《种群的增长方式》(教学设计)

《种群的增长方式》教学设计

（第二课时）

一、设计理念

新课标倡导合作探究式的学习模式，强调学习是学生主动获取信息、建构知识的过程，注重全面提高学生的生物科学素养。这一理念体现了建构主义学习理论在新课程改革中的实际应用。建构主义学习理论认为：学习不是知识由教师向学生单向传递的过程，而是学习者在一定的情境下，通过教师和学习伙伴的帮助，利用必要的学习材料，自主地进行探究活动，完成知识和经验的意义建构。

基于以上理念，本节课的设计充分尊重学生在学习中的主体地位。教师通过创设一定的情景，并利用多媒体的动画、图片等直观的学习材料为载体，引导学生进行观察、思考、分析，把知识的传递过程落实为具体的科学探究过程；辅助以小组合作性学习活动的展开，引导学生进行“协作”、“对话”，逐步树立起团队合作意识。同时，本节课的设计注重生物科学与现实生活的联系，引导学生关注生物科学研究的前沿领域，渗透STS教育理念。

二、学习材料分析

本节内容主要介绍种群的两种增长方式：指数增长、逻辑斯谛增长。是在前面学生已经学习了种群、群落等概念的基础上进行的进一步探究和延伸，同时也为学生接下来学习群落、生态系统的组成和特点等内容奠定了知识性和结构性的铺垫。因此，从教材的编排上来看，本节内容居于承上启下的过渡地位。

从教材内容的安排上来看，本节内容是在第一课时的活动——观察草履虫在培养过程中的数量变化的基础上，进行的理论性的概括和提升。在介绍种群的两种增长方式：指数增长、逻辑斯谛增长的过程中，列举了大量实例并配合图标的展示，把抽象的种群增长方式落实为具体的数量关系图的形式，体现了教材内在编排逻辑和学生的认知规律相统一的原则。

三、学习者分析

从学习者的知识储备来看，学生在初中阶段就已经接触过生态系统的相关知识，知道了生物的多样性，以及种类和数量的变化。通过之前的学习，学生已经具备了充分的生物科学知识，掌握了种群、群落等概念；通过第一课时的活动，学生对种群数量的变化有了直观上的认识，本节内容是在学生感性认识的基础上进行的理性拓展和延伸，处于学生的最近发展区内。

从学习者的思维特点来看，高二阶段的学生已经具备了一定的科学思维能力和理性分析能力，其思维的逻辑性、延续性已经初步形成，但是种群的增长方式较为抽象和复杂，学生在学习中会存在一定难度。因此，本节课我会充分利用多媒体技术在教学中的应用，通过具体的动画、图像等材料的提供降低学习的难度，并鼓励学生积极参与到小组合作性学习中来，真正达到意义上的建构。

四、教学目标

知识目标：通过本节课的学习，学生能够概述种群增长的两种不同方式；尝试描述并动手画出指数增长、逻辑斯谛增长曲线图。

能力目标：学生在学习中，能够综合运用观察、归纳、分析等科学探究的基本方法来分析指数增长、逻辑斯谛增长的特点；在小组合作性学习中，能用正确的语言表达自己的观点。

情感目标：通过学习种群数量的变化，学生能够认识生命的物质性和运动性；并且能够逐步树立起“事物的发展过程是由量变到质变”的唯物辩证观。

五、教学重难点

重点：种群的指数增长方式、逻辑斯谛增长方式。

难点：种群的逻辑斯谛增长方式。

六、教学方法

探究研讨法，辅之以多媒体展示法。

七、课时安排

1个课时（本课时为本节的第二课时）

八、课前安排

学生完成上一课时的活动报告；

教师准备多媒体课件、视频。

九、教学过程

（一）成果展示、设疑导入

【组织活动】各小组派代表展示上一课时——“观察草履虫在培养过程中的数量变化”活动报告，包括实验数据的记录情况（曲线图表示）和结果分析。（通过有意义的生物培养实验，学生对生物科学的兴趣进一步增强，同时对实验的相关现象形成了若干疑问，学生带着疑问进入课堂，便于进行有效的课堂学习）

【教师活动】鼓励小组之间发表不同的观点，维持活动时期的班级秩序。

【提问】大家仔细观察各组所展现的草履虫的数量变化曲线图，发现了这些曲线图有什么共同之处吗？

【学生回答】······（草履虫数量在开始时增长速度由慢到快，后来由快变慢；曲线图略像“S”形······）

【教师活动】在学生曲线描述的过程中，进行用词规范的引导；鼓励同学之间发表不同的观点。（学生在思考、讨论的过程中得到批判性思维的发展）

（二）合作研讨、新知探究

1. 种群的逻辑斯谛增长

【过渡】生态学家逻辑斯谛用不同种群的生物作为实验培养的对象，通过多次的实验和数据的整理、对比、分析，得出了与我们的实验结果相似的一张曲线图（此处以绵羊种群为例）。

【PPT展示】种群的逻辑斯谛增长曲线图。

图1 种群的逻辑斯谛增长曲线

【引导】大家仔细观察逻辑斯谛增长曲线图，试着用简单的语言来描述这张图。

【学生回答】······

【提问】大家进一步思考，从生物个体繁殖的角度来看，随着基数的不断增大，种群的数量应该是越来越多。为什么最终草履虫数量会逐渐趋于稳定的数值？

【学生回答】······（食物不充足；草履虫生长的环境是有限的······）

【讲述】对，逻辑斯谛增长是指：在资源有限、空间有限和其他生物制约条件下的种群

增长方式，种群的增长会受到图中的“K”（环境对绵羊的最大容纳量）的限制，所以当种群的密度到达“K”值时，基本就稳定在这个值，呈现略微的上下波动。

【提问】那么大家能否找出曲线中绵羊的数量增长最快的点？

【学生回答】·····（K/2处······）

【追问】为什么在K/2处绵羊的数量增长是最快的？

【学生思考、回答】······（在K/2处绵羊的数量比较多了，可以进行大量的繁殖，而且生活空间、食物供给十分充足，因此数量增长是最快的······）（属于知识的拓展，目的是培养学生的发散性思维）

【教师活动】鼓励学生进行积极的思考和发言，并进行适当的引导和追问。

【组织活动】所以我们找到了逻辑斯谛增长曲线中两个特殊的点，请同学们根据上面的分析，来总结一下逻辑斯谛增长的特点。

【学生回答】·····（引导学生说出：种群起始呈加速增长，K/2时增长最快，此后便减速增长；到达“K”值时停止增长或呈现略微的上下波动。

【PPT展示】展示黄猩猩果蝇在人工饲养条件下的逻辑斯谛增长曲线图。

图2 黄猩猩果蝇在人工饲养条件下的逻辑斯谛增长（S形曲线）

2. 种群的指数增长

【创设情境】如果我们假设：这群绵羊闯进了世界的某一个“世外桃源”：其中的资源、空间都是无限的，又没有其他种群（比如狮子、鳄鱼等食肉动物）的干扰，试想，在这种环境下，羊的数量会出现怎样的变化？

【组织活动】小组讨论，进行大胆的设想，并用曲线图的形式表示设想下的羊数量的变

化情况。活动之前选任各组的小组长和发言代表，由小组长进行讨论活动的统筹安排。（学生在讨论过程中不仅发挥了科学思维能力和理性分析能力，也得到了表达和交流能力的发展）

【教师活动】在学生讨论期间在班级进行巡视走动，必要时给予一定的引导。

【小组展示】派代表进行讨论结果的展示，在黑板上画出设想下的羊数量的变化曲线图，并进行解释。

【教师活动】对学生的展示给予充分的肯定，同时指出个别组在预设结果上的不完善之处。最后教师在黑板上画出羊数量的变化曲线图。

【讲述】经科学研究的总结和证明，在资源无限、空间无限、和不受其他生物制约的理想条件下，种群确实会出现我们预想中的指数增长的趋势。下面以某一细菌种群为例，一起看一下种群的指数增长方式

【PPT展示】

图3 细菌每20min分裂一次时的指数增长曲线（J形曲线）

【引导】请同学根据图来描述一下指数增长曲线图的特点。

【学生回答】······

（三）拓展运用，课外延伸

【提问】同学们思考：现实环境中种群的增长会出现以上两种方式中的哪一类型呢？

【学生回答】······（逻辑斯谛增长（S形曲线）······）