崔文學(xué)

一、教材分析

（一）地位和作用

“種群數(shù)量的變化”隸屬于人教版必修3第4章第2節(jié)的內(nèi)容。本課是在學(xué)生了解了種群數(shù)量特征的基礎(chǔ)上，進一步介入數(shù)學(xué)知識，用建立數(shù)學(xué)模型的方法描述、解釋和預(yù)測種群數(shù)量的發(fā)展變化。建立數(shù)學(xué)模型對于幫助學(xué)生理解自然界事物的數(shù)量特征和數(shù)量變化規(guī)律具有重要意義。

（二）教學(xué)目標

課標對本課的具體內(nèi)容標準是：嘗試建立數(shù)學(xué)模型解釋種群的數(shù)量變化。

1.知識目標：嘗試建立數(shù)學(xué)模型，解釋種群的數(shù)量變動。

前者屬于模仿性技能目標，旨在通過原形示范（細菌的數(shù)量增長）和具體指導(dǎo)，學(xué)生能建立起相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型；后者屬于理解水平的知識目標，旨在把握數(shù)學(xué)模型（抽象）與種群的數(shù)量變動（具）之間的內(nèi)在邏輯聯(lián)系。

2.能力目標：能夠正確使用顯微鏡、血球計數(shù)器對酵母菌計數(shù)；嘗試利用數(shù)學(xué)模型解釋當?shù)氐沫h(huán)境問題。

3.情感態(tài)度與價值觀目標：關(guān)注人類活動對種群數(shù)量變化的影響，形成可持續(xù)發(fā)展的觀念。

（三）重點和難點

1.教學(xué)重點：嘗試建構(gòu)種群增長的數(shù)學(xué)模型，并據(jù)此解釋種群數(shù)量的變化。

2.教學(xué)難點：建構(gòu)種群增長的數(shù)學(xué)模型。

（四）教材處理

第一，將教材中“澳大利亞野兔的增長”、“高斯的草履蟲實驗”等內(nèi)容改為自學(xué)內(nèi)容，課堂上引入學(xué)生可以親自操作的實驗“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”作為構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的素材；第二，請學(xué)生分析教材中“防治鼠害”、“保護大熊貓”等內(nèi)容，

二、學(xué)情分析

從能力的方面說，此時的學(xué)生已經(jīng)具備相對較強的探究、分析、解決問題的能力，具有一定的生物科學(xué)素養(yǎng)。從知識方面說，高二的學(xué)生已經(jīng)具有與數(shù)學(xué)建模相關(guān)的數(shù)學(xué)知識儲備，學(xué)生的生活體驗也足以理解種群數(shù)量變化。所以，這堂課的學(xué)習(xí)，是在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生將種群數(shù)量變化的生物學(xué)問題歸結(jié)成數(shù)學(xué)問題，進而應(yīng)用建模成果去解決身邊的環(huán)境問題。

三、教法學(xué)法分析

1.課程資源：這節(jié)課有很多的課程資源可以開發(fā)：

學(xué)校的課程資源：計算機、顯微鏡及顯微鏡視頻設(shè)備、血球計數(shù)器等。

2.教法：實驗法、探究性教學(xué)法。

3.學(xué)法：采用探究性學(xué)習(xí)方式。

四、教學(xué)過程

（一）導(dǎo)入新課

首先，從這個模型中可以推測出種群的數(shù)量是不斷變化的；其次，解釋這些數(shù)量變化也要應(yīng)用模型的方法。這種導(dǎo)入方法與本課有兩個銜接，一個是研究方法上的銜接，另一個是知識上的銜接。

（二）建構(gòu)種群增長模型的方法

采用問題驅(qū)動的方式引導(dǎo)學(xué)生自己動手構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，包括用2種數(shù)學(xué)方法對細菌種群數(shù)量的變化進行表達：一種是歸納計算公式，另一種是用描點法繪制曲線，通過對比，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)2種方法各自的優(yōu)點。

這個環(huán)節(jié)的主要目的是通過原型示范，學(xué)生能掌握數(shù)學(xué)建模的方法，學(xué)會如何透過紛繁的表象，用數(shù)學(xué)知識提取事物的本質(zhì)，為建立種群增長的“J”型、“S”型曲線做好鋪墊。

（三）種群增長的“J”型、“S”型曲線

它是我們這堂課的重點和難點。這個環(huán)節(jié)是在實驗的大背景下展開。課前我指導(dǎo)課代表操作實驗，在課堂上，我安排他示范了在顯微鏡下應(yīng)用血球計數(shù)板計數(shù)的過程（插入教學(xué)視頻1），然后展示實驗報告，實驗報告的內(nèi)容包括對實驗的預(yù)期（他預(yù)期的是呈指數(shù)增長）、實驗步驟、實驗結(jié)果（得到與預(yù)期不同的結(jié)果）。

那么，我為什么找學(xué)生操作然后介紹這個過程呢？首先，是讓學(xué)生體會到這是一個我們可以親自控制的真實的種群；其次，其實我們建立“J”型、“S”型增長曲線的過程，就是我們對身邊的一個探究性實驗的反思過程。這個反思的過程我可以概括一下：“通過前邊的學(xué)習(xí)我們建立了細菌指數(shù)增長的數(shù)學(xué)模型，讓一個學(xué)生做實驗，他運用上述知識做出預(yù)期，但是卻得到不同的結(jié)果，為什么他的實驗結(jié)果與預(yù)期結(jié)果不同呢？是我們的公式錯了？還是我們同學(xué)的計數(shù)有問題？讓我們回顧實驗的各個環(huán)節(jié)尋找原因，在這個反思的過程中，關(guān)于種群增長的“J”型、“S”型曲線就逐漸地浮出水面了。（插入教學(xué)視頻2）

結(jié)合這個實驗，我設(shè)置了如下幾個問題：

1.你怎么理解這個K值？

2.自然界其他的種群增長也會出現(xiàn)K值嗎？為什么出現(xiàn)K值？

3.（幻燈片展示出生率與死亡率的曲線）在種群密度與出生率、死亡率的關(guān)系圖中，能總結(jié)出什么規(guī)律？

4.怎樣才能實現(xiàn)J型增長的預(yù)期呢？

這樣的一些處理就使得這個探究實驗涵蓋的內(nèi)容豐富起來：它不僅僅是一個培養(yǎng)酵母菌后收集實驗數(shù)據(jù)的實驗，而是一個充滿了多種預(yù)期的實驗，是一個在不同條件下會得到不同模型的實驗。

在反思的過程中，學(xué)生體驗了探究的過程，掌握了數(shù)學(xué)建模方法，理解了數(shù)學(xué)模型與生物學(xué)規(guī)律的聯(lián)系，提升了分析總結(jié)的能力，形成實事求是、嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度。突出重點，突破本課的難點。

（四）小結(jié)

課程在實驗的大背景下展開，也在實驗的背景中結(jié)束，這里可以呈現(xiàn)出一個完整的探究思路。同時，學(xué)生思考如何實現(xiàn)多種預(yù)期過程，相當于對本課進行小結(jié)。

五、效果預(yù)測

課堂上選取的內(nèi)容基于學(xué)生的生活體驗，創(chuàng)設(shè)的情境能激發(fā)學(xué)生的興趣，設(shè)置的問題符合學(xué)生的認知水平，有助于學(xué)生能力的提高，教學(xué)目標可以基本實現(xiàn)。

同時，這也是一節(jié)開放的課堂，學(xué)生的各種不同觀點和思維方式可以在一起碰撞，這種碰撞能夠拓寬學(xué)生思維的角度和視野。就像蕭伯納所說的那樣：“如果你有一種思想，我有一種思想，交換之后我們將擁有兩種思想，思想的多棱鏡經(jīng)過多次折射后，就會呈現(xiàn)出七彩的光芒?！?/p>

六、課后反思

新課標將“提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)”作為高中生物教育的核心任務(wù)，在內(nèi)容標準中，選擇生物科學(xué)領(lǐng)域中和人們生活關(guān)系比較密切的內(nèi)容，注重對各種課程資源的開發(fā)。所以，教師要注意引導(dǎo)學(xué)生在現(xiàn)實生活背景中學(xué)習(xí)生物學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生在解決實際問題的過程中獲取知識。

這堂課的內(nèi)容很多，教師要控制好課堂的“發(fā)”與“收”，才能得以享受一個生成性的課堂。

最后，在對本課深入思考的過程中，體會到“2008山東高考27題”“2007江蘇高考11題”等高考題意義之深遠。