拟随机捕捉的过程，每次抽取10个数字。第一次抽取后，对应学号的同学用贴纸标记后坐下；再进行第二次抽取，被抽到的同学起立，统计其中被标记的同学的数量，并估算全班同学的总数。引导同学们思考标记重捕法过程的注意事项。 第一次抽取到学号的同学起立标记后坐下；第二次抽取到学号的同学起立并统计被标记的数量，估算全班同学总数，并思考标记重捕法过程中的注意事项。 随机数生成器 通过学生切身体验模拟标记重捕法的过程，当堂理解并应用标记重捕法，减轻课后模拟实验的压力。
开放眼界，拓展延伸 介绍其他种群密度的调查方法：黑光灯诱捕法、红外触发相机、微卫星DNA分子标记、动物的声音等。 通过阅读资料、观看图片、听取音频等方式了解调查种群数量的其他方法。 畅言智慧课堂画廊活动、音频 通过多种呈现方式介绍其他调查种群数量的方法，鼓励学生课下搜集相关研究和应用的信息及进展，进一步加深对科学、技术、社会相互关系的认识，关注生物学与社会发展的密切联系，培养学生对自然和社会的责任感。
归纳总结，提升巩固 1、通过畅言智慧课堂课堂互动全班作答习题，实时反馈内容掌握情况； 2、通过抢答方式选出学生代表进行答题游戏。 利用学生平板学习机作答习题并提交。 畅言智慧课堂全班作答、抢答。 通过全班作答习题，当堂落实，及时了解学生掌握情况，做到当堂反馈；通过抢答选出学生代表进行习题游戏，寓教于乐。
综合评价，总结奖励 对预习作业、小组讨论、小组汇报、课堂参与、习题检测等情况，对学生小组进行评价反馈。 对优秀小组进行奖励。 优秀小组获得奖励。 多维度对学生小组进行评价，优秀小组进行小奖励，同时鼓励其他小组继续努力。在乐中学，在快乐中结束课堂。
六、教学总结与反思
本教学设计依托深圳市福田区外国语高级中学智慧教育环境，受广东省中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0的启发，合理利用教学工具，积极通过利用信息化技术探索课堂形态，创新教学模式，增强课堂教学的吸引力和提高学生自主学习的积极性。
通过连通智学网的畅言智慧课堂系统及学生平板学习机，实现课前微课推送，课堂多元互动，课后作业布置。不但可以在课堂上实时反馈课上讨论情况及理解掌握程度，大大提高了课堂效率；同时通过课前课中课后多时间多维度的动态监测，积累学生知识及成长数据；而且以学生为主体，采用全班作答、随机选人、抢答等多种提问方式，使用讨论版、模拟调查、投票、学生讲等多种互动方式， 充分展示并锻炼了学生的实践探究能力、归纳总结能力、语言表达能力和合作分享能力。
孩子们是富有好奇心而又极其感性的。在课堂上，他们需要更多被考虑知识的接受形式和反馈形式；更加重要的是，他们需要被考虑自己能否参与到课堂中，能否有机会展现自己，能否用他们感兴趣的形式表达自己。因此，在AI赋能背景下的课堂变革下，教师更应从学生的需求出发，合理应用智慧教学环境丰富的学习资源，恰当使用智慧教学环境的硬件、软件资源，动态监测学生课前、课堂、课后学习情况，实时反馈学习过程中存在的问题，更加灵活而全面地掌握学生的学习情况，构建具有可操作性、稳定性、互动性和趣味性的智慧教育环境的教学模式，提高课堂效率，寓教于乐，寓学于乐。(共33张PPT)
种群的数量特征
高二生物
选择性必修二 生物与环境
第1章 种群及其动态
数量特征
变化规律
世界人口变化
第1节　种群的数量特征
00
如何描述种群数量特征？
东北豹的数量
问题探讨
2015年，我国科学家基于长期的野外观测查明：在我国东北长白山脉北部地区，共监测到东北豹42只，其中，幼体2只，雄性和雌性的成体分别为21只和17只，未能判断性别的成体2只。
种群密度
假设该区域有100平方千米，平均每平方千米有多少只东北豹？
（1平方千米=106平方米）
种群数量
年龄组成
性别比例
1.定义
单位面积
单位体积
一、种群密度
陆地
水体
种群在_________或_________中的 就是种群密度。
个体数
一、种群密度
1.定义：种群在 或 中的个体数。
单位面积
单位体积
×
例：请判断下面两项描述是否是种群密度？
每立方米水体内鱼的数量。
每平方米草地中蒲公英的数量。
水体
2.种群密度 是“种群最基本的数量特征” 。
陆地
√
3.意义：
一、种群密度
国宝大熊猫由濒危降为易危
农作物和杂草
试试从野生动物和农、牧、林、渔等任选一个角度思考？
1.逐个计数法（总数量调查）
在调查____________、________的种群时，可以逐个计数。
分布范围较小
个体较大
二、种群密度的调查方法
逐个计数法有什么优点和局限性呢？
优点：
局限性：
精确、直观
对于分布范围较广、个体较小的种群费时费力
整个草原的蒲公英/羊
的种群密度如何调查？
二、种群密度的调查方法
逐个计数法（总数量调查）
×
估算法（抽样调查）
√
2.样方法（估算法）
样方如何选？
样方的大小？
样方选多少？
样方是在被调查种群范围内人为划定的一个区域。
通过计算样方的种群密度，估计该种群的种群密度。
2.样方法（估算法）
随机取样，不能掺入主观因素。
样方取样的关键原则
2.样方法（估算法）
样方大小
调查对象的大小有关
如：草本1m2
灌木16m2
乔木100m2
2.样方法（估算法）
与被调查区域的总面积呈正相关；
选取的样方越少，误差越大；
选取的样方越多，越接近实际情况。
样方多少：
标准足球场105m*68m，
面积为7140m2
标准羽毛球场15m*7.1m
面积为106.5㎡
一起来试一试样方法吧~

待调查某草本植物
其他草本植物
1m
（2）常用取样方法
五点取样法
（2）常用取样方法
等距取样法
取样的关键是要作到随机取样，不能掺入主观因素
10km
6km
（3）计数原则
如何计数每个样方中被调查的个体数呢？










（3）计数原则
同种生物个体无论大小都要计数。边界线上的个体，应“计上不计下，计左不计右” ，即计数样方内+相邻两边及夹角上的个体。
样方编号 1 2 3 4 5
株数 3 4 5 4 4
样方法：在被调查种群的分布范围内，随机选取若干个样方，通过计数每个样方内的个体数，求得每个样方的种群密度，以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值。
某同学对某区域蒲公英数量调查结果如下（样方大小为1m2），则该地蒲公英的种群密度约为___株/m2
（4）计算方法
（5）适用范围:
植物
昆虫卵
蚜虫
跳蝻
一般适用于
植物
昆虫卵
活动范围较小的动物, 如作物植株上的蚜虫、跳蝻等。
3. 标记重捕法（估算法）
初次标记数（M）
首次捕获
个体总数（N）
放回原来的环境，
经过一段时间，充分混合
重捕
重捕总数（n）
重捕标记数（m）
(1)过程
初次标记数（M）
个体总数（N）
重捕标记数（m）
重捕总数（n）
3. 标记重捕法（估算法）
(2)原理:
初次标记数(M)
个体总数(N)
重捕标记数(m)
重捕总数(n)
因此，种群在该区域内的个体总数
求得N的数值再除以该区域面积或体积值，即得种群密度。
=
？
让我们用同学们来模拟标记重捕法试一试吧~
(3)适用范围
活动能力强，活动范围大的动物
(4)注意事项
①标记物和标记方法不能影响标记对象正常的
生理活动；
②标记物不能过分醒目；
③标记物不易脱落；
④标记个体需与未标记个体混合均匀后再重捕，
保证在重捕时被捕的概率相等；
⑤确保调查期间没有个体迁入、迁出、出生、死亡。
黑光灯诱捕法
对于有 的昆虫，可以用 的方法来估算它们的种群密度。
紫外线黑光灯
黑光灯进行灯光诱捕
趋光性
3. 其他种群密度的调查方法
①红外触发相机
3. 其他种群密度的调查方法
②微卫星DNA分子标记
③动物的声音
例 下列可以称为种群密度的是(　　)
A.一定地区内的人口数量
B.一个池塘中单位体积内鲢鱼的数量
C.一片森林中单位面积内乔木的数量
D.一条江河中单位体积内鱼的数量
B
未出现单位面积
乔木不只一种，不是一个种群
鱼不是一个种群
判断下列描述是否正确。
1、对于活动能力强、活动范围大的动物最好采用样方法调查种群密度。（ ）
2、用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度时，要选择植物生长茂盛处取样。（ ）
3、对农作物上的蚜虫、植物叶片上的昆虫卵常采用标记重捕法调查种群密度。（ ）
种群密度及调查方法
种群密度
逐个计数法
估算法
适用范围
分布范围较小、个体较大的种群
样方法
标记重捕法
适用范围
植物或昆虫卵及一些活动范围较小的动物（如蚜虫、跳蝻）
适用范围
活动能力强、活动范围大的动物

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