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關(guān)鍵詞:種群數(shù)量;增長規(guī)律;建構(gòu)主義;教學(xué)設(shè)計(jì)
一、教材分析和教學(xué)目標(biāo)
1.教材內(nèi)容分析
蘇教版高中生物學(xué)教材必修3“穩(wěn)態(tài)與環(huán)境”模塊中,“種群數(shù)量的增長規(guī)律”安排在“第三章生物群落的演替”的“第一節(jié)生物群落的基本單位——種群的第二小部分”,第三章的另外兩節(jié)為“生物群落的構(gòu)成”和“生物群落的演替”。該小節(jié)內(nèi)容要求學(xué)生必須先掌握種群的基本概念和特征,所以被安排在“種群的特征”之后。同時(shí)該部分知識又是學(xué)生進(jìn)一步理解群落和生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)生物之間的關(guān)系和演替、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的維持基礎(chǔ)、生物與環(huán)境和諧,在宏觀生物學(xué)部分具有十分重要的位置,是整個(gè)模塊的核心概念之一。
2.教學(xué)目標(biāo)
①知識目標(biāo):說明建構(gòu)種群增長模型的方法;了解種群增長的常見類型及其特點(diǎn)。②能力目標(biāo):通過探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化,嘗試建構(gòu)種群增長的數(shù)學(xué)模型;用數(shù)學(xué)模型解釋種群數(shù)量的變化。③情感目標(biāo):關(guān)注人類活動(dòng)對種群數(shù)量變化的影響;培養(yǎng)學(xué)生熱愛大自然的情感,勇于實(shí)踐、質(zhì)疑、理論聯(lián)系實(shí)際的科學(xué)精神和合作探究態(tài)度。
二、教學(xué)過程設(shè)計(jì)
1.展示各小組實(shí)驗(yàn)及其成果,進(jìn)行課前導(dǎo)學(xué)
“探究酵母菌種群大小的動(dòng)態(tài)變化”實(shí)驗(yàn)無法完整在一節(jié)課之內(nèi)完成,放在理論課后來做又成了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。所以,我就在上理論課的前一周安排一節(jié)課進(jìn)行實(shí)驗(yàn),以后在每天在同一時(shí)間
(晚自息前)讓各個(gè)組的一個(gè)同學(xué)進(jìn)行觀察,提醒學(xué)生操作注意點(diǎn)和方法,分批次給學(xué)生使用血球計(jì)數(shù)板的技巧進(jìn)行指導(dǎo),形成記錄結(jié)果(表格)和結(jié)論(曲線)。在課堂上,選擇具典型特點(diǎn)的部分實(shí)驗(yàn)小組的組長上臺,展示結(jié)果,說出自己的初步的結(jié)論和困惑。
其中典型的曲線如下圖:
同學(xué)們聽到的是自己各小組動(dòng)手通過實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果,不同的小組提出的問題又不完全相同,甚至曲線的形態(tài)也不完全一致,吸引了學(xué)生的注意力。最后,老師總結(jié)學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果,提出問題:①根據(jù)種群增長的特點(diǎn)分幾種方式?可用什么數(shù)學(xué)模型表示?
②人類的活動(dòng)對生物種群的增長有何影響?激發(fā)了學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲望。
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2.逐層設(shè)疑,引領(lǐng)學(xué)生思考,探究真知
本節(jié)課的部分三個(gè)知識點(diǎn)是相互關(guān)聯(lián),逐層深入和拓展的。
教學(xué)中,我采用問題引領(lǐng),合作討論,主動(dòng)學(xué)習(xí)完成知識的意義
構(gòu)建。
(1)逐層深入,構(gòu)建種群增長的數(shù)學(xué)模型
我們要對所研究的種群進(jìn)行分析、預(yù)報(bào)、決策和控制時(shí),需要應(yīng)用數(shù)學(xué)工具,構(gòu)建數(shù)學(xué)模型則是這個(gè)過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
(2)問題引領(lǐng)學(xué)生自主學(xué)習(xí),理解種群增長類型
酵母菌種群增長曲線起始段呈J型,后來趨于穩(wěn)定又呈S型。對于本節(jié)教材重點(diǎn)知識的處理是:簡單的內(nèi)容,通過問題引領(lǐng),學(xué)生自主完成學(xué)習(xí)任務(wù);概念內(nèi)涵的理解,則通過小組討論、相互啟發(fā),老師點(diǎn)撥,形成完整概念,發(fā)展分析和表達(dá)能力。
首先討論如下問題,理解種群增長類型。
①種群增長分哪兩種類型?完成下列表格。
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②何為K值?此時(shí)種群出生率和死亡率怎樣?
③種群的“J”型增長和“S”型增長的形成內(nèi)因分別是什么?(無環(huán)境阻力;資源和空間有限、天敵增加。)
以上內(nèi)容難度并不大,教師可直接對相關(guān)答案進(jìn)行矯正。然后,老師再啟發(fā)學(xué)生思考、合作討論如下問題,加深對種群增長類型概念實(shí)質(zhì)的理解。
①在20世紀(jì)30年代,人們將環(huán)頸雉引入美國的一個(gè)島嶼,種群增長如下圖中的實(shí)線。環(huán)頸雉種群增長的實(shí)際存在的曲線與“J”型曲線有差別的原因是什么?(受每年冬季食物較少、氣候不適影響,兔子種群數(shù)量略有下降。)
②自然界中,種群的“S”型增長達(dá)到K值時(shí),是不是穩(wěn)定不變?(不是,在一定范圍內(nèi)波動(dòng)。)
……
(3)開放討論,理解人類活動(dòng)對生物數(shù)量的影響
“探究酵母菌種群大小的動(dòng)態(tài)變化”實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線中后段,曲線不斷下降??梢源藶橐龑?dǎo),組織學(xué)積極討論,理解研究種群數(shù)量增長對保護(hù)環(huán)境、維持生物多樣性方面的意義:
①酵母菌種增長曲線中,第5到9天,種群數(shù)量表現(xiàn)為何種特征?原因是什么?(下降;空間有限、營養(yǎng)不足、有害物質(zhì)增加。)
②澳洲本來沒有兔子,一八五九年,一個(gè)叫托馬斯·奧斯汀的英國人來澳定居,帶來了二十四只野兔,放養(yǎng)在他的莊園里,供他打獵取樂。奧斯汀絕對沒有想到,一個(gè)世紀(jì)之后,這二十四只野兔的后代達(dá)到六億只之多。澳大利亞野兔為什么成災(zāi)?成災(zāi)后人們該采取什么對策?(環(huán)境適宜,兔子種群快速增長;人工適度捕獵或適度增加兔子天敵等等。)
③怎樣做才是保護(hù)大熊貓的根本措施?(建立自然保護(hù)區(qū),改善大熊貓的棲息環(huán)境,提高環(huán)境容納量。)
④怎樣捕撈才能使海洋漁業(yè)資源達(dá)到最大化,同時(shí)又不影響漁業(yè)資源的穩(wěn)態(tài)發(fā)展?(在■K時(shí)捕撈,捕撈量為■K時(shí)年增長量,避開繁殖期。)
在教學(xué)實(shí)踐中,我也經(jīng)常采用“辯論會”的形式組織該環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)活動(dòng)。辯論的議題是:舉例說明種群數(shù)量增長好還是減少好?這種形式對學(xué)業(yè)水平測試有要求的班級效果更佳。學(xué)生參與態(tài)度積極,課堂氣氛活躍,無形中培養(yǎng)了學(xué)生關(guān)注環(huán)境和人與自然和諧發(fā)展意識,重視理論聯(lián)系實(shí)際的理念。
3.精講點(diǎn)撥,理清知識脈絡(luò)
種群數(shù)量的增長方式是“J”型增長還是“S”型增長,主要決定于生物與其生存環(huán)境之間矛盾。如果生物種群增長所需求的條件環(huán)境能夠滿足時(shí),種群就呈J型增長;如果環(huán)境資源滿足不了種群快速增長的需求,甚至阻礙種群的增長,種群就呈S型增長或
下降。
最后,老師可根據(jù)板書的主要標(biāo)題進(jìn)行本節(jié)課知識的總結(jié):一個(gè)構(gòu)建(即學(xué)會構(gòu)建種群增長的模型);兩個(gè)種群的增長方式
(即“J”型增長和“S”增長);兩個(gè)重要概念(種群增長率和種群增長速率);三個(gè)人類活動(dòng)對種群的影響(控制有害動(dòng)物、野生生物資源的利用、瀕危動(dòng)物的保護(hù))。通過老師引導(dǎo)下的提煉和總結(jié),使復(fù)雜、零亂的知識條理化、網(wǎng)絡(luò)化,使深?yuàn)W的原理、概念簡約化,進(jìn)一步幫助學(xué)生優(yōu)化知識的意義構(gòu)建。
4.鞏固訓(xùn)練,提升實(shí)戰(zhàn)能力
該環(huán)節(jié)的實(shí)施,可分層設(shè)置基本練習(xí)題、能力拓展題,一定要覆蓋本節(jié)課的知識要點(diǎn),同時(shí)考慮不同類型學(xué)生和分類(選修和必修)教學(xué)的基本要求,控制好量。真正做到學(xué)什么,就練什么。通過上述的逐層的分析討論,學(xué)生的能力提升就會水到渠成。對學(xué)習(xí)有困難的學(xué)生,課后可適當(dāng)增加1~2題糾偏練習(xí),難度要適當(dāng),相當(dāng)于或小于課堂鞏固訓(xùn)練,抑或重點(diǎn)錯(cuò)誤的變式訓(xùn)練。
5.課后遷移創(chuàng)新,再求新知
自然界中的生物具有多樣性,不同的生物種群增長的影響因素紛繁復(fù)雜。要想讓我們學(xué)生將生物學(xué)原理真正去聯(lián)系實(shí)踐,還需要同學(xué)課后去進(jìn)一步的探究。可讓學(xué)生有選擇性地完成如下作業(yè):①到農(nóng)林科技部門或上網(wǎng)查詢,了解當(dāng)?shù)啬骋环N有害動(dòng)、植物種群數(shù)量(種群密度)變化的影響因素和變化特征、危害程度、人類調(diào)控的措施及其技巧等。只有這樣的實(shí)踐活動(dòng),才能使學(xué)生學(xué)習(xí)到的生物學(xué)原理活學(xué)活用,發(fā)展自己的創(chuàng)新能力。
②進(jìn)一步進(jìn)行對照實(shí)驗(yàn)研究,不同溫度、營養(yǎng)物質(zhì)濃度、pH值、O2濃度等因素對酵母菌種群增長的影響。
三、教學(xué)反思