教学设计-生长素的发现

生物教研组主题活动（公开课）活动主题植物生长素的发现活动时间参加人员主题活动目的（或意义）解决学校和教师所面临的突出问题，促进学校的发展和教师的专业化成长。克服职业倦怠感，激发教师热爱学生的积极性，增强教师对学生成长的快乐感、幸福感，和教师的研究意识。新课程强调面向全体学生，在课堂教学中因重点关注以上方面。 活 动 内 容理论学习（附材料）主题发言由 负责实施。（具体材料见附件）教学设计由 负责整理； 组织修改。（具体材料见附件）教学实施由 负责实施。（具体材料见附件）教学反思由 负责整理。（具体材料见附件）评课实录其他材料(如相片)植物生长素的发现教学设计一、教材分析本课的内容是人教版生物必修3第3章第1节，本课题的参考课时为1课时。主要内容包括：植物生长素的发现；生长素的产生、分布和运输。植物激素调节一章是必修3植物个体水平的稳态与调节内容，揭示了植物体维持稳态的调节方式激素调节的原理和应用知识，与第1、2章内容并列共同组成生物有机体稳态调节知识体系。植物生长素的发现一节作为本章开篇一节层层深入揭示了植物向光性这一生命现象是在生长素调节作用下产生的个体适应性，随着生长素的发现学生认识到植物激素的存在，并初步了解生长素作用促进生长，这也为继续探索第二、三节生长素的其他生理作用及激素应用奠定基础，本节内容起着承上启下的作用。这一节内容其中“生长素的发现过程” 隐含的科学研究的方法与过程，在整个必修课本中处于相当重要的地位，也是培养学生科学研究能力的很好的载体，更是历年高考的热点。二、教学目标1知识目标：概述生长素的发现过程。 说明植物向光生长的原因。生长素的产生、运输和分布。2能力目标：体验发现生长素的过程和方法。初步学会科学探究实验的设计方法。训练严密的逻辑思维能力，观察能力，养成良好的生物学素养。3情感目标：利用生长素发现过程进行科学发展史教育，学生关注生活现象，体验科学发现之美，形成积极探索、勇于进取的求知精神和追求真理的良好意志品质。4重点及分析：生长素发现过程是本节课的重点。在科学研究与发现的历史过程中，不断发生着观察（包括实验观察）、根据观察发现问题并提出问题、根据分析提出假说和对假说的求证活动。课文中所介绍的生长素发现历史中的三个实验，完整地再现了一个假说的提出和求证过程，是对学生进行科学史教育的极好素材。同时也是学生体会科学研究的实验方法以及严谨的思维逻辑过程。5难点及分析： 生长素发现的实验设计，及科学实验设计的严谨性分析是本节的教学难点。在探索胚芽鞘向光生长的过程中，以科学的严密的逻辑思维引导学生层层设疑、合作探究设计实验来解决。这个能力对于学生来说有难度也有挑战性，运用科学方法：假说-演绎法解决这个教学难。初步学会遵守实验设计中的单一变量原则和对照原则，学会分析实验设计，得出相应结论，训练逻辑思维的严密性。生长素的产生、运输和分布。学生对芽、顶端分生组织、形成层、形态学上端等缺乏感性认识，通过图片展示加深印象，感悟形象思维到抽象思维的转换。三、教法分析1、设计理念通过创设情景，培养学生自主合作探究意识，通过引导生生交流、师生评价，获取知识。“创设情境现象 发现提出问题合作探究/合作发现释疑归纳反馈应用”为施教方法，完成目标。2、主要教法：a达尔文实验 回顾科学的研究方法发现问题提出假说设计实验验证假说得出结论，以此为思路展开教学，生生合作制定探究方案、预测结果、得出结论，突出知识线索对向光性的可能原因的推测，同时教师引导归纳实验设计方法和要点。b詹森、拜尔、温特实验知识上以问题引导阅读合作讨论突破为线索，方法上迁移达尔文实验设计方法判断詹森实验的巧妙之处，补充对照实验，对比拜尔实验和达尔文实验领悟单侧光引发向光生长原因c生长素的产生、运输、分布以幻灯片展示图片、识图、填图牵引阅读兴趣、抽象知识形象化，理解应用知识。四、学法分析1、学情分析知识基础：有“向光性”生活体验、一定实验设计能力，初步了解了“假说-演绎”的科学探究方法。学习能力：感性思维能力强、抽象理性思维能力弱、个体间学习能力参次不齐、语言组织能力弱、学习过程易受非智力因素影响。针对策略：创设情境引领探究或自主阅读，把学生的感性认识进一步上升到理性认识，注重训练学生科学设计实验方法、通过生生间、师生间评价提升学习能力，通过科学发现过程揭示向光性原因并构建起生长素产生运输、分布知识体系，学会活学活用，独立解决与本节内容有关的实际问题。2、学法指导创设情境、引领探究；分析比较法、小组讨论法等。在本节课里，先结合素材讲解设计和观察实验的思路和要点，然后再由学生自行设计实验、参与讨论，充分发挥学生的想象力。通过以学生为主体的讨论，开放学生思维，从而达到培养学生的科学研究能力、知识的迁移能力，促进学生的创新能力、强化学生的科学素养。植物生长素的发现教学实施I、导入【直观展示、激情置疑】导课：春色满园关不住， ？ 设问：1、这是植物生活中的什么现象？2、环境中哪种刺激引发了红杏出墙 ？3、红杏出墙对它的生活有什么益处 ？“红杏”为什么会向光生长，在这个过程中植物体是怎样调节的？让我们一起探索“生长素的发现”。II、新课（一）、生长素的发现过程1、达尔文实验首先介绍科学的研究方法：发现问题提出假说设计实验验证假说得出结论。设计意图：指导探究学习思路【学生活动: 用科学方法探究植物生长具有向光性】生活发现：受到单侧光照射时金丝雀虉草的胚芽鞘会向光弯曲生长提出假说： 向光性与胚芽鞘尖端有关 感光部位在胚芽鞘尖端 弯曲生长部位在胚芽鞘尖端以下 单侧光作用下胚芽鞘背光侧比向光侧生长快验证假说：你能设计实验验证你的假说吗？写出主要实验步骤，并预测实验结果。（下列实验材料根据需要供你选择） 材料：胚芽鞘若干、单侧光源、刀片、不透光锡箔、记号笔教师指导：分别指导4个小组学生合作探究组内交流完善实验方案。 小结：实验设计中要注意的问题 实验材料的选择；自变量的设置及可操作性； 因变量的预期及测量方法； 无关变量的控制； 对照实验的设置和原则。活动一：探究向光性与尖端有关方案1组2组处理单侧光照，切除尖端单侧光照，不切除尖端结果不生长向光弯曲生长结论向光弯曲与尖端有关活动二：探究感光部位在尖端方案1组2组处理单侧光照，用锡箔纸遮住胚芽鞘尖端单侧光照，用锡箔纸遮住胚芽鞘尖端下部结果直立生长弯向光源生长结论感光部位在胚芽鞘尖端活动三：探究弯曲生长部位在尖端下部方案尖端尖端下部处理由尖端向下划线由尖端向下划线结果尖端线连续下部线断续结论弯曲生长部位在胚芽鞘尖端下部活动四：单侧光作用下背光侧比向光侧生长快方案背光侧向光侧处理由尖端向下划线由尖端向下划线结果背光侧尖端下部划线断续片段多向光侧尖端下部划线断续片段少结论单侧光照下背光侧比向光侧生长快设问：根据这些实验结论，你怎样解释胚芽鞘生长具有向光性？结论：单侧光照射时尖端产生某种刺激，这种刺激传递到下部，会造成背光面比向光面生长快, 因而出现向光性弯曲。过渡语：这种刺激是什么呢？2、詹森 拜尔 温特实验推测：尖端产生刺激引起下部弯曲生长，这种刺激一定能传递到尖端下部。【自主学习、突破重难】阅读教材内容P47 3-8段、回答问题：设计意图：学生能通过阅读理解教材内容，同时可迁移、发散由达尔文实验学习中形成的实验设计方法。说詹森实验的巧妙之处，你怎样设计对照试验？拜尔怎样解释胚芽鞘弯曲生长的原因？对比达尔文向光性试验想一想该实验为什么在黑暗条件下进行？你能否用该实验得到的启示来解释单侧光引起弯曲生长的原因？温特是怎样找到这种刺激的？他为什么把这种物质命名为生长素？学生阅读思考交流各自认识、互补完善、教师指导规范学生小结。教师精讲：分布多生长快,分布少生长慢；背光侧分布多生长快, 向光侧分布少生长慢 胚芽鞘向光生长是由于单侧光照射,使胚芽鞘的尖端产生的某种刺激在尖端下部分布不均导致胚芽鞘弯向光源生长。教师简介：生长素的发现与提取，强调其化学本质。 设问：除生长素外，植物体还有哪些激素？它们共同特点如何？幻灯片展示：赤霉素、乙烯、细胞分裂素的共同特点：由植物体内产生能从产生部位运送到作用部位对植物的生长发育有显著影响过渡语：生长素的产生部位、运输特点和分布部位怎样？（二）、生长素的产生、运输和分布教师展示植物图片，学生识图并思考生长素的相关问题。设计意图：学生对芽、顶端分生组织、形成层、形态学上端等缺乏感性认识，展示图片加深印象，训练抽象思维能力。 1、合成部位：2、运输方向：在图中处找出合成生长素的部位在图中恰当位置标出形态学上端运输特点：用箭头标出生长素运输方向3分布在图中标出生长素分布部位规律：生长素分布在 部位【生生互动交流、补充完善】小结：讨论：你能否从生长素的产生、运输和分布三个环节解释胚芽鞘向光生长的原因？（三）、技能训练：评价实验设计和结论教师强调实验结果是非常重要的证据，实验的设计、从实验结果推导出结论，逻辑要非常严密才能有说服力。学生阅读实验及结论。根据达尔文实验的实验设计讨论：、这个实验的设计是否严密？2、从实验结果到结论之间的逻辑推理是否严谨？3、如果要验证上述结论是否正确，应该对实验方案如何改进？学生讨论回答：1.不严密，没有考虑将胚芽鞘倒过来放置时的情况。2、结论不严谨。没有实验证明生长素不能从形态学下端运输到形态学上端。3、应该增加一组胚芽鞘形态学上端朝下的实验，以研究生长素能不能从形态学下端运输到形态学上端。III、小结：以板书内容师生共同总结IV、习题：课后习题的基础题意图：知识的应用，强化所学知识V、作业：练习册相关习题运用本节学过的知识，回家设计培养一盆造型独特的花卉带到学校展览。板书设计第四章 生命活动的调节 第一节 植物的激素调节一、向性运动1.概念2.意义二、植物向光性产生的机理实验一：向光性的产生与单侧光有关实验二： 胚芽鞘的尖端感光实验三：胚芽鞘的尖端与生长有关实验四： 胚芽鞘的尖端产生促进生长的物质实验五：物质A的分布不均造成弯曲生长科学研究的基本步骤发现问题提出假设实验验证 （对照原则） （单变量原则）得出结论最后，利用多媒体课件展示板书的另一部分 实验编号胚芽鞘情况光照情况实验现象尖端处理状况其他处理1完整无均匀光照直立生长2完整无单侧光弯曲生长3完整尖端套不透光小帽单侧光直立生长4完整尖端以下套不透光小筒单侧光弯曲生长5切去尖端无均匀光照不生长6切去尖端无单侧光不弯曲、不生长7切去尖端琼脂块覆盖切口无光照不弯曲、不生长8切去尖端接触过尖端的琼脂块覆盖切口无光照直立生长9切去尖端接触过尖端的琼脂小块置于切口一侧无光照弯曲生长下载： 植物生长素的发现教学反思 植物的激素调节这节内容的重点是生长素的发现及生长素的作用和应用。而生长素的发现涵盖了生物学许多实验设计过程，如设计过程的严密逻辑思维、现象的观察、结果的分析及结论的确定方面。学好该内容有利于培养学生的科学素质、探索、钻研能力及素质，也是高考命题的热点之一。尤其是2009年实验设计题在所有的高考题中出现，说明对这一能力的培养的重视程度。同时也为后面学习生长素的生理作用及应用打好基础。 本课主要运用了“假说-演绎”法进行实验的探究，通过生生合作，教师指导制定探究方案，体验了科学探究的实验方法及过程，同时训练了严密的思维能力，提高了学生的生物素养。在教学中还锻炼了学生的自主学习能力，有助于学生能力的提高。这些都体现了新课程标准的特点。但是学生的实验设计能力较弱，在教学过程中会出现设计时间长的问题，同时也会出现生生讨论效率低的情况，在今后的教学中应加强对学生学习方面的指导，提高学生的学习效率。基于此，对“生长素的发现”部分设计了如下教学过程，以层层推进、逐步深入的方法，使生长素的发现过程由浅入深、分别比较的方式展现在学生面前。不仅使学生获得了科学的逻辑思维方法，同时也使他们得到了正确的科学探究方法。学生记忆深刻，理解透彻，获得了很好的效果，培养了科学探究实验设计能力。具体做法如下：对于生长素的发现过程，设计了如下几组对比试验，采用不同的方法处理，对所产生的现象进行对比而得出结论。以层层推进的方式，给学生们一个辩证逻辑的科学思维方法。从而培养学生的各种能力。所设六组实验如下：1植物的向光性试验：11说明：具有尖端的胚芽鞘在单侧光下培养，胚芽鞘弯向生长。如下图（一）所示（以下图示均用Flash投影片展现）12现象：胚芽鞘弯向光源生长。13结果说明：（由学生思考回答）单侧光可引起胚芽鞘弯曲生长。2生长对比试验：21说明：同样长短的胚芽鞘A、B、C,切去B、C的尖端，B上放置曾放置过胚芽鞘尖端的琼脂块，C上放置空白琼脂块，如下图（二）所示：22现象： A、B正常生长，C停止生长23结果说明：（由学生思考回答）胚芽鞘的生长是由于具有尖端；且尖端可能产生某种物质，引起鞘的生长。3单侧弯曲试验：31说明：（同2、1）只是B、C的琼脂块放在鞘的一侧。投影图如（三）所示：32现象：A正常生，B弯向放置琼脂块相对的一侧，C无变化。33结果说明：（由学生思考回答）尖端确实能产生某种物质，这种物质传递到琼脂中又从琼脂中传到胚芽鞘，引起鞘的弯曲。4光刺激部位实验：41说明：A不变，B的尖端套一不透光的小帽，C的尖端下面一段套一不透光的小套，投影如下（四）所示：42现象：A、C正常生长，B不生长。43结果分析：（由学生思考回答）尖端在在光的刺激下，会产生某种物质，引起胚芽鞘的生长。5生长部位实验：51说明：A不变，B的尖端、C的尖端下面一段用彩笔间隔标记，投影图如下（五）所示：52现象：B的标记线间的距离未发生多大变化， C的标记线间的距离增大。53结果分析：（由学生思考回答）胚芽鞘生长部位应该在胚芽鞘尖端下面一段。6激素运输实验：61说明：A不变，B用不透气、不透光、不透水的云母片把尖端和尖端下面一段完全隔离，C隔绝一半，投影如图（六）所示：62现象：A正常生长，B停止生长，C向插云母片的一边生长。63结果分析：（由学生思考回答）尖端产生某种物质，运送到下端，引起下端的生长。通过以上分析过程再总结说明胚芽鞘的尖端在光的刺激下确实能产生某种物质，这种物质从上端运送到下面一段，引起下面一段的生长。然后说明经化学分析证明这种物质为吲哚乙酸(IAA)，取名生长素。通过以上层层递进式分析，不仅使学生在学习的基础知识方面有所知，而且在思维能力、思维方式、科学探究方法及在实践应用方面均有所长进，为学习上的创新及能力的提高奠定基础。使学生学后印象深刻。收益颇多，若将这一过程用真正的实验过程显示，或用电脑课件动态演示，那么会收到更为满意的效果。生物教研组主题活动（公开课）活动主题种群数量的变化活动时间参加人员主题活动目的（或意义）在教学过程中根据学生实际情况进行教学。教学的深度和广度要适合学生的知识水平和接受能力。依照不同对象的具体情况，充分考虑，采取不同的方法，探究和掌握学生心理的个别差异，从学生实际出发，区别对待，使不同类型的学生都学有所得、各得其所。使每个学生都能生动活泼、主动健康地发展。 活 动 内 容理论学习（附材料）主题发言由 负责实施。（具体材料见附件）教学设计由 负责整理； 组织修改。（具体材料见附件）教学实施由 负责实施。（具体材料见附件）教学反思由 负责整理。（具体材料见附件）评课实录其他材料(如相片)第二节种群数量的变化教学设计一、教学目标：1 知识目标： 解释种群数量增长的一般规律。 说明建构种群数量增长数学模型的方法。2 能力目标： 通过各种形式的活动，尝试建构种群数量增长的数学模型。 运用种群数量变化规律解决生产生活中的实际问题。3 情感态度与价值观目标： 认同数学模型在科学研究中的应用。 参与濒危生物保护措施与生物入侵防范措施的讨论，关注人类活动对种群数量变化的影响。二、指导思想：1.教材分析：高中生物课程标准对这节的描述出现在必修三稳态与环境模块、第四部分种群和群落的第二项内容标准，即“尝试建立数学模型解释种群的数量变动”，属于能力层面的“模仿”水平和知识层面的“理解”水平。在活动建议里则提出“探究培养液中酵母种群数量的动态变化”。人教版教材中这节的内容包括三方面：一是建构种群增长模型的方法；二是种群数量的变化情况；三是探究活动培养液中酵母菌种群数量的变化。其中，建立数学模型的方法是必修三模块科学方法教育的重中之重，由于探究活动周期较长，安排在知识性内容之后。2.学情分析：学生们在本章的第一节已经习得了种群的概念，了解了种群的特征，尤其是各种数量特征，在此基础上过渡到种群数量变化的学习顺理成章。学生们在数学课上学习过指数函数的表达式和坐标图的绘制，这为本节课数学模型的构建奠定了基础。但是我校为郊区二类校，所以学生们知识基础相对薄弱，所以在建构数学模型时不可以操之过急。3.教学条件分析：“培养液中酵母菌种群数量的变化”这一探究活动所需时间在7天左右，需要马铃薯培养基、酵母菌菌种，以及恒温培养箱、血球计数板和高压蒸汽灭菌设备。受实验设备、教学时间所限，我将此实验调整为生物兴趣小组在课前完成实验，然后由小组成员在课堂上进行汇报。4.教学指导思想及理论依据：本节课体现了探究性教学的理念：用兴趣小组的实验结果牵引出本节课的主题，同时激发学生的学习动机；各种科学研究实例都不直接呈现结论而是引导学生开展讨论分析；学生在环环相扣的任务中逐渐建构起种群增长模型，最终运用所学的知识来解释兴趣小组的实验结果。模型构建法是新课程、新教材中提出的新的科学方法，而数学模型又是是高中阶段模型构建法的难点。本节课遵循建构主义的理论，在学生已有的数学基础上，重新建构新的知识建构揭示生物学规律的数学模型。三、教学重点与难点：1.教学重点： 尝试建构种群增长的数学模型； 根据建构的数学模型解释种群数量的变化。2.教学难点：建构种群增长的数学模型。四、教学手段：1.多媒体课件2.探究实验器材及成果：血球计数板、酵母菌培养液、根据实验数据绘制的坐标图、实验照片等五、教学过程：1 流程图： 第二节种群数量的变化教学实施教学阶段教师活动学生活动设置意图导入1 引导学生回忆：影响种群密度的种群数量特征有哪些？2 讲述：正是由于诸多因素的影响，使得种群密度不是一成不变的，那么变化中是否蕴藏着规律呢？我们兴趣小组的同学开展了探究实验。请他们为大家进行介绍。3 讲述：兴趣小组的同学花了好几天的功夫得到了这样的结果，虽然不能解释其中的原因，却为我们提出了一个很好的问题。酵母菌种群为什么会出现这样的变化呢？这就是我们今天这节课要来学习的问题：种群数量的变化。（板书“第二节 种群数量的变化”）请大家打开学案，完成兴趣小组实验部分的相关内容。1 回忆并说出：影响种群密度的数量特征。2 兴趣小组同学介绍实验材料、实验工具和实验结果。3其他同学聆听、观察与思考，最后填充学案。通过兴趣小组的探究实验展示，激发学生的学习动机，引出课题教学阶段教师活动学生活动设置意图构建种群增长的数学模型（一） “J”型曲线的构建资料1 大肠杆菌1 提问：科学家很早就对种群数量变化这个问题产生了兴趣。我们知道实验材料的选择很关键，请问，什么样的材料适合研究数量变化呢？2 介绍：的确，繁殖快决定了细菌成为科学家的首选，其中大肠杆菌由于结构简单、分布广泛所以也成了最常用的科研材料之一。除此以外，大肠杆菌的繁殖方式也很简单，就是一分为二、二分为四的分裂生殖。3 提问：（任务1）科学家做了一个这样的实验，把1个大肠杆菌放在营养和生存空间没有限制的情况下进行培养，随着时间的推移，得到如下数据。请仔细观察数据，你能得出怎样的结论？时间（min）细菌数量（个）202404608801610032120641401281602561805124 播放视频并讲述：大家都能认同在这种情况下，大肠杆菌每20min分裂一次，繁殖一代了吗？如果你还不相信，请仔细观察这段在显微镜下拍摄的视频。你所看到的1秒钟相当于实际的1分钟，很快这个起始数量为2的大肠杆菌种群就扩大到铺满了整个视野。为什么会这么快呢？5 提问：（任务2）刚才兴趣小组的同学使用坐标图表述了酵母菌种群数量的变化趋势，咱们是不是也可以试着为这群起始数量为1的大肠杆菌种群来绘制一幅坐标图呢？下面就请大家在学案上完成任务2。注意，你需要使用表格中所有的数据。（学生板图大肠杆菌种群增长坐标图）6 点评： 对学生在黑板上建构的坐标图进行点评，引导学生达成共识。7 提问： 从图中我们可以看到种群数量呈现出什么变化趋势？8 讲述：我们运用坐标图这种数学方法描述了种群数量变化这样一个生物学问题，所以就把这种坐标图称为一种数学模型。大家都听说过航模，那是一种模拟飞机等物体的物理模型；而今天我们认识了数学模型。事实上，数学模型在大家的其他学科中也有应用。比如物理中的各种公式就是另外一种形式的数学模型，它们是表达式。9 提问：（任务3） 坐标图这种数学模型最大的优点是什么？可是如果我要问你，经过30代以后这群大肠杆菌种群的数量是多少，你能从图上一眼找到答案吗？显然，我们得求助于其他数学模型了，最好的办法就是找一个更加具有通用性的表达式了。因此，接下来就请大家列出，这个起始数量为1的大肠杆菌种群，繁殖t代后的种群数量Nt的表达式。（学生板书大肠杆菌种群增长表达式）10 点评：对学生列出的表达式进行点评，引导全体学生达成共识。11 讲述：其实，咱们刚才构建的这个表达式还必须符合这样一个前提，那就是随着种群数量的增加，不考虑个体间相互抑制的作用。所以我们得到这个数学模型需要建立在这样一种假设的基础上，即种群增长不受种群密度的制约。而咱们构建的表达式是否正确还需要经过实验的验证，比如就过30代后数数看到底有多少大肠杆菌，然后与我们通过表达式计算的结果进行比较。匹配说明模型无误，不匹配则需要对模型进行修订。而咱们构建的表达式是否正确还需要经过实验的验证，比如就过30代后数数看到底有多少大肠杆菌，然后与我们通过表达式计算的结果进行比较。匹配说明模型无误，不匹配则需要对模型进行修订。12 小结：通过刚才的几个任务我们认识了数学模型，其实就是指用数学形式来描述问题。它的构建则一般需要经历“已知、假设、表达、检验”这样四个基本步骤。这样咱们就建构了种群数量增长的数学模型。（板书“一、建构种群数量增长的数学模型”）13 提问：（任务4）我们知道自然界许多种群起始数量不一定是1，下一代不一定是上一代的2倍，而且繁殖速率要慢得多。那么怎么建构它们的种群数量增长模型呢？这里给大家这样一个种群，在食物、空间充足的前提下，种群的数量每年以一定的倍数增长，第二年是第一年的倍。已知该种群的起始数量为N0，t为时间，Nt表示t年后该种群的数量。请大家尝试建构这个种群的增长模型，使用表达式的形式。（学生板图种群增长的一般表达式）15 讲述： 我们也可以尝试建构坐标图这种数学模型，根据表达式可以想象得到它也应该呈现出指数增长的趋势。只是注意将起始数量变为N0就行。1 说出选择实验材料的标准，列举可能的实验材料。2 观察表格数据，得出结论。3 观看视频，对快速增长建立感性认识。4 将表格中数据转化为坐标图。5 认识数学模型。6将表格中数据转化为表达式。7 认同建构数学模型的一般过程。8 建构一般种群的数量增长模型。1 渗透科研选材的重要性及使学生明确以大肠杆菌作为研究对象的原因。2 改编教材中资料呈现形式，从科学研究的角度出发，引导学生分析数据得出结论。3 通过视频使学生对快速增长建立直观而整体的印象。4 通过不同形式的数学模型转换，帮助学生认识各种数学模型的优缺点，同时体会数学建模的一般过程。5 通过迁移训练，巩固对数学模型的理解，同时加深对指数增长的理解。（一） “J”型曲线的构建资料2 草履虫1 介绍：（任务5） 下面给大家介绍科学家利用另外一种材料进行的研究。这是什么？草履虫和细菌一样是单细胞生物，分裂生殖，给它们提供足够的空间并不断更换培养液，请大家预测这个草履虫种群的数量变化趋势，并解释理由。2 讲述：（任务6）实际是不是这样呢？这是科学家获得的实验数据，转化为坐标图的数学模型，得到这样的图像。很显然，呈现出和前面几个例子一样的不断增长的趋势。通过刚才的分析，我们认识到在食物、空间充足、条件适宜的情况下，种群会出现指数增长的趋势。大家观察这种曲线外形类似什么英文字母？所以我们将它称为“J”型曲线。这种曲线只在近乎理想的条件下才会出现。下面请大家和我一起在坐标图中画出“J”型曲线。注意：横纵坐标，标上条件。（板图“J”型曲线）3 提问： 大家设想一下，我们现实生活中有没有哪种生物会一直呈现“J”型增长呢？事实上，最简单的起始数量为1的大肠杆菌种群如果一直按照指数增长下去，只需3天就足够铺满我们整个地球。所以在现实条件下“J”型增长绝对不会是常态，那又会是怎样的变化趋势呢？1 聆听介绍，预测种群数量变化趋势2 观察图片，达成共识。3 绘制“J”型曲线。4 聆听与思考。1 通过草履虫实例，考察学生获取信息能力和对“J”型增长规律的掌握情况。同时为后面分析高斯实验做好铺垫。2 通过逆向思维，引导学生关注现实条件。（二） “S”型曲线的构建资料3 高斯的草履虫实验1 介绍：（任务7） 这是生态学家高斯利用草履虫完成的实验。他在05mL培养液中放入5只草履虫开始进行培养、计数，最终得到这样一幅图像。请观察，与咱们刚才的草履虫实验结果有何差异？2 讲述：我们观察到种群数量没有呈现一直增长下去的趋势，而是达到了一个最大值并稳定下来。当然前提必须是环境条件不破坏。高斯通过数据分析，得出这个最大值是375只。也就是在这种条件下，05mL培养液最多能够容纳375只草履虫。推而广之，在现实条件下，其他生物种群数量是不是也会出现这样一个最大值呢？科学家陆陆续续做了许多实验，充分证明许多种群在实验培养条件下，都呈现出这种变化趋势。生物学上就把这种在环境条件不破坏的情况下，一定空间所能维持的种群最大数量称为K值，也叫环境容纳量。3 提问：大家观察这种曲线像什么英文字母呢？4 提问：（任务8） 我们认识了现实条件下，种群会呈现出“S”型增长。如果现在给你一个种群，我们已知它在理想条件下的“J”型曲线，就是刚才大家画的这样。请大家在同一个坐标系中画出现实条件下它的种群数量变化曲线。（学生板图“S”型曲线）5 点评：对学生绘制的“S”型曲线进行点评，引导全班学生达成共识。6 提问：两条曲线间的差异是什么原因造成的？（教师板图“环境阻力”）1 聆听与观察图片，比较分析，说出结果。2 认识K值，明确其定义。3 认识“S”型曲线。4 绘制坐标图。5明确“S”型曲线与“J”型曲线的差异。1 通过呈现实验结果，引导学生观察得出结论。2 利用替换与迁移的方式，使学生认识K值并明确其定义。 通过绘制坐标图，考察学生对“S”型曲线的理解情况，及时发现知识盲点。4 结合坐标图分析曲线间差异，便于学生理解“环境阻力”。（二） “S”型曲线的构建生物兴趣小组实验结果分析1 提问：（任务9）通过刚才的学习，咱们再来看看生物兴趣小组的实验结果，大家能够给出解释了吗？ 2 在学生分析的基础上进行补充提问： 如：大致呈现出什么样的变化趋势呢？ 有没有K值？一直维持K值吗？为什么，可能原因是？3 讲述： 具体的原因需要经过进一步的实验来求证了。如果你对这个实验感兴趣，可以在课下和兴趣小组的同学以及我进一步探讨。1 解释兴趣小组实验结果。2 尝试分析造成这种结果的原因。1 应用本节课所学知识，分析实验结果，解决开篇的疑问。2 考察学生对本节课知识的掌握情况。 3 为学有余力同学开展后需研究提供机会。（二） “S”型曲线的构建资料4 高斯的草履虫实验1 提问：同一个种群，它的K值大小会改变吗？2 提问：（任务10）科学家设计了这样一个实验：将植物乳杆菌分别放在182、35和40下进行培养，其他条件相同且适宜。结果绘制出这样三条曲线。请问，呈现什么样的变化规律？K值一样吗？为什么？根据这个实验你能得出什么结论？3 提问：温度只是一个例子，事实上改变培养液体积、生存空间等等因素，都会使种群的K值发生改变，因此K值受到环境条件的影响。如果在坐标图里表示的话，大家试想一下，曲线会发生怎样的改变呢？4 提问： 曲线会上下移动。但是大家注意，上移时与“J”型曲线接近，却无法超越，为什么呢？1 思考2 观察图片，聆听介绍，分析实验结果，得出结论。3 说明环境条件改变时，“S”型曲线的移动情况。 1 展示实例，使学生深入理解环境阻力对种群增长，尤其是K值的影响。2 为后面分析“提高K值，拯救濒危生物”做知识铺垫。种群数量增长模型的应用拯救濒危生物，防治有害生物1 讲述并提问：事实上许多自然种群数量也都呈现出“S”型变化规律。比如人见人爱的国宝大熊猫。我们都知道现在大熊猫主要分布在我国四川、陕西南部。可是科学家通过考古发现大熊猫化石分布范围很广，在我们北京都曾出现过。为什么它们的数量出现锐减？2 提问：从根本上来说我们应该从什么方面着手开展保护呢？3 介绍：许多生物和大熊猫有着相似的遭遇。比如我们大兴有个麋鹿苑，这种俗称四不像的生物一度在野外绝迹；这是鲸鱼，每年由许多鲸鱼丧生在人类的手上；而更危险的是白鳍豚，它们曾经生活在我国长江流域，可是2006年科学家通过野外考察发现没有找到一只野生的白鳍豚。面对着这么多亟待拯救的濒危生物，我们能做什么呢？降低环境阻力，提高K值。4 出示老鼠图片，提问：如果是这样的生物呢？我们都知道“老鼠过街、人人喊打”。在有些地方，它们的确达到了成灾的地步。怎样控制这些有害生物呢？那就是增大环境阻力，降低K值。5 讲述： 所以我们可以利用今天学习的种群数量增长知识，来进行濒危生物的保护和有害生物的防治。（板书“二、应用”）1 观察图片，思考原因，说出对策。2 聆听介绍，达成共识。3 知识迁移，说出对策。1 通过背景信息介绍，丰富教材资源，引导学生关注濒危生物保护。2 训练知识迁移能力。防范生物入侵1 介绍并提问：现实条件下有没有可能短期出现“J”型增长呢？请看这个例子。这是1937年将环颈雉这种鸟引入到美国某岛屿后5年间种群数量变化的曲线图，可以看出它呈现明显的“J”型增长。为什么会出现这样的情况呢？2 介绍：环颈雉生殖能力还不算太强大，可如果换成了这些生物移入一个新的环境，大家看看出现了怎样的后果？这是水葫芦，作为猪饲料引入我国，结果在池塘中迅速蔓延，泛滥成灾。这是澳大利亚的野兔，19世纪初被英国人带去24只，一个世纪后发展到6亿多只，大量啃食草皮，造成水土严重流失。这是近年在我国十分猖獗的美国白蛾，幼虫大量啃食枝叶，对树木造成严重危害。这些外来物种在新环境中由于缺少天敌、食物和生存空间丰富，呈现近似“J”型增长，我们将其称为生物入侵。3 提问：为了控制生物入侵，大家想想应该怎么办呢？4 介绍：给它们制造环境阻力，改变“J”型增长趋势。1 观察图片，思考原因。2 认识生物入侵。3 思考控制生物入侵的对策。1 分析实例，认识现实条件中“J”型增长的条件。2 由环颈雉过渡到生物入侵的讨论。3 引导学生关注生物入侵，应用所学知识，思考对策。自然种群的数量变化1讲述：我们运用种群数量增长模型解释了一些生产生活中的实际问题。事实上，大部分自然种群的数量不会是单纯的增加或减少。请大家观察这幅图片。科学家从19281977年长达52年间对一个欧洲灰鹭种群数量进行追踪调查，最终绘制出这样的变化曲线。我们看到有些阶段种群数量增加，有些则减少，也就是呈现出一种什么状态？（板书“三、自然种群：波动”）2 提问：什么因素会造成种群数量的波动呢？3 介绍：科学家研究发现灰鹭数量减少的年份大多经历了寒冬；而数量持续增加的年份则是持续暖冬。可见气候的确对种群数量起到了很大的影响。除此以外，食物的多少、天敌的多少还有就是像禽流感这样的传染病使很多鸟都死去，势必引起种群数量的变动。像食物、天敌这样，就要涉及到不同种生物之间的关系，这将是什么水平研究的问题呢？那我们下节课在“群落”中再继续去探讨它们对种群数量的影响。1 观察图片，分析规律。2 思考并说出影响因素。3 聆听介绍。1 呈现实验结果，使学生更加信服。2 训练图形分析能力。3 为下节课群落水平的研究做铺垫，同时结束本课。七、板书设计： 第2节 种群数量的变化一、 建构种群数量增长的数学模型：二、 三、 种群数量增长模型的应用：四、自然种群数量的变化：波动 第二节种群数量的变化教学反思1 值得肯定之处：（1）巧妙开展和呈现“培养液中酵母菌种群数量变化”探究实验：鉴于实验设备和时间所限，我将此探究实验调整为生物兴趣小组实验，整个实验过程只对学生进行选材和操作方法的指导，实验方案设计由学生提出，得到的实验结果也不过多进行解释，而是引导学生自己开展分析，体现了倡导探究性学习的理念。导入环节由兴趣小组成员向全班同学介绍实验材料、实验方法和实验结果，激发学生学习动机，自然引出本节主题。在学完两种曲线模型后再对实验结果进行讨论，符合学生的认知规律和需求，并且考察了学生对知识的掌握情况。（2）科学调整与整合教学资源：我将教材中“计算大肠杆菌在不同时间数量”的学习任务改为以实验现象的形式呈现大肠杆菌在不同时间数量，请学生分析结论。我认为这更符合科学家进行这项研究时的流程，即先发现现象，后总结规律，继而建立模型，最后进行验证。同时也让学生认识到科学研究始于观察与发现问题。在“J”型曲线和“S”型曲线的学习中分别呈现了两个草履虫的实验，通过介绍实验背景信息，引导学生进行比较分析，便于得出结论。“应用”环节，在分析环颈雉实例的基础上顺理成章地引出“生物入侵”的讨论。在“濒危生物保护”的讨论中，补充了大熊猫目前分布范围和化石分布范围的图片，使学生对K值降低原因有更真切的体会。（3）认真分析新课标与新教材，大胆取舍：旧教材中这一部分的教学常常重点分析种群增长率和增长速率，并讨论K/2的含义及其在生产上的应用。课标对于本节课的要求是“尝试建立数学模型”，重在科学方法的训练；人教版新教材中则没有对上述知识点进行分析，所以在教学设计中我将其大胆舍弃。2 有待改进之处：（1）由于学生的数学基础较差，数学模型建构过程耗时较长，导致后面关于“应用”的讨论略显仓促。（2）如果能使全体学生参与到探究实验中来，能够更加充分发挥训练学生探究能力的作用，同时也能够为本节新课的学习提供很多教学资源。友情提示：部分文档来自网络整理，供您参考！文档可复制、编制，期待您的好评与关注！26 / 26