邢嚴(yán)+袁芳+皇甫豫龍+金志民+劉鑄

摘要：利用學(xué)案，運(yùn)用“先學(xué)后教，鞏固反思”的教學(xué)模式，幫助并引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)，深化學(xué)生對數(shù)學(xué)模型建立方法的理解，并將其應(yīng)用到生活中去解決問題。真正將教師的“教”轉(zhuǎn)變成學(xué)生的“學(xué)”，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

關(guān)鍵詞：種群數(shù)量；教學(xué)設(shè)計；學(xué)案導(dǎo)學(xué)；先學(xué)后教

中圖分類號：G632.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）05-0180-02

一、教材分析及設(shè)計思路

人教版高中生物學(xué)教材《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》模塊中，“種群數(shù)量的變化”被安排在第四章“種群和群落”中。生物學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于本節(jié)內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)為“嘗試建立數(shù)學(xué)模型解釋種群的數(shù)量變動”，并提出了相應(yīng)的活動建議“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化”。“數(shù)學(xué)模型”這一概念對學(xué)生來說應(yīng)該并不陌生，在之前學(xué)習(xí)遺傳規(guī)律等內(nèi)容時，學(xué)生已經(jīng)能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)方法去解決生物學(xué)中的有關(guān)問題。因此，本節(jié)課教學(xué)策略的著眼點就應(yīng)該放在“引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)方法解釋生命現(xiàn)象，揭示生命活動規(guī)律”上來。

為了真正的實現(xiàn)學(xué)生由被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)的效率。就必須把教師的教學(xué)目標(biāo)轉(zhuǎn)化為學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)，把學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計成學(xué)習(xí)方案交給學(xué)生，從而將教學(xué)重心由老師如何“教”轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生如何“學(xué)”。所以課前給學(xué)生提供本節(jié)課的學(xué)案，并分組進(jìn)行“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”的研究，然后在教學(xué)過程中結(jié)合相關(guān)內(nèi)容讓學(xué)生進(jìn)行匯報和討論，最后進(jìn)行總結(jié)。因此確定本課的教學(xué)模式為：“先學(xué)后教，鞏固反思”。

二、教學(xué)目標(biāo)

1.知識與技能。說明建構(gòu)種群增長模型的方法；掌握“J”型增長曲線和“S”型增長曲線。

2.過程與方法。分析理想條件下細(xì)菌種群數(shù)量變化和探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化，嘗試建構(gòu)種群增長的數(shù)學(xué)模型；能用數(shù)學(xué)模型解釋種群數(shù)量的變化。

3.情感態(tài)度價值觀。關(guān)注人類活動對種群數(shù)量變化的影響，提高環(huán)保意識。

三、教學(xué)重點和難點

嘗試建構(gòu)種群增長的數(shù)學(xué)模型，并據(jù)此解釋種群數(shù)量的變化。運(yùn)用所建構(gòu)的數(shù)學(xué)模型來解決生活中的實際問題。

四、教學(xué)手段

1.傳統(tǒng)的板書：體現(xiàn)本節(jié)課的知識框架。

2.多媒體課件：形象生動的呈現(xiàn)有關(guān)的實驗、資料及圖像等內(nèi)容。

3.實物展臺：及時快速地展示學(xué)生的研究成果及匯報有關(guān)材料，便于及時反饋。

五、教學(xué)過程

（一）創(chuàng)設(shè)情境、特色導(dǎo)入

出示相關(guān)報道：在1936年的一次蝗蟲大災(zāi)中，天空中出現(xiàn)了一個寬5千米的蝗蟲群，該蝗蟲群以每小時15千米的飛行速度，整整飛了3天，才飛過一個小觀測點，所到之處遮天蔽日，天昏地暗。學(xué)生交流探討為什么蝗蟲會成災(zāi)？以及對環(huán)境的影響。這樣創(chuàng)設(shè)情境，可以激發(fā)學(xué)生的興趣，同時引出課題。

（二）展示成果、互助點撥；精講釋疑、整體提升

1.導(dǎo)入新課。自然界中類似事件雖然不常發(fā)生，但也絕非罕見，生物學(xué)家把種群的這種超常繁殖叫做種群“爆炸”。那么，種群數(shù)量的變化有哪些規(guī)律呢？我們來共同探討一下。利用多媒體課件演示細(xì)菌分裂的動畫，學(xué)生觀察細(xì)菌的增殖過程，并思考細(xì)菌種群數(shù)量的增長方式。借此可以提高學(xué)生的觀察思考能力。接下來引導(dǎo)學(xué)生分析討論，回答以下問題：（1）n代細(xì)菌數(shù)量的計算公式是什么？（2）72小時后，由一個細(xì)菌分裂產(chǎn)生的細(xì)菌數(shù)量是多少？（3）在一個培養(yǎng)基中，細(xì)菌數(shù)量會一直按照這個公式增長嗎？如何驗證你的觀點？（4）填寫教材66頁表格，并據(jù)此畫出細(xì)菌增長曲線圖。通過這一過程，學(xué)生可以認(rèn)識細(xì)菌種群數(shù)量增長的數(shù)學(xué)規(guī)律。初步形成“建立數(shù)學(xué)模型”的思維方式。

2.學(xué)生展示學(xué)案中關(guān)于“建構(gòu)數(shù)學(xué)模型”的內(nèi)容。教師組織討論，引導(dǎo)、點拔，提出疑問：數(shù)學(xué)模型的表達(dá)形式及優(yōu)點？在學(xué)過的生物學(xué)內(nèi)容中還有哪些問題可以用數(shù)學(xué)模型表示？學(xué)生結(jié)合以往的知識和生活實際，各抒己見，進(jìn)行交流。這樣不僅可以進(jìn)行學(xué)科間的交叉滲透，還可以活躍課堂氣氛，既復(fù)習(xí)舊知識又加深了對新內(nèi)容的理解。

布置閱讀教材66頁實例，組織學(xué)生討論：（1）野兔種群增長的原因有哪些？（2）如果用N0表示野兔種群的起始數(shù)量，用λ表示野兔種群數(shù)量每年的增長倍數(shù)，用Nt表示t年后野兔種群的數(shù)量，那么，Nt為多少？（3）根據(jù)上述材料，估算1869年時，野兔種群數(shù)量為多少？通過這一具體實例，加深對數(shù)學(xué)模型的理解，并用數(shù)學(xué)語言解釋種群數(shù)量增長的規(guī)律。

3.學(xué)生展示學(xué)案中有關(guān)種群增長的“J”形曲線的自學(xué)成果。教師先提出質(zhì)疑：數(shù)學(xué)模型Nt=N0·λt中t的含義？學(xué)生通過組內(nèi)、組間的交流和討論，突破學(xué)習(xí)重點，教師只進(jìn)行適時點拔。隨后繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生：如果自然界的生物種群都是以“J”型曲線方式增長，地球早就無法承受了。學(xué)生會思考：自然界中種群還有什么增長形式？這樣可以啟發(fā)思維，激發(fā)學(xué)生的求知欲。

4.學(xué)生展示學(xué)案中關(guān)于種群增長的“S”型曲線的相關(guān)自學(xué)成果

探究活動小組展示探究活動成果。小組代表匯報本組實驗結(jié)果，并繪出種群增長曲線，并充分陳述自己的觀點。學(xué)生間討論：（1）根據(jù)各組所畫曲線，觀察并總結(jié)規(guī)律。（2）結(jié)合探究活動的研究過程，分析影響酵母菌種群數(shù)量增長的因素可能有哪些？使學(xué)生初步了解“S”型曲線。

利用多媒體呈現(xiàn)高斯實驗。教師設(shè)疑，引導(dǎo)學(xué)生分析、討論以下問題：（1）“S”型曲線中種群增長率如何變化？（2）如何理解K值的前提條件“在環(huán)境條件不受破壞的情況下”？請舉例說明。師生共同探究，達(dá)到知識的進(jìn)一步升華。

5.學(xué)生展示學(xué)案中關(guān)于種群數(shù)量的波動和下降中相關(guān)問題的自學(xué)成果

教師提出疑問：種群數(shù)量達(dá)到K值時，都能在K值維持穩(wěn)定嗎？

學(xué)生之間相互交流人類活動對種群數(shù)量變化的影響，從多因素思考種群數(shù)量變化，使學(xué)生認(rèn)識到珍稀物種的現(xiàn)狀及保護(hù)的重要性。endprint

（三）知識整合，回歸生活

種群在理想環(huán)境中，呈“J”型曲線增長；在有環(huán)境阻力條件下，呈“S”型曲線增長。結(jié)合圖1思考：（1）圖中陰影部分的含義？（2）繪制“S”型曲線的增長率變化曲線圖并思考與圖中各點的關(guān)系？（3）為保護(hù)魚類資源，捕撈后的剩余量不應(yīng)該低于（？搖？搖）點？原因是什么？（4）為了有效控制家鼠等有害動物，應(yīng)盡量將其控制在（？搖？搖）點？原因是什么？從環(huán)境容納量的角度考慮，應(yīng)當(dāng)采取什么措施？

在此環(huán)節(jié)學(xué)生暢所欲言，提出合理化建議。既能提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決實際問題的能力，又能提高學(xué)生的環(huán)保意識。

六、典型例題、變式訓(xùn)練

例1：在營養(yǎng)和生存空間等沒有限制的理想條件下，某細(xì)菌每20分鐘就分裂繁殖一代?，F(xiàn)將該細(xì)菌種群（m個個體）接種到培養(yǎng)基上，T小時后該種群的個體總數(shù)是多少？

答案為：N=N?！う藅=m·23T

例2：下列有關(guān)種群增長的“S”型曲線的敘述，錯誤的是（？搖？搖）。

A.通常自然界中的種群增長曲線最終呈“S”型

B.達(dá)到K值時種群增長速率為零

C.種群增長受自身密度的影響

D.種群的增長速率逐步降低

答案為：D

七、教學(xué)反思

本節(jié)課的教學(xué)模式為“先學(xué)后教，鞏固反思”。這樣一來，就可以真正的實現(xiàn)將教學(xué)重心，由老師如何“教”，轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生如何“學(xué)”這一理念。利用實例分析，將知識有效的“回歸”到生活中，解決實際問題，真正達(dá)到“學(xué)能所用”的目的。學(xué)生學(xué)習(xí)知識的最終目的就是能將其用于生活中，去解決有關(guān)問題。如果達(dá)不到這一點，那么所學(xué)的知識就是“無效”的知識。

由于學(xué)案是學(xué)生在課余時間提前預(yù)習(xí)完成的，所以教師無法具體指導(dǎo)，這就會造成有些學(xué)生只是流于形式，使學(xué)案沒有起到應(yīng)有的作用。如何能夠解決課前指導(dǎo)的問題至關(guān)重要。再者，受到時間的限制，課堂上的“知識回歸生活”的訓(xùn)練還不夠，可以讓學(xué)生回去后自行關(guān)聯(lián)，改變回家后就只能做題、做練習(xí)冊的習(xí)慣。但是又怎樣判斷學(xué)生是否真正的能夠?qū)⑺鶎W(xué)的知識轉(zhuǎn)化為對生活實際問題的解決能力呢？這是值得我們思考的問題。

基金項目：省教改項目——生物科技類應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新研究與實踐（12-XJ14086）。

作者簡介：邢嚴(yán)（1979-），男，黑龍江牡丹江人，大學(xué)本科理學(xué)學(xué)士學(xué)位，牡丹江師范學(xué)院在讀研究生，現(xiàn)工作于黑龍江省牡丹江市第二高級中學(xué)，一線生物教師，中學(xué)一級職稱。endprint