基于核心素養(yǎng)的《種群的特征》教學(xué)設(shè)計(jì)

韓秋娜

[摘? ?要]《種群的特征》教學(xué)中，以藏羚羊?yàn)楸尘埃瑒?chuàng)設(shè)情境，設(shè)疑導(dǎo)入課堂，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)模擬實(shí)驗(yàn)，動手解決如何調(diào)查種群密度的問題，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、科學(xué)思維、生命觀念等生物學(xué)科核心素養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]種群的特征;核心素養(yǎng);種群密度;模擬實(shí)驗(yàn)

[中圖分類號]? ? G633.91? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2019）23-0089-02

一、教材分析

《種群的特征》是人教版生物必修3第四章第一節(jié)的內(nèi)容，本節(jié)設(shè)計(jì)調(diào)查種群密度的方法為第一課時，種群的其他數(shù)量特征的教學(xué)為第二課時。種群的數(shù)量特征為種群數(shù)量的變化奠定了基礎(chǔ)，而調(diào)查種群密度的方法是科學(xué)方法教育上的側(cè)重點(diǎn)，以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)探究能力等生物學(xué)科核心素養(yǎng)，因此在教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)給予充分的重視。

二、教學(xué)目標(biāo)

知識與技能：識記種群、種群密度的概念，列舉種群密度的調(diào)查方法。

過程與方法：嘗試用數(shù)學(xué)方法對種群密度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，培養(yǎng)科學(xué)探究能力及科學(xué)思維。

情感態(tài)度與價值觀：通過對藏羚羊種群的學(xué)習(xí)，增強(qiáng)對野生動物保護(hù)的責(zé)任感，形成正確的生命觀念，增強(qiáng)社會責(zé)任感。

三、教學(xué)重難點(diǎn)

能于模擬實(shí)驗(yàn)中嘗試使用樣方法和標(biāo)志重捕法估算種群密度，且能清晰地表達(dá)觀點(diǎn)并科學(xué)評價他人的方案。

四、 教學(xué)過程

（一） 創(chuàng)設(shè)情境，設(shè)疑導(dǎo)入

先從教材章首頁導(dǎo)入本章探討的中心問題：從種群和群落的水平看，生命系統(tǒng)具有什么特征？然后展示可可西里的藏羚羊圖片，并提問：“圖片上展示的是一個種群嗎？請用文字描述。”

設(shè)計(jì)意圖：創(chuàng)設(shè)問題情境，設(shè)疑引入新課，強(qiáng)化學(xué)生對“種群”定義的理解。

（二）建構(gòu)種群密度的概念

圖片展示可可西里的藏羚羊及其食物，提問：①高山蒿草是藏羚羊喜愛的食物之一，如果要研究可可西里高山蒿草數(shù)量與藏羚羊種群大小的關(guān)系，首先要完成的步驟是什么？②圖片上展示的藏羚羊多嗎？

教師引導(dǎo)分析，并總結(jié)：一個種群的數(shù)量只能表明種群的大小，不能說明種群內(nèi)個體分布的疏密。單位面積的種群數(shù)量更能體現(xiàn)種群的大小。

設(shè)計(jì)意圖：引入種群密度的概念，同時為種群密度的調(diào)查做好鋪墊。

（三）種群密度的調(diào)查

1.樣方法

活動一：模擬調(diào)查可可西里高山蒿草的種群密度。

教師展示圖片（如右圖）， 圖中圓形模擬高山蒿草，十字形模擬某種草本。

提問①：十字形模擬的基本植物如何統(tǒng)計(jì)？圓形模擬的高山蒿草如何統(tǒng)計(jì)？

師生總結(jié)：對于分布范圍小、個體較大的種群可釆取逐個計(jì)數(shù)法，多數(shù)情況下需要采取估算的方法。

提問②：如何估算圖中的高山蒿草的數(shù)量？

讓學(xué)生以小組為單位，在紙上將估算方法表示出來，教師請部分學(xué)生代表上臺展示。根據(jù)學(xué)生的展示結(jié)果，師生共同總結(jié)最佳方法——樣方法。

提問③：樣方的形狀哪種好？如何取樣？取幾個樣方？樣方的大小怎樣？

師生共同總結(jié)樣方法的定義：在被調(diào)查種群的分布范圍內(nèi)，隨機(jī)選取若干個樣方，通過計(jì)數(shù)每個樣方內(nèi)的個體數(shù)，求得每個樣方的種群密度，以所有樣方法種群密度的平均值作為該種群的種群密度。

提問④：實(shí)踐活動中釆用樣方法進(jìn)行調(diào)查要如何展開？

師生共同歸納樣方法的一般操作步驟：取樣（五點(diǎn)取樣或者等距取樣）→計(jì)數(shù)[方框內(nèi)+相鄰兩邊（左、上）及其夾角上的個體]→取平均值。

提問⑤：什么情況下可以用樣方法進(jìn)行調(diào)查？

設(shè)計(jì)意圖：通過模擬種群密度的調(diào)查活動，使學(xué)生初步學(xué)會估算法，強(qiáng)化學(xué)生對樣方法的理解與運(yùn)用。

2.標(biāo)志重捕法

介紹背景知識：據(jù)專家估計(jì)，1991年在總面積近300 000平方公里的羌塘自然保護(hù)區(qū)中生活著約60 000頭藏羚羊，引出：對于活動能力強(qiáng)、活動范圍廣的生物不宜用樣方法來調(diào)查它們的種群密度，提問：“那么要用什么方法呢？”

活動二：模擬調(diào)查可可西里的藏羚羊的種群密度。

教師介紹標(biāo)志重捕法“在被調(diào)查種群的活動范圍內(nèi)，捕獲一部分個體，做上標(biāo)記后再放回原來的環(huán)境，經(jīng)過一段時間后進(jìn)行重捕，根據(jù)重捕到的動物中標(biāo)記個體數(shù)占總個體數(shù)的比例來估算種群密度”，并利用模擬操作引導(dǎo)學(xué)生思考調(diào)查藏羚羊種群密度的方法。

模擬材料：玻璃珠、馬克筆、小籃筐。

操作步驟：隨機(jī)選取40粒玻璃珠，并做好標(biāo)記;

將標(biāo)記好的玻璃珠重新放回筐1，混勻;從框1中隨機(jī)抓取20粒玻璃珠放入框2 ;計(jì)數(shù)框2中有多少帶標(biāo)記的玻璃珠;估算種群密度。

提問：①為什么可以用標(biāo)志重捕法來估算藏羚羊的種群密度，依據(jù)的原理是什么？請列式。②模擬調(diào)查的結(jié)果與實(shí)際結(jié)果有偏差嗎？偏差較大的原因是什么？教師重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生分析偏差的原因，請部分小組進(jìn)行發(fā)言，然后請其他組進(jìn)行評價分析。③標(biāo)志重捕法的適用范圍是什么？使用這一方法有哪些注意事項(xiàng)？

請學(xué)生思考下面的操作可否作為標(biāo)志：（1）繩子綁在腿上;（2）標(biāo)簽紙貼身上;（3）噴灑香水;（4）背上涂上鮮艷的顏色;（5）剪掉一只角;（6）扣上一個環(huán)。

師生共同總結(jié)釆用標(biāo)志重捕法的注意事項(xiàng)：標(biāo)記要能維持一定的時間、不能過分醒目、不會對動物產(chǎn)生傷害。

設(shè)計(jì)意圖：利用玻璃球作為教具引導(dǎo)學(xué)生思考調(diào)查藏羚羊種群密度的方法，增強(qiáng)學(xué)生對野生動物保護(hù)的責(zé)任感。

3.黑光燈誘捕法

在生產(chǎn)實(shí)踐中，對于有趨光性的昆蟲，還可以用黑光燈誘捕法調(diào)查它們的種群密度。教師通過視頻介紹黑光燈誘捕法。

（四）課堂總結(jié)

教師：牧民在承包的草場上該放養(yǎng)多少頭羊，經(jīng)濟(jì)效益才最好？怎樣做，才既不會使資源枯竭，又使資源得到充分利用？怎樣控制害蟲數(shù)量，以防止蟲災(zāi)發(fā)生？

總結(jié)：研究解決這些問題都首先需要調(diào)查相應(yīng)的種群密度，因此種群密度是種群最基本的數(shù)量特征。

五、教學(xué)反思

本節(jié)課能較好地達(dá)成教學(xué)目標(biāo)，并注重對學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。整節(jié)課以藏羚羊作為大背景，圍繞藏羚羊及其食物高山蒿草的種群密度調(diào)查進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，不但提升了學(xué)習(xí)的趣味性，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且還增強(qiáng)了學(xué)生保護(hù)野生動物的責(zé)任感。課堂中設(shè)計(jì)了兩個模擬實(shí)驗(yàn)用于探究種群密度的調(diào)查方法，提升了學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探究精神。課堂中模擬標(biāo)志重捕法時，較多小組出現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)結(jié)果和預(yù)期結(jié)果有較大偏差的現(xiàn)象，教師指導(dǎo)學(xué)生分析產(chǎn)生誤差的原因，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)更有主動性和積極性，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)。另外，模擬實(shí)驗(yàn)用玻璃珠也是本節(jié)課的一個亮點(diǎn)，玻璃珠容易混勻，用馬克筆標(biāo)記時，容易標(biāo)記同時也會脫落，相對其他材料更容易對課本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬，且有利于學(xué)生發(fā)現(xiàn)存在的問題并分析解決。

（責(zé)任編輯? ?黃春香）