2022-2023学年人教版(2019)选择性必修二 1.1种群的数量特征 (1) 教案

课题5：选择性必修2第1章第1节种群的数量特征学科生物学年级高二班级课题种群的数量特征课型新授课时间

课标分析课标依据根据《普通高中生物学课程标准(2017年版)》，“种群的数量特征”部分需要建立的次级概念是：“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”。对应的学业要求是“运用数学模型表征种群数量变化规律，分析和解释影响这一变化规律的因素，并应用于相关实践活动中”。课标分解（学什么/到什么程度/怎么学）新课程标准倡导解决真实情境中问题的学习，因此，本节课以濒危物种保护和生物入侵等近年来的生态学热点问题为背景创设问题情境，引导学生模拟种群密度的调查，掌握取样调查的正确思路和科学方法。本节内容包括调查种群密度的方法和种群的数量特征两大部分。在“种群密度及其调查方法”部分，首先简要介绍种群密度的概念、调查种群密度的必要性，然后重点介绍样方法和标记重捕法。在介绍调查方法时，要强调根据不同调查对象的特点采用不同的方法。在这部分内容的最后，指出“种群密度反映了种群在一定时期的数量，但是仅靠这一特征还不能反映种群数量的变化趋势”，从而自然过渡到对出生率和死亡率等其他数量特征的介绍。接下来依次探讨种群的出生率和死亡率、迁人率和迁出率、年龄结构和性别比例等数量特征。在完成本节内容的学习后，学生应能概括：科群密度是和群最基本的数量特征：出生率和死亡率、迁人率和迁出率直按決定种群密度，年龄结构影响出生率和死亡率，性别比例影响出生率，从而影响种群密度。教材分析本节选自《普通高中教科书·生物学》选择性必修2第1章《种群及其动态》，第1节《种群的数量特征》。本节内容共计2课时，主要讲述了种群的数量特征及它们之间的关系。在种群的数量特征中，最基本的数量特征是种群密度，研究种群的首要任务是调查种群密度，首先向学生介绍种群密度及其调查方法；并在此基础上，引导学生深刻领悟其他种群数量特征对于种群密度均会产生不同程度的影响，并且理清种群数量特征之间的相互关系。学情分析经过之前的学习，学生已知“种群”的定义及其在生命系统中的结构层次，但对种群概念的认知还停留在种群遗传学水平，对种群生态学的内容仍是陌生的。尽管学生学习有关种群及其特征的相关概念没有难度，以接受学习的方式能掌握定义。但为帮助学生自主构建并深刻理解种群及种群特征的相关概念，本节课将引导学生从生态学的角度认识种群的概念，并以种群密度为核心，建立种群特征之间的逻辑关系，以真正理解“种群”概念的生态学内涵，深刻理解“种群”作为生命系统的结构单位，以及研究生物与环境之间关系的价值。教学目标基础性目标：说出样方法和标记重捕法的原理，描述各个种群数量特征的概念。拓展性目标：对常见的生态学研究取样方法相关文本资料的分析、推理、归纳和概括，能够模拟样方法和标记重捕法调查种群密度活动，建构并运用概念图阐明种群数量特征之间的相互关系。挑战性目标：通过对濒危物种、生态入侵等生态学案例的分析，形成关注生态问题意识，提升运用生物学知识解决实际问题的担当和能力。学习重难点学习重点：种群的数量特征；调查种群密度的方法。学习难点：种群数量特征之间的关系。教学评估1.能结合资料分析总结得出样方法的一般步骤；2.可以运用标记重捕法的原理，完成模拟实验，估算黄豆数量；3.可以运用种群数量特征的内容，对珍惜动物的保护和有害生物的防治提出合理建议。教学过程环节教师活动学生活动设计意图自主学习成果展示指导学生自主确立学习目标，核对课前练习答案，组内交流解决问题。自主确立学习目标，制定学习计划，核对课前练习答案，做好课前准备。明确学习目标，建立新旧知识间联系，构建学习基础。情境导入教师展示北非白犀照片，引起学生关注濒危物种保护问题：1960年，北非白犀还有2000只。由于偷猎者对犀牛角的贪恋，1984年，北非白犀锐减至15只。2015年，只有3头北非白犀牛，2头雌性、1头雄性。2018年，叫作“苏丹”的雄性白犀死亡，世界仅存两只雌性北非白犀牛。目前北非白犀已经功能性灭绝。教师提出:在生态系统中，种群具有哪些功能?请推测什么叫功能性灭绝?只有足够的数量及合理的性别比率才能保证种群功能的正常。联系生活，通过真实情境的设置，激发学生的好奇心和学习的主动性。种群密度及其调查方法1.种群密度的概念教师继续展示黄顶菊生物入侵现象照片，引发学生继续关注生态问题，然后提出:假设已知A、B、C三地一枝黄花的数量分别是8000、20000、30000株，你能判断哪个地区黄顶菊生物入侵现象更严重吗?进而引出种群密度概念。2.样方法教师依次展示示意图:5m2和5000m2方形区域中若干株黄顶菊(圆形小点模拟)，并依次提出:当区域面积是5m2，如何调查该区域黄顶菊的密度?如果是5000m2呢?从而引导学生认识到虽然逐个计数是调查种群密度最准确的做法，但是在实际操作中，很多情况下却难以实现，因此只能通过抽样调查的方式来估算种群密度。（基础性任务）教师向学生展示模拟本地某真实环境所绘制的样地示意图，提出:如果要在此样地上抽样调查黄顶菊的种群密度，我们应该怎么做?引导学生小组讨论取样调查需要解决的问题。教师随机选取若干小组分享讨论结果，最后引导全班聚焦以下问题:样方的大小如何确定?样方的数目如何确定?如何保证随机取样?如何对样方中的个体计数?样方计数的结果应该如何处理?（拓展性任务）教师提供关于取样面积、取样数目、取样方法、计数方法的资料，请学生分析资料，总结样方法的操作方法，并小组讨论出取样方案，进行取样、数据统计、计算平均值。比较各小组结果，分析误差原因。3.标记重捕法教师展示某羚羊种群的图片，引发学生思考，对于活动能力强的动物，种群密度的调查样方法不再适宜。（拓展性任务）教师提供标记重捕法的原理图片和一瓶未知数目的黄豆，请学生运用标记重捕法的原理，估算瓶中黄豆的数目。汇总各小组结果，分析误差原因。在三地面积不明情况下，数量多少不足以作为判断依据，只有通过调查种群密度才能对此问题进行初步判断。分析资料，得出样方取样数目和面积需要适宜，计数一般“计相邻两边及顶角”。结合估算瓶中黄豆数量的实际操作总结：要得到准确结果，需要将标记黄豆与其他黄豆充分摇匀，所以第一次捕捉和重捕之间时间间隔要适宜；标记时不能用铅笔点小点，否则之后难以辨别，所以实际操作时要保证标记物不脱落，否则会使计算值偏大；不能用缠胶带或切掉黄豆一边来标记，即要注意标记方式，不能影响重捕时每个个体被捕的概率；不能在统计时撒掉黄豆或者混入其他组的黄豆，即统计时应无明显的迁入和迁出。通过提供资料层层递进引导学生自主总结样方法和标记重捕法的原理及调查方法，结合模拟图和黄豆实验，让学生在动手操作中实现理论知识的应用，提高学生的课堂参与度。其他种群数量特征（基础性任务）教师提供藏羚羊的种群数量变化资料，请学生结合课本内容总结种群的其他数量特征。（基础性任务）请学生结合以上分析，构建各个种群数量特征之间的关系图。阅读资料，总结种群的其他数量特征，结合概念构建他们之间的联系。通过自主阅读材料建立模型，培养学生归纳概括及建模的能力。学习反馈（基础性练习）请学生判断种群数量特征相关表述的正误。（拓展性练习）请学生根据本节所学内容，对我国的“三胎政策”、“禁止非医学需要的性别鉴定”措施做出解释。（挑战性练习）请学生根据本节所学内容，对害虫和保护动物的数量控制提出合理建议。结合所学内容，完成练习。及时查漏补缺，检测学习效果。课堂小结请学生自主总结回顾本节内容主要知识点及各知识点之间的联系。自主总结