☆指导思想与理论依据 本节课通过学生绘制细菌增长曲线,建立数学模型,并对模型进一步修正推广到各种生物建立种群的"J"型增长模型。最后再归纳数学模型建立的过程,避免了学生产生畏难情绪学生。 ☆教材分析 本节可以分为三部分:第一部分是建构种群增长模型的方法;第二部分是种群数量的变化情况,包括种群增长、波动和下降;第三部分是探究培养液中酵母菌种群数量的变化。
建立数学模型的方法是本模块科学方法教育的侧重点,这方面的内容又主要集中在本节。因此,教材将如何建立数学模型放在突出的位置:问题探讨中让学生尝试根据细菌繁殖速率的假设,建立细菌种群的增长模型,并设法进行验证;正文第一部分结合问题探讨中的实例,引导学生分析建构数学模型的方法,并尝试进行模型形式的转换;在第二部分讲述J型增长曲线时,又让学生进一步体会建构数学模型的方法。
关于种群的数量变化,教材介绍了四种情况:J型增长、S型增长、波动和下
降。应当注意的是,教材以问题串的形式揭示了这四种情况之间的内在联系:在理想的无限环境中,即资源和空间十分充足,没有天敌和其他灾害等,种群数量会呈J型增长;而在自然界,资源和空间总是有限的,因此,即使出现J型增长,也不可能持续很久,经过一定时间的增长后,数量会在K值左右趋于稳定,这种增长模型为S型增长;由于气候、食物、天敌、传染病等因素的影响,大多数种群的数量总是在波动的,在不利条件下,甚至会出现持续的下降乃至消亡。
本节内容还十分重视联系社会实际,对学生进行情感态度价值观的教育。如曲线查阅人口增长数据,分析人口增长模型;建立自然保护区,提高环境容纳量,以保护大熊猫等珍稀动物;捕鲸业导致许多鲸种群数量的下降等。
第三部分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活动。这项探究在写法上给学生留出了较大的自主探究的空间,包括作出假设、讨论探究思路、制定计划、实施计划等,都由学生自己完成,教材中只给予了必要的提示,以期培养学生的探究能力。由于这项探究所需的时间较长(一周以上),教材将它编排在本节知识性内容之后,未穿插在课文之中。可以在完成本节第一、二部分内容之后单独安排。 ☆学情分析 模型构建的方法较难;
增长的曲线绘图。