種群和群落

（第一課時）

一、教學目標的確定

在課程標準的內容標準中規定了“嘗試建立數學模型解釋種群的數量變動”。該條內容標準有兩層涵義：其一，“嘗試建立數學模型”屬模仿性技能目標，旨在通過原形示范（細菌的數量增長）和具體指導，學生能完成建立數學模型；其二，“解釋種群的數量變動”屬理解水平的知識目標，旨在把握數學模型（抽象）與種群的數量變動（具體）之間的內在邏輯聯系。

由此，本節教學目標確定為三條（詳見前面本節的教學目標）。

二、--思路

高中學生對數學模型的概念并不陌生，在學習生物學其他內容時，學生已對運用數學解決生物學中的問題有了一定的認識，例如，對遺傳規律的認識。因此，本節是在學生已有知識的基礎上，重新建構新的知識──建構揭示生物學規律的數學模型。

本節的引入有兩種思路：一是按照教材的編排順序進行，即以“問題探討”引入，然后逐步展開教學，將本節的探究活動作為驗證性實驗活動；二是將本節的探究活動作為研究性學習內容，事先布置，讓學生（或部分學生）在課外完成。從學生在活動中產生的問題或體驗引入，結合教材中的“問題探討”和“建構種群增長模型的方法”，討論相關內容，展開教學。

現以第一種思路為例說明，本節共2課時。

第一課時的教學應當遵循具體→抽象→再具體→再抽象……循環上升的軌跡。

1.具體。教師以“問題探討”引入，由于學生已有相關的數學知識，不難回答問題。教師應啟發學生思考：得出的數學公式有何生物學意義（說明細菌數量增長具有哪些性質）？

2.抽象。進一步讓學生討論：細菌的數量增長模型是怎樣建構的？數學模型的表現形式有哪些？由此，總結出建構種群增長模型的方法。

3.再具體。聯系實例說明種群增長的兩種數學模型。

4.再抽象。結合細菌的數量增長模型，得出種群數量增長的“j型”數學模型；結合實例討論“k”值。

5.進一步回到具體。討論數學模型的生物學意義（說明“j型”和“s型”增長的生物學意義），列舉實例。

6.進一步抽象。總結用數學模型揭示生物學現象與規律的意義。

在教學中，教師要引導學生對問題作深入的思考，啟發學生從現象揭示出本質和規律，使學生認同運用恰當的數學模型能夠較好地表達某些生物學規律。一定要避免從數學到數學，為計算而計算的教學。

第二課時為探究活動：培養液中酵母菌種群數量的變化。

由于該探究活動需要較長的時間（連續觀察7 d），因此，活動的管理是教學的難點。教師要在制定計劃、同伴的合作、記錄實驗數據等方面給予必要的提示。

三、教學實施的程序（第一課時）

學生活動

教師的組織和引導

教學意圖

    學生基于已有的數學知識進行演算。

播放細菌分裂的錄像或演示細菌分裂的計算機模擬動畫。

提示：在自然界中細菌無處不在，有些細菌的大量繁殖會導致疾病。假如現有一種細菌，在適宜的溫度、濕度等環境下，每20 min左右通過分裂繁殖一代。

引導學生思考：

1.細菌的生殖方式是怎樣的？

2.72 h后，由一個細菌分裂產生的后代數量是多少？

3.n代細菌數量是多少？

通過創設具體的情境，讓學生感受活生生的生命現象。

認識細菌種群數量增長的數學規律。

    學生討論，充分陳述自己的觀點。