2020版 沪科技版 高中生物学 选择性必修2 生物与环境 《第1章 种群和群落》大单元整体教学设计2020课标

版沪科技版高中生物学选择性必修2生物与环境《第1章种群和群落》大单元整体教学设计[2020课标]一、内容分析与整合二、《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》分解三、学情分析四、大主题或大概念设计五、大单元目标叙写六、大单元教学重点七、大单元教学难点八、大单元整体教学思路九、学业评价十、大单元实施思路及教学结构图十一、大情境、大任务创设十二、单元学历案十三、学科实践与跨学科学习设计十四、大单元作业设计十五、“教-学-评”一致性课时设计十六、大单元教学反思一、内容分析与整合（一）教学内容分析《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》中的选择性必修2《生物与环境》模块，聚焦于生物体与其生存环境之间的相互作用关系，旨在帮助学生理解生物如何在不同环境条件下生存、繁衍并影响环境，以及环境如何对生物种群和群落产生反馈。本单元《第1章种群和群落》作为该模块的核心内容之一，深入探讨了种群的基本特征、种群数量的动态变化、群落的结构与功能以及群落的演替过程。本单元包含四个主要部分：第1节种群特征及其影响因素：介绍种群的概念、基本特征（如种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构和性别比例）以及影响种群特征的非生物因素（如水、温度、光等）和生物因素（如天敌、传染病病原体等）。通过具体案例（如斑嘴鸭种群在崇明东滩湿地的生存状况）分析种群特征的实际应用。第2节用数学方法描述种群数量的变动规律：探讨种群数量变化的两种基本形式——“J”型增长和“S”型增长，并通过数学模型（如逻辑斯蒂方程）解释种群数量变化的规律。通过探究实验（如探究培养液中酵母种群数量的变化规律），让学生亲手操作，理解数学模型在生态学中的应用。第3节群落是多物种种群形成的复杂空间结构：介绍群落的概念、物种组成、空间结构（垂直结构和水平结构）以及群落的动态变化。通过探究实验（如探究土壤中动物类群的丰富度）和探究活动（如调查城市常见鸟类生态位），让学生亲身体验群落生态学的实践过程。第4节群落演替是生物与环境相互作用的结果：阐述群落演替的概念、类型（初生演替和次生演替）以及生物对群落环境的适应特征。通过案例分析（如大金山岛的变迁），让学生理解群落演替的实际过程和意义。（二）单元内容分析种群特征及其影响因素：本节内容是理解种群生态学的基础。种群作为生物繁殖和进化的基本单位，其特征和动态变化受到多种因素的影响。通过本节学习，学生可以掌握种群密度的估算方法、出生率和死亡率对种群数量的影响、迁入率和迁出率在种群扩散中的作用以及年龄结构和性别比例对种群发展的意义。学生还能理解非生物因素和生物因素如何共同作用于种群，影响种群的生存和繁衍。用数学方法描述种群数量的变动规律：本节内容将数学模型引入生态学领域，帮助学生理解种群数量变化的复杂性和规律性。通过“J”型增长和“S”型增长两种模型的学习，学生可以认识到理想条件下和有限资源条件下种群数量变化的不同趋势。通过探究实验，学生可以亲手操作，验证数学模型的有效性，并学会运用数学模型解决实际问题。群落是多物种种群形成的复杂空间结构：本节内容从种群扩展到群落层面，探讨多个物种如何共同组成一个复杂的生态系统。学生将学习群落的概念、物种组成、空间结构以及群落的动态变化。通过探究实验和探究活动，学生可以亲身体验群落生态学的实践过程，了解不同物种在群落中的角色和相互作用关系。群落演替是生物与环境相互作用的结果：本节内容将群落生态学的研究推向更深的层次。学生将学习群落演替的概念、类型以及生物对群落环境的适应特征。通过案例分析，学生可以理解群落演替的实际过程和意义，认识到生物与环境之间的相互作用是如何推动群落不断发展和变化的。（三）单元内容整合本单元《第1章种群和群落》的内容紧密相关、层层递进，共同构成了生物与环境相互作用的知识体系。在教学过程中，教师应注重知识的整合和衔接，帮助学生建立系统的生态学思维框架。从种群到群落：从种群特征的学习入手，逐步扩展到群落结构和功能的研究。通过对比分析种群和群落的概念和特征，帮助学生理解两者之间的联系和区别。理论与实践相结合：在理论学习的基础上，注重实践操作能力的培养。通过探究实验和探究活动的设计和实施，让学生亲身体验生态学研究的乐趣和挑战。注重跨学科融合：生态学是一门跨学科的科学，涉及生物学、数学、物理学、化学等多个领域。在教学过程中，教师应注重跨学科知识的融合和渗透，帮助学生建立全面的科学素养。关注社会热点和实际问题：将生态学知识与社会热点和实际问题相结合，引导学生关注环境保护、生物多样性保护等社会议题。通过案例分析、讨论交流等方式，培养学生的社会责任感和使命感。二、《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》分解高中生物学学科核心素养是学生在生物学课程学习过程中逐渐发展起来的，在解决真实情境中的实际问题时所表现出来的价值观、必备品格与关键能力。根据《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》，本单元《第1章种群和群落》的教学应围绕以下四个核心素养展开：（一）生命观念生命观念是指对观察到的生命现象及相互关系或特性进行解释后的抽象，是人们经过实证后的观点，是能够理解或解释生物学相关事件和现象的意识、观念和思想方法。在本单元的教学中，生命观念主要体现在以下几个方面：结构与功能观：通过种群和群落结构的学习，帮助学生理解生物体结构与功能之间的密切关系。例如，通过探究土壤中动物类群的丰富度，让学生认识到不同土壤层次中动物类群的分布与土壤结构和功能之间的内在联系。进化与适应观：通过种群特征及其影响因素的学习，帮助学生理解生物进化的基本原理和适应环境的策略。例如，通过分析大熊猫食性变化的历史过程，让学生认识到生物是如何通过进化适应环境变化的。稳态与平衡观：通过群落演替的学习，帮助学生理解生态系统如何通过自我调节维持稳态和平衡。例如，通过分析大金山岛群落演替的过程和机制，让学生认识到生物与环境之间的相互作用是如何推动生态系统不断发展和变化的。物质与能量观：通过种群数量变动规律的学习，帮助学生理解物质和能量在生态系统中的流动和转化过程。例如，通过分析“J”型增长和“S”型增长两种模型，让学生认识到物质和能量对种群数量变化的重要影响。（二）科学思维科学思维是指尊重事实和证据，崇尚严谨和务实的求知态度，运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。在本单元的教学中，科学思维主要体现在以下几个方面：归纳与概括：通过种群和群落特征的学习，帮助学生学会从具体案例中归纳和概括出一般性的生物学规律。例如，通过分析不同物种在群落中的角色和相互作用关系，让学生归纳出群落结构和功能的普遍特征。演绎与推理：通过数学模型的学习和应用，帮助学生学会运用演绎和推理的方法解决实际问题。例如，通过运用逻辑斯蒂方程预测种群数量的变化趋势，让学生体验到数学模型在生态学中的应用价值。模型与建模：通过探究实验的设计和实施，帮助学生学会运用模型与建模的方法研究生物学问题。例如，通过探究培养液中酵母种群数量的变化规律，让学生亲手操作并验证数学模型的有效性。批判性思维：通过案例分析和讨论交流的方式，培养学生的批判性思维能力。例如，通过分析转基因三文鱼的安全性和伦理问题，引导学生从多个角度思考问题并提出自己的观点和看法。（三）科学探究科学探究是指能够发现现实世界中的生物学问题，针对特定的生物学现象进行观察、提问、实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论的能力。在本单元的教学中，科学探究主要体现在以下几个方面：问题发现与提出：通过引导学生观察现实生活中的生物学现象并提出问题的方式培养学生的问题发现能力。例如，通过观察校园内不同季节鸟类的变化现象引导学生提出关于鸟类迁徙和栖息地的问题。实验设计与实施：通过探究实验的设计和实施过程培养学生的实验设计和操作能力。例如，在探究培养液中酵母种群数量的变化规律实验中让学生亲手操作并记录实验数据。结果分析与交流：通过引导学生对实验结果进行分析和交流讨论的方式培养学生的结果分析能力和沟通表达能力。例如，在探究实验结束后组织学生进行小组讨论并分享各自的实验结果和心得体会。团队合作与创新：通过小组合作和探究活动的方式培养学生的团队合作能力和创新精神。例如，在调查城市常见鸟类生态位的活动中让学生分组合作并制定调查计划和方法。（四）社会责任社会责任是指基于生物学的认识参与个人与社会事务的讨论作出理性解释和判断解决生产生活问题的担当和能力。在本单元的教学中社会责任主要体现在以下几个方面：环境保护意识：通过引导学生关注环境保护和生物多样性保护等社会议题的方式培养学生的环境保护意识。例如，在分析群落演替的过程中引导学生认识到人类活动对生态环境的影响并提出相应的保护措施。健康生活方式：通过介绍健康生活方式和疾病预防知识的方式培养学生的健康意识。例如，在分析种群特征时引入传染病防控的知识让学生认识到个人卫生习惯对预防疾病的重要性。社会议题参与：通过引导学生参与社会热点议题的讨论和交流的方式培养学生的社会责任感和使命感。例如，在讨论转基因三文鱼的安全性和伦理问题时引导学生关注科技发展的社会影响并提出自己的观点和看法。可持续发展理念：通过介绍可持续发展理念和生态文明建设的知识的方式培养学生的可持续发展意识。例如，在分析群落结构和功能时引入生态系统服务功能和生物多样性的价值让学生认识到保护生态环境对于实现可持续发展的重要性。学情分析在进行《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》中选择性必修2《生物与环境》第1章《种群和群落》的教学设计时，深入了解学生的学习情况是非常重要的。以下是对学情的详细分析，包括已知内容分析、新知内容分析、学生学习能力分析以及学习障碍突破策略。（一）已知内容分析生物学基础知识：学生在必修课程中已经学习了细胞的结构与功能、遗传与变异等基础知识，这些内容为理解种群和群落的概念提供了必要的生物学背景。学生对于生态系统的基本组成（如生产者、消费者、分解者）和能量流动、物质循环等过程有初步的认识，这将有助于他们理解种群和群落之间的相互作用。数学与统计学基础：学生在数学课程中已经学习了基础的统计方法和图表制作，这对于用数学方法描述种群数量的变动规律、进行种群密度的估算等任务至关重要。学生对于指数增长和逻辑斯蒂增长等数学模型有一定的了解，这将帮助他们理解种群增长曲线的含义和应用。实验与探究能力：在之前的生物学课程中，学生已经参与过一些简单的实验探究活动，如观察细胞结构、检测生物组织中的化合物等，这些经历培养了他们的实验操作技能和科学探究能力。学生对于科学探究的一般步骤（提出问题、作出假设、设计实验、收集数据、分析结果、得出结论）有一定的了解，这将有助于他们顺利进行本章中的探究实验和探究活动。（二）新知内容分析种群特征及其影响因素：学生需要理解种群密度、出生率、死亡率、迁入率、迁出率、年龄结构和性别比例等种群特征的概念，并能够分析这些特征如何受到非生物因素（如水、温度、光照）和生物因素（如天敌、竞争物种）的影响。学生需要掌握估算种群密度的方法（如样方法、样线法、标志重捕法），并能够根据具体情况选择合适的方法进行种群密度的估算。用数学方法描述种群数量的变动规律：学生需要理解“J”型增长和“S”型增长两种种群增长模型的含义和应用，并能够根据实验数据绘制种群增长曲线。学生需要学会运用逻辑斯蒂方程来描述种群在有限环境中的增长规律，并能够分析种群增长曲线中的关键参数（如增长率、环境容纳量）对种群数量变化的影响。群落的结构与演替：学生需要理解群落的概念，包括群落的物种组成、物种丰富度、群落结构和群落的动态变化（如初生演替和次生演替）。学生需要掌握描述群落结构的方法（如垂直结构和水平结构），并能够分析群落结构如何受到环境因素的影响。学生需要理解群落演替的过程和类型（如初生演替和次生演替），并能够分析演替过程中的关键事件和驱动因素。探究实验与活动：学生需要通过探究实验（如探究培养液中酵母种群数量的变化规律、探究土壤中动物类群的丰富度）来加深对种群和群落特征的理解。学生需要通过探究活动（如调查城市常见鸟类生态位）来认识群落在现实生活中的应用和意义。（三）学生学习能力分析抽象思维能力：高中学生已经具备了一定的抽象思维能力，能够从具体现象中抽象出一般规律。对于种群和群落这样较为复杂的生物学概念，学生可能需要更多的直观材料和实践经验来帮助他们理解。逻辑推理能力：学生已经掌握了基本的逻辑推理方法，能够根据已知信息进行推理和判断。在种群和群落的研究中，学生需要面对大量的数据和复杂的情境，他们需要培养更强的逻辑推理能力来分析和解决问题。实验操作能力：学生在之前的生物学课程中已经积累了一定的实验操作技能，但本章中的实验活动（如探究培养液中酵母种群数量的变化规律）可能需要学生运用更多的精细操作技能和耐心来完成。数据分析能力：学生已经掌握了基本的统计方法和图表制作技能，但本章中的数据分析任务（如分析种群增长曲线、估算种群密度）可能需要学生运用更多的高级数据分析技能（如回归分析、方差分析等）来完成。自主学习能力：高中学生已经具备了一定的自主学习能力，能够独立完成预习、复习和课外拓展等任务。在种群和群落的学习中，学生可能需要更多的自主学习时间来深入理解和应用所学知识。（四）学习障碍突破策略直观教学材料的运用：针对抽象思维能力较强的学生，教师可以利用多媒体教学资源（如动画、视频、图片等）来直观展示种群和群落的概念和过程，帮助学生理解和记忆。针对抽象思维能力较弱的学生，教师可以通过实物展示（如不同种群的生物标本、群落模型等）和实验操作（如种群密度的估算、种群增长曲线的绘制等）来增强学生的直观感受和实践经验。逻辑推理能力的培养：教师可以设计一系列逻辑推理问题（如分析种群数量变化的原因、预测群落演替的趋势等），引导学生运用所学知识进行推理和判断。教师可以鼓励学生参与课堂讨论和辩论活动，培养他们的批判性思维和逻辑推理能力。实验操作技能的训练：教师可以提供详细的实验操作步骤和注意事项，确保学生能够正确地进行实验操作。教师可以安排学生进行分组实验，鼓励他们在小组内互相协作和交流经验，共同提高实验操作技能。数据分析能力的培养：教师可以教授学生基本的数据分析方法和软件操作技能（如Excel、SPSS等），帮助他们完成数据分析任务。教师可以设计一些数据分析案例（如分析不同地区种群密度的差异、比较不同群落的结构特征等），让学生在实际操作中学习和掌握数据分析技能。自主学习能力的激发：教师可以设计一些自主学习任务（如预习新课内容、阅读相关文献、完成拓展练习等），激发学生的自主学习兴趣和动力。教师可以提供丰富的学习资源和推荐阅读材料（如生物学教材、科普书籍、在线课程等），帮助学生拓宽知识面和视野。差异化教学策略的实施：针对不同学生的学习能力和兴趣特点，教师可以实施差异化教学策略（如分层教学、个性化指导等），满足不同学生的学习需求。教师可以定期收集学生的学习反馈和意见，及时调整教学策略和方法，提高教学效果和质量。针对《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》中选择性必修2《生物与环境》第1章《种群和群落》的教学内容，教师需要深入了解学生的学习情况，采取针对性的教学策略和方法，帮助学生克服学习障碍，提高学习效果和质量。通过直观教学材料的运用、逻辑推理能力的培养、实验操作技能的训练、数据分析能力的培养、自主学习能力的激发以及差异化教学策略的实施等措施，教师可以有效地促进学生的学习和发展。四、大主题或大概念设计大主题：生物与环境：种群、群落与演替的奥秘大概念：种群与群落的结构与功能：种群是生物在一定空间和时间内的集合体，具有特定的密度、出生率、死亡率、迁入率和迁出率等特征。群落则是由多个不同物种种群在特定空间内相互作用而形成的复杂生态系统，具有水平和垂直结构，以及随时间改变的动态特征。种群数量的变化规律：种群数量受到环境因子（如非生物因素和生物因素）的影响，呈现出“J”型和“S”型增长模式。理解种群数量变化规律对于预测生物种群动态、制定资源管理策略具有重要意义。群落演替与生物适应性：群落演替是生物群落随时间推移而发生的有序变化过程，包括初生演替和次生演替。生物通过形态、生理和行为等方面的适应性进化，与群落环境形成相互作用，共同维持生态系统的稳定性和多样性。五、大单元目标叙写高中生物学学科核心素养：（一）生命观念学生能够理解并解释种群、群落和生态系统的基本概念，认识到生物与环境之间的相互作用关系。学生能够运用结构与功能观、稳态与平衡观等生命观念，分析生物种群和群落的特征及其变化规律。（二）科学思维学生能够基于生物学事实和证据，运用归纳与概括、演绎与推理等科学思维方法，探讨种群数量变化规律及其影响因素。学生能够通过构建数学模型，描述和预测种群数量的变动趋势，展现科学思维的严谨性和逻辑性。（三）科学探究学生能够针对种群和群落的研究问题，设计并实施探究实验，收集和分析数据，得出科学结论。学生能够在探究过程中，运用科学探究的基本思路和方法，如观察、提问、假设、实验设计、数据分析和结果交流等，提高实践能力和创新精神。（四）社会责任学生能够认识到保护生物多样性和生态环境的重要性，形成人与自然和谐共处的观念。学生能够运用所学的生物学知识，参与社会议题的讨论，提出解决环境问题的合理建议，展现社会责任感。六、大单元教学重点种群与群落的基本概念与特征重点讲解种群的定义、特征（如密度、出生率、死亡率等）以及群落的物种组成、空间结构和动态特征。通过实例分析，帮助学生理解种群和群落在生态系统中的作用和地位。种群数量的变化规律及其影响因素详细介绍种群数量的“J”型和“S”型增长模式，分析影响种群数量变化的环境因子（如非生物因素和生物因素）。通过数学模型的构建和应用，帮助学生理解种群数量变化的规律和预测方法。群落演替与生物适应性阐述群落演替的概念、类型（初生演替和次生演替）及其过程。分析生物在群落演替过程中的适应性进化现象，探讨生物与环境之间的相互作用关系。科学探究能力的培养设计并实施探究实验（如探究培养液中酵母种群数量的变化规律、探究土壤中动物类群的丰富度等），培养学生的科学探究能力和实践能力。引导学生参与探究活动的全过程，包括观察、提问、假设、实验设计、数据分析和结果交流等环节。七、大单元教学难点种群数量变化规律的理解与应用学生需要理解种群数量的“J”型和“S”型增长模式及其背后的生物学原理，并能够运用这些原理分析实际问题。数学模型的构建和应用对学生来说是一个挑战，需要他们具备一定的数学基础和逻辑思维能力。群落演替过程的复杂性与多样性群落演替是一个复杂而漫长的过程，受到多种环境因子的影响，学生需要理解并区分初生演替和次生演替的不同类型及其特点。生物在群落演替过程中的适应性进化现象具有多样性和复杂性，学生需要运用综合思维方法进行分析和解释。科学探究能力的培养科学探究能力的培养需要学生在实践中不断摸索和积累经验，这对于初学者来说是一个挑战。学生需要掌握科学探究的基本思路和方法，并能够灵活运用这些方法解决实际问题。他们还需要具备批判性思维和创新能力，能够提出新的假设和解决方案。生命观念与社会责任的培养生命观念的培养需要学生深入理解生物学基本概念和原理，并能够运用这些概念和原理解释生命现象和解决实际问题。社会责任的培养需要学生认识到自己作为社会成员的责任和义务，能够运用所学的生物学知识参与社会议题的讨论和解决环境问题的实践活动中去。这需要学生具备一定的社会责任感和公民意识。具体教学难点突破策略：种群数量变化规律的理解与应用通过实例分析、图表展示和模拟实验等方式，帮助学生直观理解种群数量的变化规律。引导学生参与数学模型的构建和应用过程，提高他们的数学基础和逻辑思维能力。设计相关练习题和案例分析题，帮助学生巩固所学知识并提高其应用能力。群落演替过程的复杂性与多样性通过多媒体展示、实地考察和案例分析等方式，帮助学生直观感受群落演替的过程和特点。引导学生参与讨论和交流活动，分享彼此的观点和见解，加深对群落演替过程的理解。设计探究性学习活动或项目式学习活动，让学生在实践中探索群落演替的奥秘。科学探究能力的培养提供丰富的探究实验材料和资源支持学生的探究活动。引导学生参与探究活动的全过程并给予及时指导和反馈。鼓励学生提出新的假设和解决方案并尝试付诸实践。组织科学探究成果展示会或交流会等活动让学生分享自己的探究经验和成果。生命观念与社会责任的培养通过课堂教学、课外活动和社会实践等多种方式培养学生的生命观念和社会责任感。引导学生关注社会热点问题和环境问题并尝试运用所学的生物学知识提出解决方案。组织学生参与志愿服务活动或社会实践活动让他们亲身体验社会责任感和公民意识的重要性。鼓励学生参与生物学竞赛或科研项目等活动提高他们的专业素养和实践能力。八、大单元整体教学思路在《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》的指导下，针对2020版沪科技版高中生物学选择性必修2《生物与环境》第1章《种群和群落》的教学内容，本大单元的整体教学思路旨在通过一系列精心设计的教学活动，引导学生深入理解种群和群落的基本概念、特征及其影响因素，掌握用数学方法描述种群数量变动规律的能力，并通过实验和探究活动，培养学生的生物学学科核心素养，包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。一、教学目标设定根据《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，结合本单元的教学内容，设定以下教学目标，涵盖高中生物学学科核心素养的四个方面：生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。（一）生命观念理解种群和群落的基本概念：学生能够准确理解种群和群落的定义，认识到种群是一定空间内同种生物个体的总和，而群落则是由多个物种种群在特定空间内相互作用形成的复杂有机整体。掌握种群的基本特征：学生能够列举并解释种群密度、出生率、死亡率、迁入率、迁出率、年龄结构和性别比例等种群特征，理解这些特征对种群数量动态变化的影响。形成群落结构观念：学生能够理解群落具有水平和垂直结构，认识到不同物种在群落中的空间分布和相互作用，以及群落结构随时间和环境条件变化而发生的演替过程。树立进化与适应观念：通过分析种群和群落的变化规律，学生能够理解生物进化与适应的基本原理，认识到生物种群和群落是不断进化、适应环境变化的动态系统。（二）科学思维运用归纳与概括方法：学生能够基于种群和群落的具体实例，归纳概括出种群和群落的一般特征和变化规律，形成对生命现象的科学认识。运用演绎与推理方法：学生能够根据已知的生物学原理和种群、群落特征，推理预测种群数量变化和群落演替的趋势，培养逻辑思维和批判性思维能力。运用模型与建模方法：学生能够运用数学模型（如“J”型增长曲线和“S”型增长曲线）描述种群数量的变动规律，理解数学模型在生物学研究中的应用和意义。运用创造性思维：在实验和探究活动中，学生能够提出新的假设和设计方案，运用创造性思维解决问题，培养创新意识和创新能力。（三）科学探究提出问题能力：学生能够基于种群和群落的实际现象，提出具有探究价值的问题，明确探究目的和假设。设计方案能力：学生能够根据探究目的和假设，设计合理的实验方案和调查计划，选择合适的实验材料和仪器，确保实验的科学性和可行性。实施实验能力：学生能够按照实验方案进行实验操作，准确记录实验数据，观察实验现象，培养动手能力和实验操作技能。分析结果能力：学生能够运用统计学方法分析实验数据，得出科学结论，评价实验结果的可靠性和有效性，培养数据处理和分析能力。交流合作能力：在实验和探究活动中，学生能够与同学交流合作，分享实验经验和数据，共同解决问题，培养团队协作精神和沟通能力。（四）社会责任关注生态环境问题：学生能够认识到种群和群落的变化对生态环境的影响，关注生态环境问题的严重性和紧迫性，树立环保意识。参与环境保护行动：学生能够积极参与学校和社会组织的环境保护活动，如植树造林、垃圾分类、节能减排等，为环境保护贡献自己的力量。宣传环保知识：学生能够向家人、朋友和社区居民宣传环保知识，提高公众的环保意识，形成良好的环保氛围。践行社会责任：学生能够将所学的生物学知识应用于实际生活中，解决与生物学相关的社会问题，如控制入侵物种、保护濒危物种等，践行社会责任。二、教学内容安排本单元的教学内容主要包括四个部分：种群特征及其影响因素、用数学方法描述种群数量的变动规律、群落是多物种种群形成的复杂空间结构和群落演替是生物与环境相互作用的结果。具体安排如下：第1节种群特征及其影响因素教学内容：种群的定义和基本特征（种群密度、出生率、死亡率、迁入率、迁出率、年龄结构和性别比例）。环境因子对种群特征的影响（非生物因素如光、温度、水等；生物因素如天敌、传染病病原体等）。种群数量动态变化的实例分析（如大熊猫食性的改变、海蟾蜍的入侵等）。教学活动：通过案例分析，引导学生理解种群特征及其影响因素。组织小组讨论，探讨不同环境因素对种群数量的影响。设计实验方案，探究光照强度对植物种群密度的影响。第2节用数学方法描述种群数量的变动规律教学内容：种群数量变动的数学模型（“J”型增长曲线和“S”型增长曲线）。逻辑斯蒂方程及其应用（描述有限环境下种群数量的增长规律）。种群数量变动的实例分析（如小天蓝绣球的种群增长、大草履虫的种群增长实验等）。教学活动：通过数学推导，理解“J”型增长曲线和“S”型增长曲线的含义和应用。运用逻辑斯蒂方程计算种群的环境容纳量，分析种群数量变动的规律。设计实验方案，探究培养液中酵母种群数量的变化规律，验证数学模型的有效性。第3节群落是多物种种群形成的复杂空间结构教学内容：群落的定义和基本特征（物种组成、物种丰富度、群落结构等）。群落的水平结构和垂直结构（如热带雨林中的空中群落、常绿阔叶林中的植被分层等）。种间关系（捕食、竞争、寄生、共生等）及其对群落结构的影响。教学活动：通过实地考察或图片展示，引导学生认识不同群落的物种组成和结构特征。组织小组讨论，分析不同环境因素对群落结构的影响。设计调查方案，探究城市常见鸟类的生态位，理解种间关系在群落结构中的作用。第4节群落演替是生物与环境相互作用的结果教学内容：群落演替的定义和类型（初生演替和次生演替）。群落演替的过程和阶段（如裸岩—森林演替过程）。人类活动对群落演替的影响（如退耕还林工程、城市化进程中的生态破坏等）。教学活动：通过案例分析，引导学生理解群落演替的过程和阶段。组织小组讨论，探讨人类活动对群落演替的影响。设计调查方案，探究某一地区群落演替的现状和趋势，提出保护建议。三、教学方法与策略为了实现上述教学目标和内容安排，本单元将采用多种教学方法和策略，包括讲授法、讨论法、实验法、探究法、案例分析法等。具体策略如下：讲授法：通过教师的系统讲解，帮助学生掌握种群和群落的基本概念、特征和数学模型等基础知识。讨论法：组织学生进行小组讨论和全班讨论，引导学生积极思考和交流，培养批判性思维和团队协作能力。实验法：设计并实施一系列实验活动（如探究培养液中酵母种群数量的变化规律、探究土壤中动物类群的丰富度等），培养学生的实验操作技能和科学探究能力。探究法：引导学生提出问题、设计方案、实施实验、分析结果并得出结论，培养学生的科学探究精神和创新能力。案例分析法：通过案例分析（如大熊猫食性的改变、海蟾蜍的入侵等），帮助学生理解生物学原理在现实生活中的应用和意义。四、学业评价为了全面评估学生的学习成果和核心素养的发展水平，本单元将采用多元化的学业评价方式，包括形成性评价和终结性评价相结合、定量评价和定性评价相结合等。具体评价方式如下：课堂表现评价：通过观察学生在课堂上的参与程度、讨论表现、实验操作等方面的情况，评价学生的学习态度和探究能力。作业和练习评价：通过布置作业和练习题（如种群特征的分析、种群数量变动模型的计算等），评价学生对基础知识的掌握程度和解题能力。实验报告评价：通过评价学生的实验报告（包括实验目的、方法、结果和结论等），评价学生的实验操作技能、数据处理能力和科学探究能力。探究活动评价：通过评价学生的探究活动（如调查城市常见鸟类的生态位、探究某一地区群落演替的现状和趋势等），评价学生的创新能力、团队协作能力和社会责任感。终结性评价：通过期末考试或单元测试等方式，全面评估学生对本单元知识的掌握程度和核心素养的发展水平。五、教学反思与改进在教学实施过程中，教师应不断反思和改进教学方法和策略，以适应学生的学习需求和核心素养的发展要求。具体反思和改进措施如下：定期收集学生反馈：通过问卷调查、个别访谈等方式，定期收集学生对教学活动的反馈意见，了解学生的学习需求和困难。分析学业评价结果：对学业评价结果进行深入分析，找出学生在知识掌握和核心素养发展方面存在的问题和不足。调整教学方法和策略：根据学生的学习需求和反馈意见，以及学业评价结果的分析，及时调整教学方法和策略，提高教学效果和学生的学习成果。加强教师专业发展：教师应积极参加各种培训和学习活动，不断提升自己的专业素养和教学能力，以更好地适应新课程改革的要求和挑战。通过以上教学思路的实施，本单元旨在培养学生的生物学学科核心素养，包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等方面的发展。通过多元化的学业评价方式和教学反思与改进措施，确保教学效果和学生的学习成果达到预期目标。九、学业评价一、引言学业评价是教学过程中不可或缺的一环，它不仅能够反映学生的学习成果，还能够指导教师调整教学策略，促进学生的学习和发展。根据《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，本学业评价旨在全面评估学生在选择性必修2《生物与环境》模块第1章《种群和群落》学习中的表现，特别是围绕种群特征、种群数量变动规律、群落结构以及群落演替等核心概念的理解和应用能力。评价将涵盖高中生物学学科核心素养的四个方面：生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。二、教学目标设定（一）生命观念结构与功能观：学生能够理解种群和群落作为生物系统的基本单位，其结构和功能之间的相互关系。例如，学生能够解释种群密度、出生率、死亡率等种群特征如何影响种群的数量和动态变化，以及群落中不同物种如何通过种间关系（如捕食、竞争、共生等）相互影响，形成稳定的群落结构。进化与适应观：学生能够认识到生物种群和群落是不断进化和适应环境变化的产物。例如，学生能够分析环境因素（如光照、温度、水分、天敌等）如何影响种群特征，以及生物如何通过进化适应环境变化（如大熊猫食性的改变）。稳态与平衡观：学生能够理解种群和群落在一定条件下能够维持相对的稳态和平衡。例如，学生能够解释“S”型增长曲线中种群数量如何趋于环境容纳量，以及群落演替过程中不同阶段的动态平衡。物质与能量观：学生能够理解种群和群落中物质和能量的流动与循环。例如，学生能够分析种群数量增长过程中能量的消耗和转化，以及群落中不同营养级之间的能量传递效率。（二）科学思维归纳与概括：学生能够从具体的生物学现象中归纳出一般性的规律。例如，学生能够通过分析不同物种的种群增长曲线，概括出种群增长的基本模式（“J”型和“S”型）。演绎与推理：学生能够运用生物学原理进行逻辑推理，预测生物现象的发展趋势。例如，学生能够根据种群密度、出生率和死亡率等数据，预测种群数量的未来变化。模型与建模：学生能够建立生物学模型，模拟生物现象的发生和发展过程。例如，学生能够利用数学模型描述种群数量的变动规律，或者利用生态瓶模型模拟群落的结构和功能。批判性思维：学生能够批判性地评估生物学信息和观点，提出自己的见解和疑问。例如，学生能够分析不同来源的生物学数据，评估其可靠性和有效性，并提出改进实验设计的建议。创造性思维：学生能够运用创造性思维，提出新的生物学假设和解决方案。例如，学生能够设计新的实验方案，探究影响种群特征或群落结构的因素。（三）科学探究问题发现与提出：学生能够敏锐地发现生物学问题，并提出具有探究价值的问题。例如，学生能够观察到不同季节校园内鸟类的种类和数量发生变化，并提出探究其背后原因的问题。实验设计与实施：学生能够设计合理的实验方案，并准确地实施实验。例如，学生能够设计实验探究培养液中酵母种群数量的变化规律，包括实验材料的选择、实验步骤的设计以及实验数据的记录和分析。证据收集与分析：学生能够收集可靠的生物学证据，并运用科学方法进行分析和解释。例如，学生能够通过观察和测量，收集有关种群密度、出生率和死亡率等数据，并运用统计学方法进行分析。结论得出与交流：学生能够根据实验证据得出结论，并清晰地表达自己的观点和发现。例如，学生能够撰写实验报告，阐述探究培养液中酵母种群数量变化规律的结果和结论，并与同学和老师进行交流讨论。（四）社会责任环保意识：学生能够认识到人类活动对生物种群和群落的影响，并树立环保意识。例如，学生能够分析城市化进程对两栖类动物生存的影响，并提出保护两栖类动物的建议。健康生活方式：学生能够理解生物种群和群落与人类健康的关系，倡导健康的生活方式。例如，学生能够认识到生物多样性的重要性，并倡导保护生态环境、维护生物多样性的生活方式。社会责任担当：学生能够积极参与社会事务的讨论和决策，为环境保护和可持续发展贡献力量。例如，学生能够参与社区的生物多样性保护活动，宣传环保知识，提高公众的环保意识。伦理道德观念：学生能够遵循伦理道德原则，进行负责任的生物学研究和实践活动。例如，学生能够在进行生物学实验时遵守实验动物伦理原则，保护实验动物的福利和权益。三、学习目标设定（一）种群特征及其影响因素生命观念：学生能够理解种群密度、出生率、死亡率、迁入率和迁出率等种群特征的概念和意义，以及它们如何影响种群的数量和动态变化。科学思维：学生能够运用归纳与概括的方法，分析不同物种的种群特征及其影响因素；能够运用演绎与推理的方法，预测种群数量的未来变化。科学探究：学生能够设计实验探究影响种群特征的因素，如环境因素（光照、温度、水分等）对种群密度的影响；能够收集和分析实验数据，得出结论并与同学交流。社会责任：学生能够认识到人类活动对生物种群的影响，如过度捕捞对渔业资源的影响，并树立保护生物多样性的意识。（二）用数学方法描述种群数量的变动规律生命观念：学生能够理解“J”型和“S”型增长曲线的概念和意义，以及它们如何描述种群数量的变动规律。科学思维：学生能够运用数学模型描述种群数量的变动规律，如逻辑斯蒂方程；能够运用批判性思维评估不同数学模型的适用性和局限性。科学探究：学生能够设计实验探究种群数量的变动规律，如探究培养液中酵母种群数量的变化规律；能够运用数学方法分析实验数据，得出结论并与同学交流。社会责任：学生能够认识到数学模型在生物学研究中的应用价值，并树立运用科学方法解决生物学问题的意识。（三）探究培养液中酵母种群数量的变化规律生命观念：学生能够理解酵母种群数量变化规律的概念和意义，以及它与环境因素（如营养物质、温度、pH值等）的关系。科学思维：学生能够运用科学思维分析实验数据，探究影响酵母种群数量变化的因素；能够运用创造性思维提出改进实验设计的建议。科学探究：学生能够准确地实施实验步骤，收集和分析实验数据；能够撰写实验报告，清晰地表达自己的观点和发现。社会责任：学生能够认识到实验动物伦理原则的重要性，并在实验过程中遵守相关规定；能够积极参与实验室的清洁和整理工作，维护实验室的安全和整洁。（四）群落是多物种种群形成的复杂空间结构生命观念：学生能够理解群落的概念和意义，以及它与种群的关系；能够认识到群落具有水平和垂直结构，以及随时间改变的动态特征。科学思维：学生能够运用归纳与概括的方法，分析不同群落的物种组成和空间结构；能够运用演绎与推理的方法，预测群落演替的趋势和方向。科学探究：学生能够设计实验探究群落的物种组成和空间结构，如探究土壤中动物类群的丰富度；能够运用科学方法进行观察、测量和记录，得出结论并与同学交流。社会责任：学生能够认识到保护生物多样性的重要性，并积极参与生物多样性保护活动；能够倡导绿色生活方式，减少人类对环境的负面影响。（五）探究土壤中动物类群的丰富度生命观念：学生能够理解土壤中动物类群丰富度的概念和意义，以及它与土壤健康和环境质量的关系。科学思维：学生能够运用科学思维分析实验数据，探究影响土壤中动物类群丰富度的因素；能够运用创造性思维提出改进实验设计的建议。科学探究：学生能够准确地实施实验步骤，收集和分析实验数据；能够运用科学方法进行土壤样品的采集、处理和观察，得出结论并与同学交流。社会责任：学生能够认识到土壤保护的重要性，并积极参与土壤保护活动；能够倡导合理使用化肥和农药，减少对土壤的污染和破坏。（六）调查城市常见鸟类生态位生命观念：学生能够理解生态位的概念和意义，以及它在群落结构和功能中的作用。科学思维：学生能够运用归纳与概括的方法，分析不同鸟类在城市生态系统中的生态位；能够运用演绎与推理的方法，预测城市生态系统中鸟类种群的变化趋势。科学探究：学生能够设计实验调查城市常见鸟类的生态位，如观察鸟类的栖息地、食物来源和行为习性；能够运用科学方法进行数据的收集、整理和分析，得出结论并与同学交流。社会责任：学生能够认识到城市生态环境建设的重要性，并积极参与城市绿化和生态保护活动；能够倡导人与自然和谐共处的理念，减少人类对鸟类等野生动物的干扰和破坏。（七）群落演替是生物与环境相互作用的结果生命观念：学生能够理解群落演替的概念和意义，以及它与生物和环境相互作用的关系。科学思维：学生能够运用归纳与概括的方法，分析不同群落演替的类型和过程；能够运用演绎与推理的方法，预测群落演替的趋势和方向。科学探究：学生能够设计实验探究群落演替的过程和机制，如观察不同恢复阶段植被的变化情况；能够运用科学方法进行数据的收集、整理和分析，得出结论并与同学交流。社会责任：学生能够认识到生态恢复和重建的重要性，并积极参与相关活动；能够倡导可持续发展的理念，减少对自然资源的过度开发和利用。四、评价目标设定（一）生命观念评价目标评价学生对种群和群落基本概念的理解程度：通过选择题、填空题等形式考察学生对种群密度、出生率、死亡率、迁入率、迁出率以及群落结构等基本概念的理解程度。评价学生对生物进化与适应观念的理解程度：通过案例分析题等形式考察学生对生物如何通过进化适应环境变化的理解程度，如大熊猫食性的改变等案例。评价学生对稳态与平衡观念的理解程度：通过简答题等形式考察学生对种群和群落在一定条件下能够维持相对稳态和平衡的理解程度，如“S”型增长曲线中种群数量如何趋于环境容纳量等。评价学生对物质与能量观念的理解程度：通过计算题等形式考察学生对种群和群落中物质和能量流动与循环的理解程度，如能量传递效率的计算等。（二）科学思维评价目标评价学生的归纳与概括能力：通过案例分析题等形式考察学生能否从具体的生物学现象中归纳出一般性的规律，如分析不同物种的种群增长曲线等。评价学生的演绎与推理能力：通过简答题等形式考察学生能否运用生物学原理进行逻辑推理，预测生物现象的发展趋势，如根据种群密度、出生率和死亡率等数据预测种群数量的未来变化等。评价学生的模型与建模能力：通过实验设计题等形式考察学生能否建立生物学模型模拟生物现象的发生和发展过程，如利用数学模型描述种群数量的变动规律等。评价学生的批判性思维能力：通过辩论题等形式考察学生能否批判性地评估生物学信息和观点，提出自己的见解和疑问，如分析不同来源的生物学数据的可靠性和有效性等。评价学生的创造性思维能力：通过开放性问答题等形式考察学生能否运用创造性思维提出新的生物学假设和解决方案，如设计新的实验方案探究影响种群特征或群落结构的因素等。（三）科学探究评价目标评价学生的问题发现与提出能力：通过开放性问答题等形式考察学生能否敏锐地发现生物学问题并提出具有探究价值的问题，如观察不同季节校园内鸟类的种类和数量变化并提出探究其背后原因的问题等。评价学生的实验设计与实施能力：通过实验设计题和实验报告评价表等形式考察学生能否设计合理的实验方案并准确地实施实验，如探究培养液中酵母种群数量的变化规律等。评价学生的证据收集与分析能力：通过实验数据记录表和分析报告等形式考察学生能否收集可靠的生物学证据并运用科学方法进行分析和解释，如收集和分析种群密度、出生率和死亡率等数据等。评价学生的结论得出与交流能力：通过实验报告和口头报告等形式考察学生能否根据实验证据得出结论并清晰地表达自己的观点和发现，如撰写实验报告阐述探究培养液中酵母种群数量变化规律的结果和结论等。（四）社会责任评价目标评价学生的环保意识：通过问卷调查和案例分析题等形式考察学生能否认识到人类活动对生物种群和群落的影响并树立环保意识，如分析城市化进程对两栖类动物生存的影响并提出保护建议等。评价学生的健康生活方式：通过选择题和简答题等形式考察学生能否理解生物种群和群落与人类健康的关系并倡导健康的生活方式，如认识到生物多样性的重要性并倡导保护生态环境等。评价学生的社会责任担当：通过社会实践报告和小组讨论等形式考察学生能否积极参与社会事务的讨论和决策并为环境保护和可持续发展贡献力量，如参与社区的生物多样性保护活动等。评价学生的伦理道德观念：通过案例分析题和角色扮演等形式考察学生能否遵循伦理道德原则进行负责任的生物学研究和实践活动，如在实验过程中遵守实验动物伦理原则等。五、总结本学业评价方案旨在全面评估学生在选择性必修2《生物与环境》模块第1章《种群和群落》学习中的表现，特别是围绕种群特征、种群数量变动规律、群落结构以及群落演替等核心概念的理解和应用能力。评价方案涵盖了高中生物学学科核心素养的四个方面：生命观念、科学思维、科学探究和社会责任，并通过多种形式的评价手段（如选择题、填空题、案例分析题、实验设计题、实验报告、问卷调查、社会实践报告等）确保评价的全面性、公正性和有效性。通过本学业评价方案的实施，教师可以及时了解学生的学习情况和存在的问题，调整教学策略和方法，促进学生的全面发展。学生也可以通过评价了解自己的学习成果和不足之处，明确努力方向和目标，提高自己的生物学学科核心素养。十、大单元实施思路及教学结构图1.大单元实施思路针对2020版沪科技版高中生物学选择性必修2《生物与环境》的第1章《种群和群落》的教学内容，本大单元的实施思路旨在通过一系列精心设计的教学活动，引导学生深入理解种群和群落的基本概念、特征及其影响因素，掌握用数学方法描述种群数量变动规律的能力，并通过实验和探究活动，培养学生的科学探究能力和社会责任感。具体实施思路如下：（1）情境创设与引入情境创设：通过展示湿地生态系统、热带雨林等生物群落的图片或视频，激发学生的学习兴趣，引导学生思考生物群落是由哪些生物组成的，这些生物之间有什么关系，以及生物群落是如何随时间变化的。引入主题：介绍种群和群落的概念，明确本章的学习目标和重点。（2）理论讲授与讨论理论讲授：详细讲解种群的基本特征（如种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构和性别比例）及其影响因素，以及群落的结构（如水平和垂直结构）和演替过程（初生演替和次生演替）。小组讨论：组织学生分组讨论影响种群和群落特征的因素，以及这些因素如何共同作用导致群落的变化。（3）实验与探究活动实验1-1：探究培养液中酵母种群数量的变化规律实验目的：通过实验，让学生理解并掌握用血细胞计数板抽样推算种群数量的方法，以及种群数量随时间变化的规律。实验步骤：包括准备实验材料、设计实验方案、进行实验操作、记录和分析数据等。实验报告：要求学生撰写实验报告，总结实验过程、结果和结论。实验1-2：探究土壤中动物类群的丰富度实验目的：通过实验，让学生了解土壤中动物类群的组成和丰富度，掌握土壤动物采集、分类和计数的方法。实验步骤：包括采集土样、制作诱虫器、观察和分类土壤动物、统计数据等。实验报告：要求学生撰写实验报告，分析土壤中动物类群的丰富度及其影响因素。探究活动1-3：调查城市常见鸟类生态位活动目的：通过调查，让学生了解城市常见鸟类的生态位，理解生态位的概念及其重要性。活动步骤：包括设定观察区域和观察线路、观察和记录鸟类行为、分析和比较不同鸟类物种的生态位等。活动报告：要求学生撰写活动报告，总结调查结果和结论。（4）案例分析与讨论案例分析：选取典型的生物入侵案例（如澳大利亚的海蟾蜍入侵），引导学生分析入侵物种对本地生物群落的影响，以及应对措施。小组讨论：组织学生分组讨论案例，提出自己的观点和建议。（5）总结与反思知识总结：对本章的学习内容进行总结，强调重点概念和原理。反思与提升：引导学生反思学习过程中的收获和不足，提出改进建议。拓展阅读：推荐相关书籍和文章，鼓励学生进一步拓展知识面。2.教学目标设定（一）生命观念目标1：学生能够理解种群和群落的概念，认识到种群是生物繁殖和进化的基本单位，群落是生物种群在一定空间内相互作用形成的复杂系统。目标2：学生能够理解种群的基本特征（如种群密度、出生率和死亡率等）及其影响因素，认识到这些因素如何共同作用导致种群数量的变化。目标3：学生能够理解群落的结构（如水平和垂直结构）和演替过程（初生演替和次生演替），认识到群落是一个动态变化的系统。（二）科学思维目标1：学生能够运用归纳与概括、演绎与推理等科学方法，分析种群和群落特征及其影响因素，提出科学合理的解释和预测。目标2：学生能够基于事实和证据，运用数学方法（如种群增长模型）描述种群数量的变动规律，解决相关生态学问题。目标3：学生能够批判性地评价生物学实验结果和观点，提出自己的见解和建议。（三）科学探究目标1：学生能够掌握科学探究的基本步骤和方法，包括提出问题、作出假设、设计实验、收集和分析数据、得出结论等。目标2：学生能够独立完成实验1-1和实验1-2的操作，准确记录和分析数据，撰写实验报告。目标3：学生能够参与探究活动1-3，制定调查计划，收集和整理数据，撰写活动报告。（四）社会责任目标1：学生能够关注生态环境问题，认识到人类活动对生物群落的影响，形成保护生态环境的意识和责任感。目标2：学生能够积极参与生态环境保护活动，如垃圾分类、节能减排等，为可持续发展贡献自己的力量。目标3：学生能够运用所学生物学知识，参与社会议题的讨论和决策，为生态文明建设提供科学依据和智力支持。3.教学结构图++|生物与环境（第1章）|++|v++|一、种群特征及其影响因素|++|v+++|种群基本特征|种群数量变动|+++|密度、出生率等|“J”型增长||影响因素|“S”型增长|+++|v++|二、用数学方法描述种群数量||变动规律|++|v++|探究实验1-1|++|酵母种群数量变化|++|v++|三、群落是多物种种群形成的||复杂空间结构|++|v++++|群落结构|群落演替|探究实验1-2|++++|水平、垂直结构|初生、次生演替|土壤中动物类群丰富度|++++|v++|探究活动1-3|++|调查城市鸟类生态位|++|v++|四、总结与反思|++4.具体教学实施步骤（一）情境创设与引入（1课时）教师活动：展示湿地生态系统、热带雨林等生物群落的图片或视频，引导学生思考生物群落是由哪些生物组成的，这些生物之间有什么关系。介绍种群和群落的概念，明确本章的学习目标和重点。学生活动：观看图片或视频，思考并讨论生物群落的组成和结构。记录自己对种群和群落概念的理解，准备分享。（二）理论讲授与讨论（2课时）教师活动：详细讲解种群的基本特征（如种群密度、出生率和死亡率等）及其影响因素。讲解群落的结构（如水平和垂直结构）和演替过程（初生演替和次生演替）。组织学生进行小组讨论，探讨影响种群和群落特征的因素及其相互作用。学生活动：认真听讲，记录重点概念和原理。参与小组讨论，分享自己的观点和见解。准备小组汇报，总结讨论结果。（三）实验1-1：探究培养液中酵母种群数量的变化规律（2课时）教师活动：介绍实验目的、原理、步骤和注意事项。演示实验操作过程，强调关键步骤和技巧。巡回指导学生的实验操作，解答疑问。学生活动：分组进行实验设计，明确实验步骤和要求。进行实验操作，记录每天酵母种群数量的变化。分析数据，绘制种群增长曲线，撰写实验报告。（四）实验1-2：探究土壤中动物类群的丰富度（2课时）教师活动：介绍实验目的、原理、步骤和注意事项。演示土壤动物采集、分类和计数的方法。巡回指导学生的实验操作，解答疑问。学生活动：分组进行土样采集，制作诱虫器。观察和分类土壤动物，统计数据。分析数据，撰写实验报告。（五）探究活动1-3：调查城市常见鸟类生态位（2课时）教师活动：介绍活动目的、步骤和注意事项。提供必要的调查工具和资料。巡回指导学生的调查活动，解答疑问。学生活动：设定观察区域和观察线路，制定调查计划。观察和记录城市常见鸟类的行为，分析它们的生态位。撰写活动报告，总结调查结果和结论。（六）案例分析与讨论（1课时）教师活动：选取典型的生物入侵案例（如澳大利亚的海蟾蜍入侵），介绍案例背景和相关知识。引导学生分析入侵物种对本地生物群落的影响，以及应对措施。组织学生进行小组讨论，提出自己的观点和建议。学生活动：认真听讲，记录案例分析的要点。参与小组讨论，分享自己的观点和见解。准备小组汇报，总结讨论结果。（七）总结与反思（1课时）教师活动：对本章的学习内容进行总结，强调重点概念和原理。引导学生反思学习过程中的收获和不足，提出改进建议。推荐相关书籍和文章，鼓励学生进一步拓展知识面。学生活动：回顾本章的学习内容，整理笔记和资料。反思学习过程中的收获和不足，提出自己的改进建议。阅读推荐书籍和文章，拓展知识面。通过以上详细的教学实施步骤，旨在帮助学生深入理解种群和群落的基本概念、特征及其影响因素，掌握用数学方法描述种群数量变动规律的能力，并通过实验和探究活动，培养学生的科学探究能力和社会责任感。十一、大情境、大任务创设一、教学目标设定根据《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，结合2020版沪科技版高中生物学选择性必修2《生物与环境》第1章《种群和群落》的教学内容，设定以下教学目标，涵盖生命观念、科学思维、科学探究和社会责任四个维度。（一）生命观念结构与功能观：学生能够理解种群和群落的结构特征，以及这些特征如何影响其在生态系统中的功能。例如，理解种群密度、年龄结构、性别比例等特征如何影响种群的生长和繁殖能力；理解群落的垂直结构和水平结构如何促进物种间的相互作用和资源利用。进化与适应观：学生能够认识到种群和群落的变化是生物进化的结果，理解自然选择、遗传漂变、基因突变等因素在种群进化中的作用。通过案例分析，学生能够解释特定物种如何适应其生存环境，如大熊猫食性变化的可能原因。稳态与平衡观：学生能够理解群落演替是生物与环境相互作用的结果，认识到生态系统在一定条件下能够保持相对稳定的状态。通过分析群落演替的过程和影响因素，学生能够预测生态系统可能的变化趋势。物质与能量观：学生能够理解种群和群落中物质和能量的流动与转化过程，如种群增长所需的物质和能量来源，以及群落中不同物种间的物质循环和能量流动关系。（二）科学思维归纳与概括：学生能够通过对种群和群落特征的观察和分析，归纳出一般性的规律和结论。例如，通过探究培养液中酵母种群数量的变化规律，学生能够概括出种群增长的一般模式。演绎与推理：学生能够运用已有的生物学知识和原理，对新的生物学现象进行推理和预测。例如，根据种群增长模型，学生能够预测在不同环境条件下种群数量的变化趋势。模型与建模：学生能够建立数学模型来描述种群数量的变动规律，如指数增长模型、逻辑斯谛增长模型等，并通过实验数据验证模型的准确性。批判性思维：学生能够批判性地评价生物学实验结果和观点，提出自己的见解和建议。例如，在案例分析中，学生能够质疑现有的解释并提出新的假设。创造性思维：学生能够运用所学知识解决实际问题，提出创新的解决方案。例如，在为我国渔业资源保护和恢复献计献策时，学生能够提出新的管理策略和技术手段。（三）科学探究提出问题：学生能够根据观察和分析提出有探究价值的问题。例如，在观察热带雨林中的空中群落时，学生能够提出“为什么空中群落的物种丰富度如此之高？”等问题。作出假设：学生能够基于已有的知识和经验对问题作出合理的假设。例如，在探究培养液中酵母种群数量的变化规律时，学生能够假设酵母种群数量会随时间呈指数增长。设计实验：学生能够设计科学严谨的实验方案来验证假设。例如，在探究土壤中动物类群的丰富度时，学生能够设计合理的采样方案、观察方法和统计方法。收集和分析数据：学生能够准确记录实验数据并运用科学的方法进行分析。例如，在探究培养液中酵母种群数量的变化规律时，学生能够使用血细胞计数板抽样推算种群数量，并绘制种群增长曲线。得出结论：学生能够根据实验数据和分析结果得出科学结论，并能够与他人交流和分享。例如，在探究活动结束后，学生能够撰写实验报告或活动报告，总结调查结果和结论。（四）社会责任关注生态环境问题：学生能够认识到人类活动对生物群落和生态系统的影响，形成保护生态环境的意识和责任感。例如，在案例分析中，学生能够理解过度捕捞对渔业资源造成的破坏，并提出相应的保护措施。参与生态环境保护活动：学生能够积极参与生态环境保护活动，如垃圾分类、节能减排等，为可持续发展贡献自己的力量。例如，在课外活动中，学生能够组织或参与环保宣传、植树造林等公益活动。运用生物学知识解决实际问题：学生能够运用所学生物学知识参与社会议题的讨论和决策，为生态文明建设提供科学依据和智力支持。例如，在为我国渔业资源保护和恢复献计献策时，学生能够运用种群生态学原理提出合理的建议。宣传和教育：学生能够向他人宣传生物学知识和环保理念，提高公众的环保意识和科学素养。例如，在课外活动中，学生能够制作环保宣传海报、举办环保知识讲座等。二、大情境创设为了实现上述教学目标，我们创设了一个以“探索生态系统中的种群与群落”为主题的大情境。在这个大情境中，学生将扮演生态学家的角色，通过一系列探究活动来深入了解种群和群落的基本概念、特征及其影响因素。（一）情境背景假设我们生活在一个多元化且复杂的生态系统中，这个生态系统包含了多种多样的生物种群和群落。随着人类活动的不断加剧，这个生态系统正面临着前所未有的挑战和威胁。为了保护这个生态系统并实现可持续发展，我们需要深入了解种群和群落的特征及其影响因素，为制定科学合理的保护措施提供科学依据。（二）情境任务在这个大情境中，学生将完成以下任务：探究种群特征及其影响因素：学生将通过观察和分析不同生物种群的特征（如种群密度、年龄结构、性别比例等），探究这些特征如何受到环境因素（如气候、食物供应、天敌数量等）的影响。学生还将运用数学模型来描述种群数量的变动规律，并预测在不同环境条件下种群数量的变化趋势。探究群落结构及其多样性：学生将通过观察和分析不同生物群落的结构特征（如垂直结构、水平结构等），探究这些特征如何促进物种间的相互作用和资源利用。学生还将探究群落中不同物种间的种间关系（如捕食、种间竞争、寄生、共生等），以及这些关系如何影响群落的稳定性和多样性。调查城市常见鸟类生态位：学生将通过实地调查来收集城市常见鸟类的生态位数据（如食物来源、栖息地类型、活动时间等），并运用这些数据来分析鸟类生态位的重叠和分离情况。通过这项活动，学生将更深入地理解群落中不同物种间的相互作用和竞争关系。探究土壤中动物类群的丰富度：学生将通过采集土样、制作诱虫器等方法来探究土壤中动物类群的组成和丰富度。学生还将运用统计学方法来分析不同土壤类型、植被覆盖度等因素对土壤动物类群丰富度的影响。案例分析：生物入侵与群落演替：学生将通过案例分析来了解生物入侵对本地生物群落的影响以及群落演替的过程和机制。学生还将运用所学知识来评价现有的生物入侵防控措施并提出新的建议。三、大任务分解为了完成上述情境任务，我们将大任务分解为以下五个子任务，每个子任务对应一章的教学内容。（一）子任务一：探究种群特征及其影响因素（第1节）活动目标：分析具体的生物种群，列举生物种群的基本特征。探究种群特征如何受到环境因素的影响。运用数学模型描述种群数量的变动规律。活动流程：情境创设：展示湿地生态系统、热带雨林等生物群落的图片或视频，引导学生思考生物群落是由哪些生物组成的，这些生物之间有什么关系。理论讲授：详细讲解种群的基本特征（如种群密度、出生率和死亡率等）及其影响因素。小组讨论：组织学生分组讨论影响种群特征的因素及其相互作用。数学建模：引导学生运用数学模型（如指数增长模型、逻辑斯谛增长模型等）来描述种群数量的变动规律。案例分析：选取典型的生物种群案例（如大熊猫、澳大利亚的野兔等），引导学生分析种群特征及其影响因素。评估方式：通过小组讨论和课堂展示来评估学生对种群特征及其影响因素的理解程度。通过数学建模作业来评估学生运用数学模型描述种群数量变动规律的能力。（二）子任务二：用数学方法描述种群数量的变动规律（第2节）活动目标：掌握用数学方法描述种群数量变动规律的能力。通过实验验证数学模型的准确性。活动流程：实验设计：介绍实验1-1（探究培养液中酵母种群数量的变化规律）的目的、原理、步骤和注意事项。实验操作：组织学生分组进行实验设计，明确实验步骤和要求；进行实验操作，记录每天酵母种群数量的变化。数据分析：引导学生分析实验数据，绘制种群增长曲线，并与数学模型进行比较。实验报告：要求学生撰写实验报告，总结实验过程、结果和结论。评估方式：通过实验操作和数据分析来评估学生掌握数学方法描述种群数量变动规律的能力。通过实验报告来评估学生的实验记录和分析能力。（三）子任务三：探究群落结构及其多样性（第3节）活动目标：理解群落的结构特征（如垂直结构、水平结构等）及其多样性。探究群落中不同物种间的种间关系及其影响。活动流程：情境创设：展示热带雨林等复杂生态系统的图片或视频，引导学生思考群落的结构特征及其多样性。理论讲授：详细讲解群落的结构特征（如垂直结构、水平结构等）和多样性指标（如物种丰富度、物种均匀度等）。小组讨论：组织学生分组讨论群落中不同物种间的种间关系（如捕食、种间竞争、寄生、共生等）及其影响。探究活动：组织学生进行探究活动1-3（调查城市常见鸟类生态位），收集和分析数据，撰写活动报告。评估方式：通过小组讨论和课堂展示来评估学生对群落结构特征及其多样性的理解程度。通过活动报告来评估学生的调查和分析能力。（四）子任务四：探究土壤中动物类群的丰富度（第3节）活动目标：了解土壤中动物类群的组成和丰富度。掌握土壤动物采集、分类和计数的方法。活动流程：实验设计：介绍实验1-2（探究土壤中动物类群的丰富度）的目的、原理、步骤和注意事项。实验操作：组织学生分组进行土样采集、制作诱虫器、观察和分类土壤动物、统计数据等操作。数据分析：引导学生分析实验数据，计算土壤中动物类群的丰富度指数。实验报告：要求学生撰写实验报告，分析土壤中动物类群的丰富度及其影响因素。评估方式：通过实验操作和数据分析来评估学生掌握土壤动物采集、分类和计数方法的能力。通过实验报告来评估学生的实验记录和分析能力。（五）子任务五：案例分析：生物入侵与群落演替（第4节）活动目标：理解生物入侵对本地生物群落的影响。掌握群落演替的过程和机制。运用所学知识评价现有的生物入侵防控措施并提出新的建议。活动流程：案例介绍：选取典型的生物入侵案例（如澳大利亚的海蟾蜍入侵、中国的水葫芦入侵等），介绍其背景、过程和影响。小组讨论：组织学生分组讨论生物入侵对本地生物群落的影响以及群落演替的过程和机制。案例分析：引导学生运用所学知识分析生物入侵案例，评价现有的防控措施并提出新的建议。课堂展示：要求学生以小组为单位进行课堂展示，分享小组讨论和案例分析的结果。评估方式：通过小组讨论和课堂展示来评估学生对生物入侵和群落演替的理解程度。通过案例分析报告来评估学生运用所学知识解决实际问题的能力。通过以上五个子任务的完成，学生将全面深入地理解种群和群落的基本概念、特征及其影响因素，掌握用数学方法描述种群数量变动规律的能力，并通过实验和探究活动培养科学探究能力和社会责任感。学生还将形成保护生态环境的意识和责任感，为可持续发展贡献自己的力量。十二、单元学历案（一）单元主题与课时单元主题：生物与环境——种群和群落课时设计：第1课时：种群特征及其影响因素教学内容：介绍种群的基本概念，分析种群的基本特征（如种群密度、出生率和死亡率等）及其影响因素。教学目标：学生能够理解种群的概念，认识种群的基本特征及其影响因素，理解这些因素如何共同作用导致种群数量的变化。第2课时：用数学方法描述种群数量的变动规律教学内容：讲解种群增长模型（如“J”型和“S”型增长），通过实验数据建立数学模型描述种群数量的变动规律。教学目标：学生能够理解种群增长的基本形式，掌握用数学方法描述种群数量变动规律的能力。第3课时：探究培养液中酵母种群数量的变化规律（实验1-1）教学内容：组织学生进行实验，探究培养液中酵母种群数量的变化规律。教学目标：学生能够独立完成实验操作，准确记录和分析数据，撰写实验报告，掌握科学探究的基本步骤和方法。第4课时：群落是多物种种群形成的复杂空间结构教学内容：介绍群落的概念，分析群落的结构（如水平和垂直结构）和演替过程（初生演替和次生演替）。教学目标：学生能够理解群落的概念，认识群落的结构和演替过程，认识到群落是一个动态变化的系统。第5课时：探究土壤中动物类群的丰富度（实验1-2）教学内容：组织学生进行实验，探究土壤中动物类群的组成和丰富度。教学目标：学生能够独立完成实验操作，掌握土壤动物采集、分类和计数的方法，撰写实验报告。第6课时：调查城市常见鸟类生态位（活动1-3）教学内容：组织学生进行户外调查活动，调查城市常见鸟类的生态位。教学目标：学生能够制定调查计划，收集和整理数据，撰写活动报告，理解生态位的概念及其在群落中的作用。第7课时：群落演替是生物与环境相互作用的结果教学内容：分析群落演替的驱动因素，探讨人类活动对群落演替的影响。教学目标：学生能够理解群落演替的过程和原因，认识到人类活动对群落演替的影响，形成保护生态环境的意识和责任感。（二）学习目标（教学目标、学习目标设定）高中生物学学科核心素养：（一）生命观念学生能够理解种群和群落的概念，认识到种群是生物繁殖和进化的基本单位，群落是生物种群在一定空间内相互作用形成的复杂系统。学生能够理解种群的基本特征（如种群密度、出生率和死亡率等）及其影响因素，认识到这些因素如何共同作用导致种群数量的变化。学生能够理解群落的结构（如水平和垂直结构）和演替过程（初生演替和次生演替），认识到群落是一个动态变化的系统。学生能够理解生态位的概念，认识到不同物种在群落中的生态位差异及其对群落稳定性的影响。（二）科学思维学生能够运用归纳与概括、演绎与推理等科学方法，分析种群和群落特征及其影响因素，提出科学合理的解释和预测。学生能够基于事实和证据，运用数学方法（如种群增长模型）描述种群数量的变动规律，解决相关生态学问题。学生能够批判性地评价生物学实验结果和观点，提出自己的见解和建议。（三）科学探究学生能够掌握科学探究的基本步骤和方法，包括提出问题、作出假设、设计实验、收集和分析数据、得出结论等。学生能够独立完成实验1-1和实验1-2的操作，准确记录和分析数据，撰写实验报告。学生能够参与探究活动1-3，制定调查计划，收集和整理数据，撰写活动报告。（四）社会责任学生能够关注生态环境问题，认识到人类活动对生物群落的影响，形成保护生态环境的意识和责任感。学生能够积极参与生态环境保护活动，如垃圾分类、节能减排等，为可持续发展贡献自己的力量。学生能够运用所学生物学知识，参与社会议题的讨论和决策，为生态文明建设提供科学依据和智力支持。（三）评价任务课堂表现评价：观察学生在课堂上的参与程度、提问和回答问题的质量，以及小组合作中的表现，评价学生的科学探究能力和科学思维水平。实验报告评价：根据实验报告的撰写质量，包括实验目的、方法、步骤、结果和结论的清晰度和准确性，评价学生的实验技能和科学探究能力。活动报告评价：根据活动报告的撰写质量，包括调查计划、数据收集和分析、结论和建议的合理性，评价学生的社会实践能力和科学探究能力。概念图绘制评价：要求学生绘制种群和群落的概念图，评价学生对核心概念的理解和掌握程度。案例分析评价：选取典型的生物入侵案例，组织学生进行分析和讨论，评价学生的社会责任和科学思维能力。（四）学习过程第1课时：种群特征及其影响因素引入：通过展示湿地生态系统、热带雨林等生物群落的图片或视频，激发学生的学习兴趣，引导学生思考生物群落是由哪些生物组成的，这些生物之间有什么关系，以及生物群落是如何随时间变化的。新课讲授：介绍种群的基本概念，分析种群的基本特征及其影响因素。通过小组讨论，组织学生探讨这些因素如何共同作用导致种群数量的变化。巩固练习：提供相关案例，要求学生运用所学知识分析种群数量的变化原因。课堂小结：总结本节课的重点内容，强调种群特征及其影响因素的重要性。第2课时：用数学方法描述种群数量的变动规律引入：回顾种群特征及其影响因素，引导学生思考如何描述种群数量的变动规律。新课讲授：讲解种群增长模型（如“J”型和“S”型增长），通过实例展示如何用数学方法描述种群数量的变动规律。巩固练习：提供种群增长数据，要求学生运用所学知识建立数学模型并解释种群数量的变动规律。课堂小结：总结本