周玉平

摘?要： 生物科學(xué)是自然科學(xué)中的一門(mén)基礎(chǔ)學(xué)科，是研究生命現(xiàn)象和生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。我們教師在平時(shí)教學(xué)的過(guò)程中應(yīng)該把握住新課程理念[1]的同時(shí)提高學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的接納和掌握，本文就以種群[2]的數(shù)量為例融合探究性教學(xué)來(lái)講解新課程理念下的高中生物教學(xué)。

關(guān)鍵詞： 新課程理念;探究性教學(xué);種群

【中圖分類號(hào)】G633.91?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B?【文章編號(hào)】1674-3733（2020）03-0215-02

1?前言

生物教學(xué)在傳授知識(shí)的同時(shí)要能提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)的同時(shí)體現(xiàn)探究性學(xué)習(xí)，并且注重與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系。在實(shí)際教學(xué)工作中離不開(kāi)計(jì)算機(jī)輔助教育[3]，通過(guò)文字、圖片、視頻，形象生動(dòng)講解生物知識(shí)，在上課的過(guò)程中要能體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，教師只是起引導(dǎo)的作用。

2?生物課程的基本理念

現(xiàn)在的生物課程的基本理念有四大方面。

2.1?提高生物科學(xué)素養(yǎng)

生物科學(xué)素養(yǎng)是指公民參加社會(huì)活動(dòng)、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)、生產(chǎn)實(shí)踐和個(gè)人決策所需的生物科學(xué)知識(shí)，探究能力以及相關(guān)的情感態(tài)度與價(jià)值觀。

2.2?面向全體學(xué)生

標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)面向全體學(xué)生，著眼于學(xué)生全面發(fā)展和終身發(fā)展的需要。

2.3?提高倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)

探究是學(xué)生認(rèn)識(shí)生命世界、學(xué)習(xí)生物課程的有效方法之一

2.4?注重與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系

生物科學(xué)與人們的日常生活、醫(yī)療保健、環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)等方面密切相關(guān)。

3?實(shí)例之種群的數(shù)量

3.1?種群

種群是指在一定空間和時(shí)間內(nèi)的同種生物的全部個(gè)體，如一塊棉田中的所有棉蚜。研究種群我們?cè)诟咧须A段只研究它的數(shù)量特征和空間特征這兩方面，數(shù)量特征包括種群密度（最基本的數(shù)量特征）、出生率死亡率、遷入遷出率、年齡組成和性別比例等。種群的數(shù)量變化可以用數(shù)學(xué)模型來(lái)構(gòu)建，物理模型是指以實(shí)物或圖片形式直觀表達(dá)認(rèn)識(shí)對(duì)象的特征。包括方程式、柱形圖、曲線圖等表示方法，這些方法都各有所長(zhǎng)，最后我們可以用所學(xué)的種群相關(guān)知識(shí)來(lái)解決很多現(xiàn)實(shí)生活中出現(xiàn)的問(wèn)題。

3.2?種群數(shù)量模型的構(gòu)建

種群的數(shù)量變化模型我們可以用曲線圖來(lái)表示，它的特點(diǎn)是更直觀與形象。對(duì)于其中的理想條件下的種群數(shù)量模型的構(gòu)建是來(lái)自于在營(yíng)養(yǎng)和生存空間沒(méi)有限制的情況下，某種細(xì)菌每20min就通過(guò)分裂繁殖一代。我們可以測(cè)得在每隔20min時(shí)細(xì)菌的數(shù)量，然后建立以時(shí)間為橫軸，細(xì)菌數(shù)量為縱軸的直角坐標(biāo)系，畫(huà)出細(xì)菌種群的增長(zhǎng)曲線。根據(jù)數(shù)據(jù)描點(diǎn)就可以得到一條類似于字母J的曲線，簡(jiǎn)稱“J”型曲線。這個(gè)模型在現(xiàn)實(shí)生活中也有例子比如1859年的澳大利亞的兔子的數(shù)量。當(dāng)然也可以用方程式來(lái)表示Nt=N0λt。對(duì)于自然狀態(tài)下的種群數(shù)量我們則用“S”曲線來(lái)表示，它的實(shí)驗(yàn)證明來(lái)自于生態(tài)學(xué)家高斯所做的大草履蟲(chóng)實(shí)驗(yàn)。但對(duì)于這兩種曲線中某些關(guān)鍵點(diǎn)是怎樣來(lái)解釋的了，由于在理想條件下沒(méi)有環(huán)境阻力，所以其沒(méi)有“K”值，也沒(méi)有k/2，只有在“S”型曲線中才會(huì)體現(xiàn)存在。

3.3?種群數(shù)量變化曲線中的K與K/2以及相關(guān)應(yīng)用

K是指在環(huán)境條件不受破壞的情況下，一定空間中所能維持的種群最大數(shù)量，又稱K值。要講清這個(gè)知識(shí)點(diǎn)我們可以用一個(gè)一定大小的容器來(lái)模擬該種群所處的環(huán)境條件，用小球來(lái)模擬該種群的個(gè)體，小球數(shù)代表種群個(gè)體數(shù)，我們用相同的力度有序的往容器中丟球，期間如果存在小球沒(méi)進(jìn)入容器的情況不要考慮它，這種情況當(dāng)做是在自然選擇中被淘汰的個(gè)體。一段時(shí)間后會(huì)遇到容器裝滿的情況，此時(shí)該容器中的小球總個(gè)數(shù)就是此時(shí)該種群的K值，但是每操作一次容器中的小球數(shù)是不一樣的，由此可以說(shuō)明每個(gè)種群的K并不是恒定不變的，它是在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行波動(dòng)。這些在實(shí)際教學(xué)中是可以操作的，應(yīng)該讓學(xué)生操作，教師就起一個(gè)指導(dǎo)和說(shuō)明的作用，從而實(shí)現(xiàn)了探究性學(xué)習(xí)。

這部分內(nèi)容與實(shí)際生活的聯(lián)系，在捕撈魚(yú)類等動(dòng)物時(shí)在此處可獲得最大日捕撈量。對(duì)于害蟲(chóng)和鼠類可以采取措施降低有害動(dòng)物種群的環(huán)境容納量，如將食物儲(chǔ)藏在安全處，斷絕或減少它們的食物來(lái)源;室內(nèi)采取硬化地面等措施，減少它們挖造巢穴的場(chǎng)所;養(yǎng)殖或釋放它們的天敵，等等。對(duì)于對(duì)人類有利的生物我們可以改善環(huán)境條件，增加K值。比如一些瀕危物種例如我國(guó)的大熊貓，我們應(yīng)當(dāng)建立自然保護(hù)區(qū)，改善大熊貓的棲息環(huán)境，提高環(huán)境容納量。

k/2是環(huán)境容納量的一半，在這個(gè)時(shí)期的種群增長(zhǎng)速率是最大的。如果長(zhǎng)期過(guò)度捕撈：種群數(shù)量的恢復(fù)需較長(zhǎng)時(shí)間。如果外界的環(huán)境發(fā)生劇烈變化，種群還有可能絕滅。捕撈量的確定：捕撈量≤K/2值。這樣既有利于種群的可持續(xù)發(fā)展，又可獲得較大收益。

與實(shí)際生活的聯(lián)系，在此處由于是增長(zhǎng)速率最大的時(shí)候，所以我們捕魚(yú)在此時(shí)進(jìn)行可以實(shí)現(xiàn)資源的持續(xù)利用，害蟲(chóng)的防治就要在此時(shí)之前進(jìn)行，嚴(yán)防其達(dá)到這個(gè)時(shí)期，否則害蟲(chóng)會(huì)泛濫成災(zāi)。

3.4?兩種曲線的增長(zhǎng)率和增長(zhǎng)速率

我們可以以種群數(shù)量的曲線圖構(gòu)建出相應(yīng)的增長(zhǎng)率和增長(zhǎng)速率曲線圖。

種群增長(zhǎng)率是表示種群整體數(shù)量的變動(dòng)情況，是指種群?jiǎn)挝粋€(gè)體單位時(shí)間內(nèi)新增加個(gè)體數(shù)。計(jì)算公式為：（現(xiàn)有個(gè)體數(shù)—原有個(gè)體數(shù)）/現(xiàn)有個(gè)體數(shù)。其數(shù)值變化代表的含義是：當(dāng)種群增長(zhǎng)率等于零，種群為零增長(zhǎng)，種群數(shù)量保持穩(wěn)定;種群增長(zhǎng)率大于零，種群為正增長(zhǎng)，種群數(shù)量增加;種群增長(zhǎng)率小于零，種群為負(fù)增長(zhǎng)，種群數(shù)量降低。

種群增長(zhǎng)速率是指種群在單位時(shí)間內(nèi)增加的個(gè)體數(shù)量。其計(jì)算公式為：（現(xiàn)有個(gè)體數(shù)—原有個(gè)體數(shù)）/增長(zhǎng)時(shí)間。其數(shù)值變化的趨勢(shì)代表著種群在單位時(shí)間內(nèi)的變化快慢，其數(shù)值變化趨勢(shì)變小表明種群數(shù)量增長(zhǎng)速度變慢，其數(shù)值變化趨勢(shì)變大表明種群數(shù)量處于增長(zhǎng)急劇增長(zhǎng)狀態(tài)。

在研究“J”型曲線的時(shí)候?qū)ξ覀冇袇⒖家饬x的是種群的增長(zhǎng)率曲線，它是一個(gè)固定的值，所以曲線圖是一條與橫軸平行的直線?！癝”曲線我們需要掌握的是它的增長(zhǎng)速率它是一條兩端與橫坐標(biāo)相交的拋物線，在剛開(kāi)始的時(shí)候其種群增

長(zhǎng)速率為零，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)種群增長(zhǎng)速率增加當(dāng)其種群數(shù)量為K/2時(shí)其增長(zhǎng)速率達(dá)到最大，再生能力很強(qiáng)，是黃金開(kāi)發(fā)點(diǎn)，維持被開(kāi)發(fā)資源的種群數(shù)量在K/2值處，可實(shí)現(xiàn)既有較大收獲量又可保持種群高速增長(zhǎng)，從而不影響種群再生，符合可持續(xù)發(fā)展的原則。過(guò)了K/2期增長(zhǎng)速率逐漸減少，當(dāng)種群數(shù)量達(dá)到K值時(shí)其增長(zhǎng)速率再次減少到零。

3.5?兩種曲線的聯(lián)系

兩種增長(zhǎng)曲線的差異主要是環(huán)境阻力不同，對(duì)種群數(shù)量增長(zhǎng)的影響不同。因而有這樣的關(guān)系“J”型增長(zhǎng)的種群加上環(huán)境阻力后就會(huì)轉(zhuǎn)化為“S”型增長(zhǎng)。

環(huán)境阻力按自然選擇學(xué)說(shuō)表現(xiàn)為在生存斗爭(zhēng)中被淘汰的個(gè)體。

4?教學(xué)反思

種群數(shù)量的教學(xué)本來(lái)就很抽象，如果教師用傳統(tǒng)的教學(xué)理念與工具來(lái)操作的話會(huì)很枯燥無(wú)味，所以我們借助多媒體教學(xué)的同時(shí)，讓學(xué)生進(jìn)行探究性的學(xué)習(xí)會(huì)讓學(xué)生很有興趣的進(jìn)行，同時(shí)把這節(jié)的重難點(diǎn)一起解決，生動(dòng)形象的進(jìn)行，減輕教師的負(fù)擔(dān)同時(shí)提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力和興趣。

參考文獻(xiàn)

[1]?中華人民共和國(guó)教育部制定.生物課程標(biāo)準(zhǔn)，2003.4.

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[3]?孫啟美.計(jì)算機(jī)輔助教[M].北京：科學(xué)出版社，2006.