资源简介

1.3 影响种群数量变化的因素 教案
高中生物学人教版（2019）选择性必修2 生物与环境 第1章 第3节
授课年级：高二 课时安排：1课时（45分钟）
一、教学目标（核心素养四维目标）
1. 生命观念
通过分析阳光、温度、水等非生物因素及种内、种间生物因素对种群数量的影响，形成"种群数量变化是生物与环境相互作用的结果"的稳态与平衡观，理解生态系统中种群动态平衡的生物学本质。
2. 科学思维
通过对郁闭度与草本植物种群密度数据、种群数量变化案例的分析，提升数据分析能力和逻辑推理能力；通过辨析密度制约因素与非密度制约因素的作用特点，培养辩证思维能力，能够从多角度解释种群数量变化的原因。
3. 科学探究
通过小组讨论分析非生物因素、生物因素对种群数量影响的实例，提升合作探究能力；能够设计简单的探究实验，验证温度或光照对特定生物种群数量变化的影响，初步形成科学实验设计的思维方法。
4. 社会责任
通过学习种群研究在渔业生产、有害生物防治、濒危物种保护中的应用，能够运用种群数量变化规律分析和解决生产生活中的实际问题，树立合理利用生物资源、保护生态环境的意识，形成人与自然和谐共生的生态文明观念。
二、教学重难点
1. 教学重点
（1）阳光、温度、水等非生物因素对种群数量变化的影响；
（2）种内竞争、捕食、种间竞争、寄生等生物因素对种群数量变化的影响；
（3）种群数量变化规律在生产实践中的应用。
2. 教学难点
理解非生物因素与生物因素对种群数量变化影响的综合性与复杂性，能够分析多种因素共同作用下的种群数量动态变化原因。
三、教学方法
1. 情境教学法：以"离离原上草，一岁一枯荣"的古诗情境引入，结合北方草原季节性变化、东亚飞蝗爆发、鼠害防治等真实案例，激发学生学习兴趣。
2. 问题驱动法：通过设置递进式问题链，引导学生逐步分析不同因素对种群数量的影响，培养自主思考能力。
3. 小组讨论法：组织学生对郁闭度调查数据、生物因素影响案例进行分组讨论，提升合作探究和交流表达能力。
4. 案例分析法：结合渔业捕捞、有害生物防治、濒危物种保护等实际案例，帮助学生理解种群数量变化规律的应用价值。
四、教学手段
1. 多媒体教学：通过PPT展示种群数量变化的图片、数据表格、案例视频，直观呈现抽象的生态学原理。
2. 交互式教学：利用希沃白板设计课堂互动习题，即时检测学生知识掌握情况，实现教学反馈闭环。
3. 实物展示：展示不同郁闭度下植物生长的实物标本，增强学生对光照影响种群数量的感性认识。
4. 教学资源：人教版（2019）选择性必修2教材、同步练习册、相关科普短视频资源。
五、教学过程（详细）
（一）新课导入（5分钟）
教师活动：播放北方草原春夏秋冬四季变化的短视频，同时朗诵古诗"离离原上草，一岁一枯荣，野火烧不尽，春风吹又生"，提出问题引导学生思考：
1. 导致草本植物种群数量出现季节性变化的主要环境因素是什么？
2. 植物种群的数量变化会对当地动物种群的出生率和死亡率产生什么影响？
学生活动：独立思考后举手回答，初步认识到阳光、温度、水等非生物因素以及生物之间的相互关系都会影响种群数量。
设计意图：通过熟悉的古诗和直观的视频情境引入，快速吸引学生注意力，联系生活实际，为新课学习做好铺垫。
（二）新知讲授：非生物因素对种群数量变化的影响（15分钟）
教师活动1：展示"人工树林林下草本植物种群密度随郁闭度变化"的调查数据表格：
郁闭度 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
一年蓬（株/m ） 15.3 13.5 10.8 7.4 4.3 2.4
加拿大一枝黄花（株/m ） 10.4 9.5 6.1 5.6 3.0 1.2
刺儿菜（株/m ） 3.7 4.3 8.5 4.4 2.2 1.0
组织学生分组讨论以下问题：
1. 影响该地草本植物种群密度的主要非生物因素是什么？
2. 同样光照条件下，刺儿菜的种群密度变化与一年蓬、加拿大一枝黄花存在差异的原因是什么？
3. 除光照外，还有哪些非生物因素会影响种群数量变化？试举例说明。
学生活动：分组讨论5分钟后，每组选派代表发言，得出结论：光照是影响林下植物种群密度的主要因素，不同植物对光照的适应性不同；温度、水等也会影响种群数量变化。
教师活动2：结合学生回答，系统讲解三类非生物因素的影响特点：
阳光：林下植物种群密度主要取决于林冠层郁闭度，光照强度直接影响植物光合作用效率，阳生植物适合在强光下生长，阴生植物适合在弱光下生长。
温度：春季气温升高促使植物种子萌发，冬季低温导致蚊类等昆虫大量死亡，温度通过影响生物代谢活动和繁殖能力影响种群数量。
水：干旱缺水会导致植物死亡率升高、动物个体死亡，但干旱条件却会促使东亚飞蝗爆发式增长，说明水对不同种群的影响存在差异。
强调：非生物因素对种群数量的影响往往是综合性的，如春季植物种子萌发同时受温度、光照、水分等多种因素共同作用。
设计意图：通过真实数据的分析，培养学生数据分析能力和合作探究能力，让学生在讨论中自主建构非生物因素影响种群数量的概念。
（三）新知讲授：生物因素对种群数量变化的影响（15分钟）
教师活动1：提出问题："当一个种群的密度不断增大时，种群内部会出现什么变化？"引导学生思考种内关系的影响。
教师讲解：随着种群密度增大，种内竞争加剧，会导致出生率降低、死亡率升高，从而限制种群数量增长，这是种内因素对种群数量的调节作用。
教师活动2：展示"雪兔和猞猁种群数量波动曲线"，组织学生分析种间关系的影响：
捕食：猞猁以雪兔为食，雪兔数量上升会导致猞猁数量增加，猞猁数量增加又会导致雪兔数量下降，二者种群数量呈现周期性波动，形成相互制约的关系。
种间竞争：森林中不同植物竞争阳光和养分，草原上非洲狮与猎豹竞争猎物，竞争能力较弱的种群数量会受到抑制。
寄生：寄生虫、细菌或病毒引起的传染病会导致种群出生率降低、死亡率升高，如禽流感病毒会导致野生鸟类种群数量大幅下降。
教师补充：生物因素对种群数量的影响可以分为两类：密度制约因素（如种内竞争、捕食、寄生，影响强度随种群密度变化）和非密度制约因素（如地震、火灾等自然灾害，影响强度与种群密度无关）。
学生活动：结合生活实例，列举生物因素影响种群数量的其他案例，如农田中害虫和天敌的数量变化、养殖池塘中鱼类的种内竞争等。
设计意图：通过经典的种群数量波动曲线分析，帮助学生理解生物因素对种群动态的调节作用，培养学生的逻辑推理能力和辩证思维。
（四）新知讲授：种群研究的实践应用（5分钟）
教师活动：结合生活实际，讲解种群数量变化规律在生产实践中的三类应用：
渔业资源合理利用：中等强度捕捞（捕捞量维持在K/2左右）有利于持续获得较大鱼产量，既能保证鱼类种群的快速增长能力，又能获得最大经济效益。
有害生物防治：防治鼠害时，既要通过化学、物理方法降低现存鼠群数量，又要通过硬化地面、储存好粮食等措施降低环境容纳量，才能从根本上控制鼠害；防治农林害虫时，保护或引入天敌比单纯喷洒农药更环保、更持久。
濒危物种保护：通过建立自然保护区，改善大熊猫、东北虎等濒危动物的栖息环境，提高其环境容纳量，是保护濒危物种的根本措施。
学生活动：思考"为什么农业生产中过度使用农药防治害虫效果不佳，且会带来很多负面影响？"，运用所学知识进行解释，树立生态保护意识。
设计意图：将理论知识与生产实践相结合，让学生认识到生物学知识的应用价值，落实社会责任核心素养。
（五）课堂小结与巩固练习（5分钟）
教师活动：利用思维导图总结本节课核心知识点：影响种群数量变化的因素分为非生物因素（阳光、温度、水）和生物因素（种内竞争、捕食、种间竞争、寄生），这些因素通过影响种群的出生率、死亡率、迁入率、迁出率最终影响种群数量，种群数量变化规律在生产生活中具有广泛应用价值。
课堂练习：
1. 下列属于非生物因素影响种群数量变化的是（ ）
A. 种内竞争 B. 捕食 C. 温度 D. 寄生
2. 为了持续获得最大渔业产量，捕捞后鱼类种群数量应维持在（ ）
A. K值水平 B. K/2水平 C. 较低水平 D. 任意水平
学生活动：独立完成练习，教师公布答案并讲解易错点，及时巩固所学知识。
课后作业：查阅资料，分析近年来我国大熊猫种群数量恢复的原因，撰写200字左右的分析小短文。
六、板书设计
1.3 影响种群数量变化的因素 一、影响因素 1. 非生物因素：阳光（郁闭度影响林下植物）、温度（季节变化影响萌发和存活）、水（干旱导致东亚飞蝗爆发）→ 综合性影响 2. 生物因素： 种内因素：种内竞争（密度增大时限制增长） 种间因素：捕食（雪兔与猞猁的周期波动）、种间竞争（植物竞争光照）、寄生（传染病影响种群数量） 二、实践应用 1. 渔业资源利用：K/2左右捕捞，实现可持续发展 2. 有害生物防治：降低环境容纳量，生物防治更环保 3. 濒危物种保护：改善栖息地，提高环境容纳量
七、教学反思
1. 本节课通过古诗情境和真实案例引入，有效激发了学生的学习兴趣，数据分析和小组讨论活动充分调动了学生的课堂参与度，较好地落实了科学思维和科学探究核心素养的培养。
2. 教学过程中发现部分学生对密度制约因素和非密度制约因素的区分存在困难，后续教学中可以补充更多案例进行辨析，帮助学生理解两类因素的本质差异。
3. 实践应用部分可以增加更多本地案例，如本地渔业生产、有害生物防治的实际情况，让学生更有代入感，进一步提升社会责任教育的实效性。
4. 可以设计简单的课后探究活动，如让学生调查校园内不同光照区域蒲公英的种群密度，验证光照对植物种群数量的影响，提升学生的实践操作能力。

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