2023-2024学年人教版选择性必修21-1“种群的数量特征”（教学设计）.docx

“种群的数量特征”教学设计【课标分析】概念2生态系统中的各种成分相互影响，共同实现系统的物质循环、能量流动和信息传递，生态系统通过自我调节保持相对稳定的状态。2.1不同种群的生物在长期适应环境和彼此相互适应的过程中形成动态的生物群落。2.1.1列举种群具有种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构、性别比例等特征。【教材分析】本章的价值重在引导学生学习系统分析的方法、建立数学模型的方法，感悟生物学因果关系的复杂性（科学思维）。在活动教学中让学生应用系统分析的方法，第一阶段定性分析划分系统边界没确定系统组分，分析系统层次,明确问题和研究目标。第二阶段定量分析，定量研究各个组分之间的影响关系，建立系统的数学模型。第三阶段模型分析，认识系统动态规律的基础，模拟试验优化系统功能。第四阶段系统结构优化，通过模拟分析，优化系统结构，使得系统功能整合，实现系统功能的优化。探究活动全面的提高学生的生物学实验中收集和处理信息的能力，和科学探究的其他能力（科学探究）。调查草地中某种双子叶植物的种群密度，包括提出问题、制定计划、实施计划、得出结论及讨论等环节。真实的自然环境是复杂的情境（科学探究）。本章帮助学生从生物与环境相互作用的角度去看待世界，辩证的分析人类活动对于生态系统、对种群的影响，进而自觉的建立人与自然环境和谐相处的观念,促使学生建立生态意识、环境保护意识和践行绿色低碳生活方式的基础（社会责任）。关注我国国情，反映我国科技进展和生态建设新成就，渗透中华优秀传统文化（社会责任）。【学情分析】学生在必修和选择性必修一中主要是从细胞和个体水平探讨生命现象和生命活动的内在规律。本章是生物与环境模块的起始章节，是为了更多从多细胞生物，从生物的延续和发展而构成的群体一一种群来了解。种群的数量会收到其他物种和非生物环境的影响，而处于动态变化之中。初中学习的生态学知识,是比较粗浅的，本章是对其更深入的探讨。种群是个开放的系统，需要从外界环境中获取能量，与外界进行物质交还，体现了物质与能量观，也体现了生物与环境之间相互影响的生态观（生命观念）。本模块是学生在学习了必修一细胞水平和选择性必修一稳态与调节部分个体水平生命系统之上，进一步学习关于群体水平生命系统。第1节认识种群的个体数量状况如何。第2节关注种群的数量会怎样变化？第3节影响其数量变化的因素有哪些？种群是一定空间范围内同种生物所有个体的集合，是一个动态开放的生命系统。个体的出生、死亡、迁入和迁出，会不断的影响种群的存在和延续。本章种群“S”形增长的内容，揭示了种群数量在有限条件下通过种内调节维持稳定的机制，体现稳态与平衡观（生命观念）。【教学目标】通过回顾细胞水平和个体水平中的相关知识，并引申出种群的相关知识框架，体会生命层次的系统观。能结合实例，会区分种群并归纳出种群的概念，说出研究种群数量特征的意义。1.体验样方法、标记重捕法的过程，探究科学调查法的原理和注意事项，理解系统分析法的各个层次，提高学生统计数据、分析简单数据的能力。2 .通过种群的概念的学习，以及种群密度、出生率和死亡率、年龄结构、性比率等特征之间相互关系的分析，形成稳态与平衡的生命观念。3 .通过回顾细胞水平和个体水平中的相关知识，并引申出种群的相关知识框架,体会生命层次的系统观。说明种群数量特征和种群密度的关系。能结合实例，对种群概念的内涵进行辨析，能以生态学观点解释种群的概念及其特征。会区分种群并归纳出种群的概念，说出研究种群数量特征的意义。4 .说出调查种群密度的主要方法，体验样方法、标记重捕法的过程，探究科学调查法的原理和注意事项，理解系统分析法的各个层次,提高学生统计数据、分析简单数据的能力。培养学生小组合作交流展示的习惯，提高学生自主学习和合作学习的能力。【教学重难点】重点：种群而数量特征，调查种群密度的方法；尝试建立数学模型解释种群的数量变化；分析影响种群数量的变化因素；分析循环因果关系和总结系统分析法。难点：调查草地中某种双子叶植物的种群密度；对种群数量变化曲线的分析；分析循环因果关系和总结系统分析法。【教学准备】多媒体、自制教具、课前预习：通过网络和书籍搜集样方法、标记重捕法在实际生活中的运用，了解种群数量特征。思考东北豹是我国的以及保护动物，是本领高强的捕猎能手，为什么曾濒临灭绝呢？【教学过程】首先回顾稳态的范围，包括细胞水平、个体水平，并延伸到本册即将学习的种群水平。让学生填写生命系统的层次。和化学信号S电信号的力一出各个a白一灿带内珞幽也$,尹甑外,刈悟透化当机体弟悌身冷天气是.M会卸下丘，垂体甲阳龄酸笠整径产生*隼tO&W.RWl<WKt.友2WV量过期.iftl负&BWI节机都钥咤魏小遗入体内可以作为和W更疫赫啊阴3».以flB内iWW停证代!（的即丑行询通过谶IMSe。美榭a型如用三<s*?抑子的IWt生长、种群水平在学习本节内容之前，我们首先复习上一本书的内容。生物如何在个体水平上，通过信息传递实现稳态。生态系统的层次的名称。人们对生命系统的研究是从个体水平到微观的细胞水平，甚至到分子水平。也有从个体水平到了更宏观的种群、群落和生态系统的层次。之前我们学习了细胞和个体水平，接下来我们要学习种群。复习生命层次的概念，构建稳态与平衡观。以白犀牛是否灭绝的社会热点引入种群的概念。章引言“任何物种都不可能以单一个体生存和繁衍一一灭绝的犀牛事件。从而渗透群体的思想：个体是细胞的群体，种群是个体的群体，群落是种群的群体；各个层次的群体是一个有机的整体。任务一：学习种群、种群数量特征的概念、类型和意义（指向目标1）思考1-1：以下图示中哪些是种群？你能找出来它们共同点吗？填写种群的概种群是指生活在的生物的个体。提示：构成种群的三要素：一定的自然区域；同种生物；全部个体。种群内个体可相互交配，具有一定的基因组成，一个基因库，以区别于其他物种。环境的变化或基因突变，加上自然选择，最终影响种群的表型进而改变种群的等位基因频率。种群是是生物群落和生态系统的基本组成单位，是种间关系的基本单位。“整体不是不是部分的叠加，整体大于部分之和，从进化的观点来看，种群是生物进化的基本单位，也是基因库的最小单位。从生态学的观点来分析，种群既是生物繁殖的基本单位，又是生物群落的基本组成单位。思考1-2：你能举例说明研究种群密度背后的意义吗？种群的种群数量是否等同于种群密度？提示：研究种群的核心问题是种群数量的变化规律。种群的最基本的数量特征是种群密度。种群密度是指种群在单位面积或体积中的个体数，它是一个随着环境条件和调查时间为变化的变量。调查所得的种群密度为特定时间和特定空间的目的，它反映了生物与环境的关系。归纳种群概念的两个方面，从生态学的观点来看：种群是生物繁殖的基本单位，又是生物群落的基本组成单位。从进化的观点来看，种群是生物进化的观点来看：种群是生物进化的基本单位。展示深圳市梧桐山上阴阳坡的照片，产生认知冲突，激发学生学习兴趣。如统计楸楞，特点个体较大，分布范围较小，选择逐个计数法。但一般我们遇到的情况更复杂，所调查的种群数量比较多，采取什么方法呢？阅读教材，了解什么是估算法。文本中谈到估算法，在调查在被调查种群的分布范围内，随机选取若干样方，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。鼓励学生阅读要带着问题思考。就“若干个样方”能提出怎样的疑问？任务二：小方格里乐趣多样方法的模拟实验（指向目标2）展示梧桐山山顶的图片，引导学生观察阴阳坡的差异？思考2-1：阅读教材P2“样方法”部分、P5"调查草地中某种双子叶植物的种群密度”，提炼出调查种群密度的研究方法，简要写下你的调查流程。【资料1】提示：一般的流程：确定调查对象一选取样方（取样方法和取样原则）一计数（计数原则）一估算种群密度一分析不同的调查地点、不同种群的密度存在差异的原因O我们今装调查梧桐山的养菜和车前草在阴阳坡上种群密度的差异情况。在何处取样？分别在阳面坡和阴面坡取样地。取样的原则是什么。取样时要随机取样。取样的方法依据地形的不同而有所差异，五点取样法和等距取样法。取样时要注意什么？取样时要注意人身安全。通过分组合作，体验探究的过程，模拟探究五点取样法调查阴阳坡地上葬菜的种群密度，通过模拟实验发现，阴阳坡地上的养菜分布不同，阳面更多，推测养菜可能为阳生植物。分组合作，讨论不同样方大小对种群密度调查的影响，样方调查蒲公英样方的数目。同时模拟调查梧桐山上红耳鸭的种群数量，用估算法。动物被捕捉后，第二次变得更不容易被捕捉；标志过于醒目，被标记后的动物容易被天敌发现；标志物脱落；标记物不合理导致个体死亡；调查期间有同种动物迁入；调查期间多只未被标记的个体死亡。对不同的情境进行探讨，然后归纳出用标记重捕法估算结果时可能会偏大或偏小的原因有哪些。采取哪些措施能够减少实验误差，以提升解决真实问题。思考2-2：运用五点取样法调查阳面坡地上养菜的种群密度并填写表I0表1阴阳坡地上葬菜的种群密度种群样方1样方2样方3样方4样方5种群密度（株m2）阳面坡养菜阴面坡养菜思考2-3：当样方依次选取0.3X0.3m、0.6X0.6m、IXln1、1.5×1.5m>2×2m大小的正方形样方时，得到的种群密度数据有何差异？请填写表2。表2不同相白方大小的小卜群密度调查样方大小样方1样方2样方3样方4样方5种群密度（株m2）0.3×0.3m0.6×0.mIXlm1.5×1.5m2×2m【追问】调查的对象为酢浆草（草本）、假鹰爪（灌木）、深山含笑（乔木），选取样方大小你推测有什么差异？能否找到其中的规律呢？提示：依据调查的对象。草本Im?正方形，灌木1611A乔木100m2。思考2-4：探究选取样方的数量与估测种群密度的关系，随机选取10个lm×Im的样方，统计梧桐山的蒲公英种群数量，并依次计算前3、4、5、6、7、8、9、10个样方的平均值，依据表3数据填写表4。表3样方法调查蒲公英种群数目样方样方1样方2样方3样方4样方5样方6样方7样方8样方9样方10株数26222713141723172318表4不同样方数的蒲公英种群密度统计的样方数前3个前4个前5个前6个前7个前8个前9个前10个平均值（株m2）讨论2-5：样方边线上的点，是否计算样方边上的点，对实验结果有无对实验结果有何影响？应当如何计数？提示：计数的原则：计相邻两边及顶角个体数，计上不计下，计左不计右，种群密度的估计值为所有样方种群密度的平均值。讨论2-6：为什么各组数据之间存在差异？怎样减少误差？提示：调查分布范围较小，个体较大的种群时，可以逐个计数。分布较广、个体较多的情况下，逐个计算非常困难，采取估算的方法。讨论2-7：样方法适用于估算哪些生物的种群密度？任务三：扑克牌妙趣多一标记重捕法的模拟实验（指向目标2）通过动画演示标记重捕法的过程，学生借助动画，概括标记重捕法的过程，并用类比推理，训练表达。思考3-1：阅读教材P3,提炼出调查种群密度的研究方法，简要写下你的调查流程。提示：捕捉标记-放回混匀重捕-计算从扑克牌中随机取出一叠牌卡（M）,计数后，做上标记，重新放回卡牌中（模拟标记后的动物）；充