自制學(xué)具進(jìn)行“種群的特征”一節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)

李梅

1 教學(xué)背景分析

本節(jié)內(nèi)容是蘇教版高中生物教材必修3第三章第一節(jié)“生物群落的基本單位——種群”第一課時(shí)“種群的特征”?！胺N群的特征”包括調(diào)查種群密度的方法和種群的數(shù)量特征兩部分內(nèi)容。本節(jié)內(nèi)容的重要特點(diǎn)是將科學(xué)方法的內(nèi)容放在突出的位置。為了讓學(xué)生領(lǐng)悟樣方法，本節(jié)安排了一項(xiàng)“探究”：如何測(cè)定菜地中蝸牛的種群密度。此外，還安排了一項(xiàng)“活動(dòng)”：模擬動(dòng)物種群密度調(diào)查的標(biāo)志重捕法。

2 教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)：列舉種群的特征。

能力目標(biāo)：嘗試運(yùn)用樣方法和標(biāo)志重捕法調(diào)查種群密度。

情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：在合作過(guò)程中，體驗(yàn)科學(xué)探究的一般方法，同時(shí)學(xué)會(huì)與人交流，尊重他人。

3 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：種群的特征。

教學(xué)難點(diǎn)：樣方的選擇和測(cè)定。

4 教學(xué)設(shè)計(jì)思路

傳統(tǒng)對(duì)這節(jié)的處理方法較簡(jiǎn)單，教師一般利用多媒體播放圖片，再結(jié)合講解，讓學(xué)生了解種群的特征和種群密度的調(diào)查方法。學(xué)生對(duì)這節(jié)內(nèi)容雖有感性認(rèn)識(shí)，但沒(méi)有真實(shí)的體驗(yàn)，不會(huì)留下深刻的印象。

生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)明確指出“動(dòng)手實(shí)踐，自主探究、合作交流”是學(xué)習(xí)生物的重要方式，完全的講解已不適用學(xué)生發(fā)展的需求，應(yīng)開(kāi)展有利于學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行觀察、猜測(cè)、推理、交流等學(xué)習(xí)活動(dòng)，讓學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程成為探索與交流的過(guò)程。因此，筆者把本節(jié)內(nèi)容分為兩課時(shí)：一課時(shí)完成種群特征的教學(xué)，一課時(shí)完成種群密度調(diào)查方法的教學(xué)。下面重點(diǎn)介紹如何采用“動(dòng)手實(shí)踐、自主探究、合作交流”的教學(xué)模式完成種群密度調(diào)查方法的教學(xué)，讓學(xué)生真正成為課堂的主人，讓課堂靈動(dòng)起來(lái)。

5 教學(xué)過(guò)程

5.1 創(chuàng)設(shè)情境、導(dǎo)入新課

師（展示2只企鵝的圖片）：請(qǐng)同學(xué)們數(shù)一數(shù)圖片中有幾只企鵝？

師（展示一群企鵝的圖片）：接著數(shù)一數(shù)這一群企鵝有多少只？

師（展示企鵝動(dòng)態(tài)圖）：繼續(xù)數(shù)一數(shù)這幅畫(huà)面中企鵝的數(shù)量？

學(xué)生完成計(jì)數(shù)。

師：對(duì)不斷移動(dòng)位置的企鵝種群，直接統(tǒng)計(jì)它們的個(gè)體數(shù)量很困難，那我們?cè)鯓硬拍芗群?jiǎn)便又準(zhǔn)確地獲得統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)呢？

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)計(jì)數(shù)游戲這個(gè)簡(jiǎn)單的活動(dòng)，讓學(xué)生明白對(duì)于數(shù)量較多的、活動(dòng)能力強(qiáng)的動(dòng)物個(gè)體計(jì)數(shù)是困難，從而引出用估算的辦法統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

5.2 動(dòng)手實(shí)踐、自主探究、合作交流

師：我們一起來(lái)做個(gè)游戲，假如你們代表一個(gè)企鵝種群，數(shù)量是未知的，用N表示（板書(shū)）?，F(xiàn)在捕捉一部分企鵝（將全部學(xué)號(hào)放入一小桶內(nèi)，某生抽取學(xué)號(hào)，完成捕捉）。現(xiàn)在請(qǐng)被捕捉到的企鵝上臺(tái)，對(duì)它們進(jìn)行標(biāo)記（用紅色心形紙片粘貼在衣服上）后，再回到座位。

師：被標(biāo)記的企鵝占總個(gè)體數(shù)的比例應(yīng)該如何表示？（8/N）

師：現(xiàn)在將企鵝混合均勻，再次捕捉。被捕捉的個(gè)體請(qǐng)站到講臺(tái)上。那么，能不能根據(jù)再次捕捉的情況，估算出N的數(shù)量呢？并說(shuō)明理由。

學(xué)生思考后回答：列出比例式（重捕中標(biāo)記個(gè)體所占的比例與個(gè)體總數(shù)中被標(biāo)志個(gè)體比例相等）。

師：我們把它換作字母來(lái)表達(dá)，說(shuō)出各字母的含義。M（標(biāo)記個(gè)體數(shù)）/N（種群個(gè)體數(shù)）=m（重捕中標(biāo)記個(gè)體數(shù)）/n（重捕個(gè)體數(shù)）。根據(jù)這個(gè)公式，就能估算出企鵝的數(shù)量了，這種方法叫標(biāo)志重捕法。

5.2.1 用標(biāo)志重捕法模擬調(diào)查動(dòng)物種群的數(shù)量

師：現(xiàn)在把桌上燒杯中的白蕓豆比作是企鵝，用標(biāo)志重捕法估算它的數(shù)量。要求：① 了解屏幕上的實(shí)驗(yàn)步驟；② 每組的桌面上提供了完成模擬實(shí)驗(yàn)所需的材料，小組合作完成模擬實(shí)驗(yàn)，同時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果；③ 最先完成的前三組把實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄到黑板上的表格中。

學(xué)生的調(diào)查步驟：

① 從燒杯中取出30粒白蕓豆，用小貼紙做上標(biāo)記，再將其倒入燒杯杯中，充分?jǐn)嚢?，將?biāo)記的白蕓豆和未標(biāo)記的白蕓豆混合均勻。

② 每次從燒杯中隨機(jī)抓取一粒白蕓豆，放入培養(yǎng)皿，隨即充分混勻燒杯中的白蕓豆，再隨機(jī)抓取一粒白蕓豆放入培養(yǎng)皿。依此方法，連續(xù)抓取白蕓豆20次。

③ 統(tǒng)計(jì)培養(yǎng)皿中有多少粒白蕓豆。

④ 據(jù)公式，計(jì)算燒杯中白蕓豆的數(shù)量，并完成表1。

模擬實(shí)驗(yàn)完成后，教師請(qǐng)各小組數(shù)出燒杯中白蕓豆的真實(shí)數(shù)量（120粒）。學(xué)生通過(guò)比較，發(fā)現(xiàn)估算值和真實(shí)值之間存在一定的誤差。教師引導(dǎo)學(xué)生回顧實(shí)驗(yàn)過(guò)程，自行分析導(dǎo)致誤差較大的原因（實(shí)驗(yàn)的次數(shù)、是否混合均勻、是否隨機(jī)抓取等）。

師：怎樣做能夠減小誤差呢？（取三組的平均值，這是減小誤差的常用方法）

師：在實(shí)際操作中，有同學(xué)用不同的方法對(duì)企鵝標(biāo)記：標(biāo)記繩子綁在翅膀上；標(biāo)記貼在身上；標(biāo)記用紅色記號(hào)筆涂在企鵝背上。請(qǐng)你們?cè)u(píng)價(jià)一下他的做法是否合理？

師：剛才已經(jīng)學(xué)習(xí)了對(duì)種群數(shù)量估算的方法——標(biāo)志重捕法，那研究種群的數(shù)量有什么意義呢？

教師展示鼠的圖片，并提出問(wèn)題：看到這幾只鼠，你覺(jué)得鼠害嚴(yán)重嗎？

生：嚴(yán)重或不嚴(yán)重。（量較少）

師：若在1 m2的面積上，或整個(gè)金湖縣只有這幾只鼠，再判斷危害程度？

師：因此，單位面積或體積上的個(gè)體數(shù)更能體現(xiàn)種群的數(shù)量特征今天這節(jié)課的主題就是種群密度的調(diào)查。

師：在洞庭湖2 ha的范圍內(nèi)，第一次捕獲東方田鼠100只，做上標(biāo)記后放回，第二次捕獲東方田鼠 80只，其中有標(biāo)記的10只。估算這片區(qū)域東方田鼠的種群密度是？

師：根據(jù)調(diào)查結(jié)果，人們可以更好的做好鼠災(zāi)的防治工作。

設(shè)計(jì)意圖：標(biāo)志重捕法是估算動(dòng)物種群密度的常用方法，在野生動(dòng)物保護(hù)，農(nóng)林害蟲(chóng)、害獸監(jiān)控與防治、漁業(yè)資源的評(píng)估利用與保護(hù)上有重要作用。鑒于在現(xiàn)有條件下，對(duì)獸鳥(niǎo)魚(yú)蟲(chóng)進(jìn)行的標(biāo)志重捕實(shí)驗(yàn)難以展開(kāi)，為避免將方法論僅當(dāng)作知識(shí)來(lái)講授，故設(shè)計(jì)了該模擬實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，讓學(xué)生領(lǐng)悟有關(guān)科學(xué)方法，并且培養(yǎng)學(xué)生的小組合作學(xué)習(xí)精神。本活動(dòng)依據(jù)概率知識(shí)，雖然理解概率知識(shí)對(duì)學(xué)生有一定難度，但通過(guò)易懂且操作簡(jiǎn)便的活動(dòng)，學(xué)生一般容易理解相關(guān)知識(shí)。

5.2.2 用樣方法模擬調(diào)查蒲公英的種群密度

師：如果調(diào)查對(duì)象換做是一片草地上的蒲公英，怎樣估算它的種群密度呢？

學(xué)生討論后，給出答案。

師：大家剛才都采用了選取一部分，也就是取樣的辦法。如果取樣的位置處蒲公英較密，估算的結(jié)果會(huì)怎樣呢？

師：那怎樣做才能減小誤差呢？

師：多選取幾個(gè)樣方。那取樣時(shí)，要使每一棵雜草被選中的概率是相等的，應(yīng)遵循什么原則？

師：像這樣通過(guò)隨機(jī)取樣來(lái)估算種群密度的方法叫樣方法。對(duì)這塊草地調(diào)查時(shí)，請(qǐng)考慮如何選取樣方？然后將你選的樣方用筆畫(huà)出來(lái)。

學(xué)生展示取樣結(jié)果。

師：為了更好地調(diào)查，人們總結(jié)出了傳統(tǒng)的取樣方法。利用磁性貼在黑板上演示五點(diǎn)取樣法和等距取樣法（圖1）。

學(xué)生根據(jù)制定的計(jì)劃，完成蒲公英種群密度的調(diào)查。

學(xué)生的調(diào)查步驟：

① 在模擬草地內(nèi)隨機(jī)選取若干個(gè)樣方。

② 計(jì)數(shù)每個(gè)樣方內(nèi)的蒲公英個(gè)體數(shù)。

③ 求得每個(gè)樣方的蒲公英密度。

④ 求出所有樣方的蒲公英密度平均值。以此作為該草地中蒲公英的種群密度，并完成表2。

師：實(shí)際操作中，一般草本選1 m2。你在調(diào)查中還發(fā)現(xiàn)了什么問(wèn)題？由此引出在樣方邊界線上個(gè)體的計(jì)數(shù)方式。

學(xué)生介紹自己是如何處理的。

教師介紹常規(guī)的計(jì)數(shù)方法。

設(shè)計(jì)意圖：雖然植物種群密度的調(diào)查方法——樣方法，比標(biāo)志重捕法容易實(shí)施。為了實(shí)地調(diào)查能更順利進(jìn)行，教師在課堂上就不能只是“紙上談兵”是多少？通過(guò)情境的創(chuàng)設(shè)讓學(xué)生首先了解取樣的方法，在此基礎(chǔ)上，教師拋出問(wèn)題：樣方的數(shù)量、樣方的形狀如何？樣方的位置如何確定？通過(guò)實(shí)際選取，各小組比較，歸納出較合理的取樣方法。隨即再調(diào)查仿真草地上蒲公英的種群密度，通過(guò)6人小組的“合作學(xué)習(xí)”，每一位學(xué)生都積極參與到課堂的實(shí)踐活動(dòng)中，不僅有助于小組合作學(xué)習(xí)精神的培養(yǎng)，也有助于小組合作學(xué)習(xí)能力的提高，更能實(shí)現(xiàn)高效課堂。

5.3 課堂小結(jié)（略）endprint