【VIP专享】建构数学模型解释种群数量的变动教学设计

1、种群数量的变化说课稿大石桥三高中 贾艳红一教材分析：本节课是必修 3 第四章种群和群落的第二 节内容，安排在种群的特 征之后，使学生有 种群和群落知 识做铺垫。其次了解种群数量 变化 是学习群落的 结构和演 变的基础，内容上，本节课分为三个部分。第 一部分是构建种群增 长模型的方法，是本模 块科学方法教育的 侧重点， 也是新课改所新增的一个内容，体 现了课改的理念 对学生方法和能力 的培养。第二部分是种群数量的 变化情况，在讲述了 J型和S型增长 曲线的同时，让学生进一步体会建构数学模型的方法； 对 K 值的理解 重视联系社会 实际，对学生进行情感态度与价值观的教育。第三部分 是探究培养液中酵

2、母菌种群数量的 变化，是一项有着多方面意 义和价 值的探究活 动。二学情分析： 学生对生物学已 经有了一定的 认识，对数学模型的概念也并不陌生， 在学习生物学的其他内容的 时候，学生已运用过数学方法解决生物学 的问题，例如，对遗传规律的认识，酶活性的变化规律曲线图等，其次， 通过必修的学 习，同学们已有了一定的探究 实验的能力，因此，本节 是在学生已有知 识的基础上，重新建构新的知 识的基础上，重新建构 新的知识，建构揭示生物学规律的数学模型，在认识上并不是非常困 难。三、教学目标1. 说明建构种群增 长模型的方法。2. 通过探究培养液中某种菌种群数量的 变化，尝试 建构种群增 长数学 模型。

3、3. 用数学模型解 释种群数量的 变化。4. 关注人 类活动对种群数量 变化的影响。四、教学重点和 难 点1. 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。2. 教学难点建构种群增 长的数学模型。三、教学策略首先，教师要领会和把握好本 节的教学要旨。课程标准关于本 节 的具体内容 标准为“尝试建立数学模型解 释种群的数量 变动”，并提出 了相应的活动建议“探究培养基上某 细菌种群数量的 动态变 化”。显然， 引导学生用数学方法解 释生命现象，揭示生命活动规律是本 节教学策 略的着眼点。其次，教师应对数学模型及其教育价 值有一个基本的 认识。数学 模型是联系实际问题 与数

4、学的 桥梁，具有解释、判断、预测等重要功 能。在科学研究中，数学模型是 发现问题 、解决问题和探索新 规律的 有效途径之一。引 导学生建构数学模型，有利于培养学生透 过现象揭 示本质的洞察能力；同时，通过科学与数学的整合，有利于培养学生 简约、严密的思维品质。四、教学过程及设计意图 本课是必修三教材生 态部分的内容。课题内的知 识点并不多，课 标中着重强调的是培养学生建构数学模型的思想。因此，本节课 我的教学内容主要分 为两部分： 第一部分：建构数学模型的 过程 第二部分：应用所建构的数学模型去解决种群数量 变化的 实际问 题数学模型的构建 对于学生来 说是有一定 难度的，因此在学习过程 中首

5、先应强化数学建模的 过程： 观察现象发现问题 ：了解问题的实际背景，明确其实际意义， 掌握对象的各种信息。提出问题并用数学 语言来描述 问题。 提出合理假设：根据实际对象的特征和建模的目的，对问题进 行必要的 简化，并用精确的语言提出一些恰当的假 设。 数学表达建立模型：在假 设的基础上，利用适当的数学工具来 刻划各变量之间的数学关系，建立相 应的数学结构。 检验与修正模型：将模型分析结果与实际情形进行比较，以此 来验证模型的准确性、合理性和适用性。如果模型与 实际较 吻合，则 要对计算结果给出其实际含义，并进行解释。如果模型与实际吻合较 差,则应该 修改假设，再次重复建模过程。结合“草履虫种

6、群数量的 变化”实验 ，在学生学习的时候让学生不 仅仅应该 知道该数学模型，更应该让学生清楚 这个数学模型成立的条 件是什么？假 设是怎 样的，模型中各项参数又是什么含 义？模型建构 的步骤又是怎样的？只有 对这些内容完全清楚了理解了才能 尝试构 建新的数学模型。整个教学 设计，以学生的讨论贯穿始终，中间伴随着教 师与学生 的问答。希望在生生互动，师生互动的过程中，使学生领悟到科学研 究的严谨性。在本节课中，学生的前期实验，由于是在本校上课，可以由学生 当堂介绍实验情况，如果是在外校上 课的话，可以改为录像播放。教学 过 程一、由问题探讨导入新课在自然界中 细菌无 处不在，在营养和生存空 间没

7、有限制的情况下， 某细菌每2 0分钟就通过分裂繁殖一代。播放细菌分裂幻灯片课件1引导学生思考a.细菌的生殖方式是怎 样的？ b.72H后，由一个细 菌分裂 产生的后代数量是多少？ 3.n 代细菌数量是多少 ?学生通过认识细菌种菌数量增 长的数学规律导入新课。 二新授课（一）建立种群增长模型的方法 1数学模型的概念：数学模型是用来描述一个系 统或它的性质的 数学形式。（学生阅读 略）2 以问题探讨中的素材 为例，概括建立数学模型的一般步 骤（课 件演示）课件23 .请同学算出一个细菌产生的后代在不同时间的数量并填入下 面，然后以时间为横坐标，细菌数量为纵坐标，画出细菌的种群增 长 曲线（课件3）

8、4 .曲线图是数学模型的另一种表 现形式，同数学方程式相比，有 何优、缺点？（学生寸论回答）课件4导入：你所得出的公式和增长曲线，只是对理想条件下 细菌数量增 长的推测。在自然界中，种群的数量 变化情况是怎 样的呢？（二）种群数量的变化1. 种群数量的“J型曲线（1）实例（野兔：课件 5）讨论 1。野兔种群增长原因2. 怎样用数学语言来描述野兔种群增 长的规律？2） “J”增长的教学模型小传：自然界确有类似再理想条件下种群数量增 长的形式。该种群 数量增长的教学模型可表示 为“J型曲线或教学公式Nt二No入t如果自然界的生物种群都是以：“J型方式增长，那么地球早就无 法承受了。请同学们思考：有

9、哪些因素制约着种群数量的增 长.请阅读教材 67 页2种群增长的：“型曲线. 呈现高斯实验 课件 6 找出问题.组织讨论：如何建立培养液中酵母菌种群数量的 变 化教学模型 环境容 纳量概念思考.1 大熊猫2.袋鼠课件 7种群数量达到k值时，都能在k值维持稳定吗？3. 种群数量的波 动和下降阅读教材确定种群数量 变化的意 义及探究培养液中酵母菌的种群数量的 变 化为第二课时总结：从具体的生物现象与规律建立抽象的教学模型，又用抽象的 教学模型来解 释具体的生物学 现象与规律。这事学习本节的主旨。三课堂训练 再课堂训练中，我设计了道习题，并制成课件这里使用课件， 主要目的 节省时间课件 8四课堂小结又学生总结，教师补充，从而培养学生的 总结能力 第六部分 .板 书设计建立数学模型解 释种群数量的 变动一. 构建种群增 长模型的方法一. 种群数量的 变化1种群增长的“ J'型曲线2种群增长的“ S型曲线3. 种群数量的波 动和下降五、小结反思数学模型就是 为了某种目的，用字母、数学及其它数学符号建立 起来的等式或不等式以及 图表、图像、框图等描述客 观实物的特征及 其内在联系的数学 结构表达式。引导学生构建数学模型，有利于培养 学生透过现象揭示本 质的洞察力，同时通过科学与数学的整合，有利 于培养学生 简约、严密的思想品