建构数学模型解释种群数量的变动教学设计

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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

2、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.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

3、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

4、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

5、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

6、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有限制的情况下，某细菌每分钟就通过分裂繁殖一代。播放细菌分裂幻灯片课件引导学生思考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数学模型的概念：数学模型是用来描述一个系

7、统或它的性质的数学形式。（学生阅读略）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）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？（学生讨论回答）课件导入：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”型增长的教学模型小传：自然界

8、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=Not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:“S”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

9、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二. 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、严密的思想品质，可使一些重、疑、难点化繁为简，既深化了对知识的理解，又培养了学生的数学思维能力。学以致用是我们教学的目的，在课堂教学中教师安排了关于“灭鼠”的讨论话题，学生热情很高，实现了从知识到实际的迁移。由于教师个人能力和课堂时间的限制，本节课中还有很多待挖掘的地方，希望各位老师多提宝贵意见。