自制学具进行“种群的特征”一节的教学设计

李梅

1 教学背景分析

本节内容是苏教版高中生物教材必修3第三章第一节“生物群落的基本单位——种群”第一课时“种群的特征”。“种群的特征”包括调查种群密度的方法和种群的数量特征两部分内容。本节内容的重要特点是将科学方法的内容放在突出的位置。为了让学生领悟样方法，本节安排了一项“探究”：如何测定菜地中蜗牛的种群密度。此外，还安排了一项“活动”：模拟动物种群密度调查的标志重捕法。

2 教学目标

知识目标：列举种群的特征。

能力目标：尝试运用样方法和标志重捕法调查种群密度。

情感、态度与价值观目标：在合作过程中，体验科学探究的一般方法，同时学会与人交流，尊重他人。

3 教学重点与难点

教学重点：种群的特征。

教学难点：样方的选择和测定。

4 教学设计思路

传统对这节的处理方法较简单，教师一般利用多媒体播放图片，再结合讲解，让学生了解种群的特征和种群密度的调查方法。学生对这节内容虽有感性认识，但没有真实的体验，不会留下深刻的印象。

生物学课程标准明确指出“动手实践，自主探究、合作交流”是学习生物的重要方式，完全的讲解已不适用学生发展的需求，应开展有利于学生主动进行观察、猜测、推理、交流等学习活动，让学生学习过程成为探索与交流的过程。因此，笔者把本节内容分为两课时：一课时完成种群特征的教学，一课时完成种群密度调查方法的教学。下面重点介绍如何采用“动手实践、自主探究、合作交流”的教学模式完成种群密度调查方法的教学，让学生真正成为课堂的主人，让课堂灵动起来。

5 教学过程

5.1 创设情境、导入新课

师（展示2只企鹅的图片）：请同学们数一数图片中有几只企鹅？

师（展示一群企鹅的图片）：接着数一数这一群企鹅有多少只？

师（展示企鹅动态图）：继续数一数这幅画面中企鹅的数量？

学生完成计数。

师：对不断移动位置的企鹅种群，直接统计它们的个体数量很困难，那我们怎样才能既简便又准确地获得统计数据呢？

设计意图：通过计数游戏这个简单的活动，让学生明白对于数量较多的、活动能力强的动物个体计数是困难，从而引出用估算的办法统计数据。

5.2 动手实践、自主探究、合作交流

师：我们一起来做个游戏，假如你们代表一个企鹅种群，数量是未知的，用N表示（板书）。现在捕捉一部分企鹅（将全部学号放入一小桶内，某生抽取学号，完成捕捉）。现在请被捕捉到的企鹅上台，对它们进行标记（用红色心形纸片粘贴在衣服上）后，再回到座位。

师：被标记的企鹅占总个体数的比例应该如何表示？（8/N）

师：现在将企鹅混合均匀，再次捕捉。被捕捉的个体请站到讲台上。那么，能不能根据再次捕捉的情况，估算出N的数量呢？并说明理由。

学生思考后回答：列出比例式（重捕中标记个体所占的比例与个体总数中被标志个体比例相等）。

师：我们把它换作字母来表达，说出各字母的含义。M（标记个体数）/N（种群个体数）=m（重捕中标记个体数）/n（重捕个体数）。根据这个公式，就能估算出企鹅的数量了，这种方法叫标志重捕法。

5.2.1 用标志重捕法模拟调查动物种群的数量

师：现在把桌上烧杯中的白芸豆比作是企鹅，用标志重捕法估算它的数量。要求：① 了解屏幕上的实验步骤；② 每组的桌面上提供了完成模拟实验所需的材料，小组合作完成模拟实验，同时记录实验结果；③ 最先完成的前三组把实验结果记录到黑板上的表格中。

学生的调查步骤：

① 从烧杯中取出30粒白芸豆，用小贴纸做上标记，再将其倒入烧杯杯中，充分搅拌，将标记的白芸豆和未标记的白芸豆混合均匀。

② 每次从烧杯中随机抓取一粒白芸豆，放入培养皿，随即充分混匀烧杯中的白芸豆，再随机抓取一粒白芸豆放入培养皿。依此方法，连续抓取白芸豆20次。

③ 统计培养皿中有多少粒白芸豆。

④ 据公式，计算烧杯中白芸豆的数量，并完成表1。

模拟实验完成后，教师请各小组数出烧杯中白芸豆的真实数量（120粒）。学生通过比较，发现估算值和真实值之间存在一定的误差。教师引导学生回顾实验过程，自行分析导致误差较大的原因（实验的次数、是否混合均匀、是否随机抓取等）。

师：怎样做能够减小误差呢？（取三组的平均值，这是减小误差的常用方法）

师：在实际操作中，有同学用不同的方法对企鹅标记：标记绳子绑在翅膀上；标记贴在身上；标记用红色记号笔涂在企鹅背上。请你们评价一下他的做法是否合理？

师：刚才已经学习了对种群数量估算的方法——标志重捕法，那研究种群的数量有什么意义呢？

教师展示鼠的图片，并提出问题：看到这几只鼠，你觉得鼠害严重吗？

生：严重或不严重。（量较少）

师：若在1 m2的面积上，或整个金湖县只有这几只鼠，再判断危害程度？

师：因此，单位面积或体积上的个体数更能体现种群的数量特征今天这节课的主题就是种群密度的调查。

师：在洞庭湖2 ha的范围内，第一次捕获东方田鼠100只，做上标记后放回，第二次捕获东方田鼠 80只，其中有标记的10只。估算这片区域东方田鼠的种群密度是？

师：根据调查结果，人们可以更好的做好鼠灾的防治工作。

设计意图：标志重捕法是估算动物种群密度的常用方法，在野生动物保护，农林害虫、害兽监控与防治、渔业资源的评估利用与保护上有重要作用。鉴于在现有条件下，对兽鸟鱼虫进行的标志重捕实验难以展开，为避免將方法论仅当作知识来讲授，故设计了该模拟实验活动，让学生领悟有关科学方法，并且培养学生的小组合作学习精神。本活动依据概率知识，虽然理解概率知识对学生有一定难度，但通过易懂且操作简便的活动，学生一般容易理解相关知识。

5.2.2 用样方法模拟调查蒲公英的种群密度

师：如果调查对象换做是一片草地上的蒲公英，怎样估算它的种群密度呢？

学生讨论后，给出答案。

师：大家刚才都采用了选取一部分，也就是取样的办法。如果取样的位置处蒲公英较密，估算的结果会怎样呢？

师：那怎样做才能减小误差呢？

师：多选取几个样方。那取样时，要使每一棵杂草被选中的概率是相等的，应遵循什么原则？

师：像这样通过随机取样来估算种群密度的方法叫样方法。对这块草地调查时，请考虑如何选取样方？然后将你选的样方用笔画出来。

学生展示取样结果。

师：为了更好地调查，人们总结出了传统的取样方法。利用磁性贴在黑板上演示五点取样法和等距取样法（图1）。

学生根据制定的计划，完成蒲公英种群密度的调查。

学生的调查步骤：

① 在模拟草地内随机选取若干个样方。

② 计数每个样方内的蒲公英个体数。

③ 求得每个样方的蒲公英密度。

④ 求出所有样方的蒲公英密度平均值。以此作为该草地中蒲公英的种群密度，并完成表2。

师：实际操作中，一般草本选1 m2。你在调查中还发现了什么问题？由此引出在样方边界线上个体的计数方式。

学生介绍自己是如何处理的。

教师介绍常规的计数方法。

设计意图：虽然植物种群密度的调查方法——样方法，比标志重捕法容易实施。为了实地调查能更顺利进行，教师在课堂上就不能只是“纸上谈兵”是多少？通过情境的创设让学生首先了解取样的方法，在此基础上，教师抛出问题：样方的数量、样方的形状如何？样方的位置如何确定？通过实际选取，各小组比较，归纳出较合理的取样方法。随即再调查仿真草地上蒲公英的种群密度，通过6人小组的“合作学习”，每一位学生都积极参与到课堂的实践活动中，不仅有助于小组合作学习精神的培养，也有助于小组合作学习能力的提高，更能实现高效课堂。

5.3 课堂小结（略）endprint