湖北省孝感高级中学高中生物《种群的结构》教案一、教材分析二、教学目标知识目标：说明建构种群增长模型的方法。能力目标：1、通过讨论细菌种群数量的变化，尝试建构种群增长的数学模型。2、用数学模型解释种群数量的变化。情感态度价值观：关注人类活动对种群数量变化的影响。三、教学重难点教学重点：尝试建构种群增长的数学模型，并据此解释种群数量的变化。教学难点：建构种群增长的数学模型。四、教学方法：讨论法、探究法五、教学过程教学环节教师活动学生活动教学意图课堂引入关注种群数量的变化了解蝗灾爆发的原因及对农业造成的损失从发生在我们身边的农业灾害引入新课内容细菌种群数量从手上沾满的细菌引入细菌种群增长模型的建构过程（播放细菌分裂动画）通过创设具体的情境，让学生感受活生生的生命现象。从增长数学模型的建构有研究表明有的细菌大约每20min繁殖一代。那么我们现在就以这样一种细菌作为观察和研究的对象。若以1个细菌，每20分钟繁殖一代计算，在20min、40min、60min后细菌数量为多少呢？请把我们推测的数据填写到学案的表格里面。提问：细菌在什么样的条件下能够如此连续繁殖？在回答这个问题之前,我们先一起来做个简单的游戏，这里有4个烧杯，100ml一个,250ml两个,500ml一个，将两个250ml的烧杯中装满花生，分别倒入100ml烧杯,500ml烧杯中，在倒花生的过程中，大家观察到了什么现象呢？学生思考并填写表格学生做倒花生的游戏而引入观察研究对象从简单的游戏中，明白假设在资源和空间无限多的环境中，细菌种群数量的增长才不会受种群密度增加的限制，即提出合理的假设。细菌种群数量增长数学模型的建构按照这种假设，那么细菌繁殖小n后，细菌种群数量大N该如何表达呢？请同学们结合表格里面的数据推测出大N的数学表达式。请你回答，对，大N等于2的小n次方，并请你上台画出细菌种群数量随时间变化的曲线。教师巡班，与学生讨论，并给予适当的指导（主要是画曲线，需要一定的数学功底）点评学生画图的情况简单介绍曲线图和方程式的优点。如果有条件的话，我们还要亲自去做实验，观察、统计细菌的数量，来检验我们得到的数学模型是可靠的。总结建构种群增长数学模型的一般过程及其意义，建构数学模型对于我们认识事物本质，总结规律有着非常重要的作用，比如孟德尔，牛顿通过建构数学模型有效地解决了遗传和力学中问题。1、如果我们用N表示细菌数量，n表示细菌繁殖的代数，请尝试写出细菌种群增长的公式。2、利用表格中的数据，以繁殖代数为横轴，细菌数量为纵轴，尝试画出细菌种群增长的曲线。3、学生讨论，由小组代表在黑板上展示，并作出简要说明。学生基于已有的数学知识进行演算，绘图，并从中认识细菌种群数量增长的数学规律，并进行恰当的数学表达让学生知道建构种群增长的数学模型需要通过实验进行检验与修正种群J型增长实例然而在在自然界中，有没有类似细菌在理想条件下种群数量变化的情况呢?野兔、环颈雉的增长非常类似细菌在理想条件下的增长趋势，然而细菌种群增长的数学公式能不能直接代替野兔、环颈雉增长的数学公式呢？我们可以试图将细菌种群增长的数学公式经过修正后来代替这些种群增长的数学公式。我们可以从以下几个方面去展开。1、仍然在空间和食物无限多的条件下，如果种群的起始数量不是1个，而是N02、如果该种群第二年的数量是第一年的λ倍3、求t年后该种群数量Nt再次强调我们对已经建构的数学模型需要进行再次的检验与修正，检验与修正后的数学公式可以用来表示野兔和环颈雉在理想条件下增长的数学模型，这也是数学模型在实际中得到应用的体现。学生观看PPT澳大利亚野兔美国环颈雉判断其公式是否能用细菌种群增长公式代替学生通过讨论推导Nt的数学表达式由野兔、环颈雉的增长过渡到种群J型增长及J型增长的数学模型。再次体会种群增长数学模型的建构需要进一步的检验与修正。种群S型增向学生介绍中国人口和世界人口数量的变化，质疑人口能否按J型增长持以人口不能无限增长为长续下去？引入到高斯实验。提问：根据实验结果大家可以看出大草履虫数量变化的趋势是怎样的呢？倾听学生汇报，点评根据实验结果画出S型增长曲线分析S型...
