资源简介

学校 课题 选择性必修二 1.2 种群数量的变化
年级 高二 学科 生物
教材分析 一、教学内容分析 本节课的主要教学内容为人教版选择性必修2第1章第2节“种群数量的变化 ”。这一节主要介绍了种群数量变化的原因、规律和应用，包括密度制约因素和环境制约因素对种群数量的影响，以及种群数量增长的“J”型曲线和“S”型曲线等基本概念。
学情分析 1. 学生已经学习了种群的概念，了解了种群的基本特征和种群密度的测定方法。这为本节课的学习打下了基础。 2. 学生已经学习了种群数量变化的基本规律，包括密度制约因素和环境制约因素对种群数量的影响。这为本节课的学习提供了背景知识。 3. 学生已经学习了曲线图的阅读和分析方法，这为本节课学习种群数量增长的“J”型曲线和“S”型曲线提供了工具。 4. 学生已经学习了种群数量的统计方法，包括样方法和标志重捕法。这为本节课学习种群数量调查方法提供了基础。
教学目标 1.通过探究培养液中酵母菌种群数量的变化等活动，尝试建立数学模型表征和解释种群的数量变化。 2.举例说明种群的“J”形增长、“S”形增长、波动等数量变化情况。 3. 阐明环境容纳量原理在实践中的应用。
教学重难点 1.教学重点 (1)建构种群增长模型的方法。 (2)种群的“J”形增长和“S”形增长。 2.教学难点 建构种群增长的数学模型。
教学 准备 课前预习案（星火模型分析）、课中学习任务单、python 编程与环境（Anaconda3-2024.06-1- Windows-x86_64.exe）、虚拟仿真平台（https://phet.colorado.edu/zh_CN/）、畅言智慧课堂等
教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 智慧课堂应用及分析 1.功能选择 2.应用价值 3.评价体现 时长
导新课入 创设情 境， 导入 问题 教师分析预习案中学生存在的问题，明确本节重点。 【情境导入】 介绍兔产业在乡村振兴中的重要性，创设“李伯伯养兔”的情 景，引入探究种群数量变化的问 1. 功能选择：利用讯飞星火大模型对课前预习案结果进行课前分析 2. 应用价值：学情分析，掌握教学重
题。 难点和学生易错点3. 评价体现：师评
概念导入 构建细菌增长的多种数学模型，掌握构建数学模型的步骤 【提出问题】 由研究实例概括，提问数学模型中参数的含义： 1. 引导学生对模型进行修正，为推导 J 形增长做铺垫。 2. 提问模型中 2 的含义； 3. 提问初始为 5 个细菌分裂，第t 代细菌数量的计算公式是什么？ 根据推导过程，教师引导学生总结建立数学模型的研究方法。 结合实例对模型进行修正： 如对细菌增长的模型进行修正，可以用N0表示该种群的起始数量，则模型为 N0×2t；当细菌增长倍数用参数λ代替，第一代种群数量为 N0 λ,依次总结，第 t 代种群数目为 N0× λt.。 1、阅读课本，完成课前预习案，总结数学模型的概念 2、完成课前任务，构建表格、公式和图像模型。并理解N0=2t 中 t 的含义 3、回答问题：第 t代细菌数量的计算公式是 Nt=5*2t、 学生结合书本和教师引导，共同作答 : 观察研究对象，提出问题；提出合理假设；根据实验数据，用适当的数学形式对食物的性质进行表达， 即建立数学模型。为了准确性或进一步的观察，对模型进行检验或修正。 对细菌增长的模型进行修正。 1. 功能选择：分享资料，在屏幕上呈现资料和知识点 。 2. 应用价值：扩展学生知识，构建学生思维。 3. 评价体现：师评反馈
授课 一 、 建构种群增长模型的方法 任务一：模型 构建 完成 活动1： 构建 兔种 群增 长模型 引导学生完成理想条件下兔子种群增长模型，提供虚拟仿真平 台，安排学生演示实验 提供 8 世代的兔数量。 学生模拟兔理想增长，构建理想条件下兔种群增长模型 学生绘图，构建公式，绘制图像，分组拍照上传。 1. 功能选择：虚拟仿真平台 （https://phet.c olorado.edu/zh_C N/）；畅言智慧 “函数工具 ” 2. 应用价值：快速构建科学可信的数学模型，提高课堂效率，提高学生主动性，使课堂更活跃。
【模型构建】 教师要求学生根据细菌增长的规律，建立理想条件下兔种群的数学模型。 教师说明：像这样，类似细菌在理想条件下种群增长的形式，以时间为横坐标，种群数量为纵坐标绘制曲线，大致呈 J 形。这种类型的种群增长称为 J 形增长。 根据图像特点，总结 J 形曲线，对参数进行归纳。 要求学生根据实际参数，构建现实条件下兔群增长曲线 利用“函数工具”绘制相应图像 3. 评价体现：学生自评
教师介绍：李伯伯养殖后却得到了和理想相差极大的实际值。同学们根据数据，应得到如图曲 线。养殖若干时间后，对兔种群数量跟踪调查得到右图。兔种群经过一定时间的增长，数量趋于稳定，增长曲线呈 S 形。这两种曲线是怎样形成的呢？为什么有区别？ 构建同一坐标系中的两曲线模 型，请学生思考讨论并尝试解释两条曲线的区别。 学生将绘制的图像拍照上传，思考讨论，结合所学内 容，提出：理想条件和现实条件具有区别。
授课 二、 种群的 “J ”形 增长和 “S ”形 增长 任务二： 模型 分析 完成 活动2： 比较 兔种 群增 长模型 给出学习任务单，要求学生越学课本 P8~9 页黑体字，完成两种增长模型比较。 根据智能批改统计，对错误较多的填词内容挑选全正确学生进行“学生讲解” 阅读课本，结合曲线图的区别，完成选词填空 学生阐明 J 形增长和 S 形增长在条件上的区别。 J 形增长为理想条件：没有天敌及其他竞争物种、 1. 功能选择：畅言智慧课堂“选词填空”；课堂互动功能“学生讲”，学生将个人平板分享给全班 2. 应用价值：检验学生对两种增长模型条件的掌握程度，提高课堂效 率，发展学生个人素养。教师可以看到每一名学生对学
活动3： 解读 增长 模型 重要 参数 问题①:分析 J 形 增长 中的 λ值 问题②:分析 S 形 增长 中的 K 值 【提出问题】 根据图像提问：在种群J形增长中 , λ代表什么？J形增长的种群λ需要满足什么条件？ 介绍现实条件下兔种群数量变化S形曲线图像阶段性特点。最终兔种群数趋于稳定 ，基本维持在5000只左右，但兔种群数量并非一直保持5000只， 而是上下波动 , 10世代时数量超过K值，强调， K值并不是种群达到的最大数量，而是能够维持的最大数量， 即环境容纳量。 【概念强调】 说明 K 值的概念：一定的环境条件所能维持的种群最大数量。 因现实条件下兔种群数量变化具有阶段性特点，在 4 世代时增长速率应最快，即 K/2 时种群增长 速率最大。 【提出问题】 提问：种群数量为什么会出现 学生根据图像进行抢答： λ为种群数量是前一年的倍数 λ=1 时，种群数量不变；λ>1 时， 种群数量增长；λ <1 时，种群数量下降 学生阅读课本 P9 大草履虫增长过程， 抢答：初始阶段种群数量小，需要适应新环境，增长较缓慢；资源和空间丰富，出生率升 高，种群增长迅 速；后期种群密度增大，种内竞争加剧，出生率降低死亡率升高，种群增长减缓；出生率约等于死亡率时，种群增长速率几乎为0，种群数量达到 K值，且维持相对稳定。 习内容的反馈，以及班级整体作答情况。 锻炼学生讲解能力，激发学生兴趣，活跃课堂气氛。 3. 评价体现：当堂检测；学生互评 1. 功能选择：课堂互动功能“抢答 ” 2. 应用价值：引发学生对 J 形增长模型中λ值的探 究；对 S 形增长中K 值的探究，活跃课堂气氛，提高学生答题积极性，促进师生，生生交流 。 知识难点采取小组合作学习再抢答方式 ,利 于难 点 突破 。
活动4： 探究环境容纳量应用实例：保护与防治 “S”形呢？ 教师提问：同一种群的 K 值是不是固定不变的呢？环境条件改变后会对 K 值产生什么影响？ 发起全班限时分类活动“K 值的应用”，归纳以下行为对该种群环境容纳量的影响。 教师介绍，以野生大熊猫种群为例进行说明，大熊猫栖息地遭到破坏，其 K 值就会变小；建立自然保护区，提高环境容纳量，大熊猫等级由“濒危”降为“易 危”。 展示资料：鼠害导致作物减产，硬化地面、密封粮仓等可对鼠种群数量产生影响。 P12“科学家的故事”马世骏采取多种方式改变环境，综合防治飞蝗。 结合以上资料，教师提问：我们对于野生资源和有害生物，应该怎样对环境进行调节？ 学生在平板上拖动语句完成分类，相互讨论，核对答 案。 学生讨论，主动作答：可以降低环境阻力，增大 K 值，保护野生资源；增大环境阻力，减小K 值，防治有害生物 3. 评价体现：当堂检测，学生互评 1. 功能选择：畅言课堂“分类活动 ” 2. 应用价值：当堂检测学生对环境容纳量的理解，构建多种情境，培养学生生命观念与社会责任，培养学生应用知识解决问题能力。教师可以看到每一名学生对学习内容的反馈，以及班级整体作答情况。 3. 评价体现：师评，学生互评 1. 功能选择：课本聚焦 2. 应用价值 ：方便快捷地将课本内容呈现在大屏幕上 。培养学生阅读、理解能力及对知识转化的能力。
情境应用 任务三：模型 养殖场的山坡目前可容纳 5000 只兔子，保守计算每世代繁殖后兔子种群数量是上一代的 8 倍，初 1. 功能选择：在线讨论 2. 应用价值 ：在
应用活动5： “S ”形增长规律的实际应用 始李伯伯购入 300 只兔子，为李伯伯针对以下问题，提出建议。 【提建议 1】从 K 值和K/2 值的角度，为提高兔产量提出建议 【提建议 2】假设养殖场中的兔群呈 S 型增长，该种群的增长速率随种群数量的变化趋势如图 。 若要持续尽可能多地收获，最适合开始捕捉的点是( ),最适合结束捕捉的点是( ) 利用平板互动，发起讨论 【提建议 3】结合实际，为保护农民利益，可以采用哪些方法防治？ 邀请学生代表利用“星火 AI”互动。 学生在线讨论，发表个人看法：如提高饲料品质，定期补充饲料，扩大养殖面积等等。 学生在线讨论，人为最适合开始捕捉的点为 d 点，最适合结束捕捉的点是c 点。小组讨论学生代表发表看法，应捕捉后保持兔种群增长速度最快。 语音输入问题：养殖场围栏破损有兔子外逃入农田，大量繁殖，啃食农作物，为保护农民利益，提出建议。 维持一定课堂秩序的前提下，类似论坛发帖的方式进行讨论，师生可以互相点赞评论，提升课堂互动性和学习效率。培养学生阅读、理解能力及对知识转化能力。 3. 评价体现：师评、学生互评 1. 功能选择：星火助手智能 AI 2. 应用价值：学生具有的生活经验和知识储备有限，可利用星火大模型 处理复杂的学术资料，提供专业的回答和支持，帮助学生在学习过程中获得更好的辅导。 3. 评价体现：师评
总结与作业 总结模 型，布置作业 教师整理归纳所学内容，建构概念图，突出重要概念：种群数量的变化规律可以用数学模型描 述。 【布置作业】 1. 完成学习任务单上的课后习题，答案上传智学网 2. 预习 P11“探究 ·实践”培养液中酵母菌种群数量的变化，课下登录虚拟实验平台，完成仿真实验，并记录实验数据。 学生学习内容，接收任务并按时提 交。 1. 功能选择：智学网作业布置 2. 应用价值 ： 发布题目和提交答案方便快捷。强大的数据分析，及时点评，提高教学针对性。 3. 评价体现：课后师评 1. 功能选择：虚拟仿真实验平台
2. 应用价值：强大的交互性，能够生动逼真地模拟生物实验环境，解决了实际实验中可能遇到的客观因素限制，压缩酵母菌培养时间，获得真实可信的实验数据。 3. 评价体现：学生互评
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