调查种群密度的方法教学设计
2017-03-23王鹏翔
王鹏翔
摘 要：通过设计学生动手与展示活动，引领学生在自主思考与小组合作的过程中，完成对样方法和标志重捕法的学习，并通过讨论总结出两种方法的步骤与注意事项，同时进行展示与科学表达。这种教学设计可以提高学生分析问题、动手解决问题与合作学习的能力，能有效构建新知识和解决生活实际问题。
关键词：小组合作；学生展示；前导组织；种群；密度
一、教材分析
“种群的特征”是人教版高中生物必修三《环境与稳态》第四章第一节内容。从本章开始，课本开始由个体水平上升到群体水平来介绍生命系统的调控与稳态。在科学方法上，本模块重在系统分析和构建模型的方法。系统分析的一般过程是明确系统的边界后，在分析系统组成要素、特征、层次结构的基础上，分析系统各组分间相互影响的定量关系，建立系统的数学模型。
二、教学目标
1.知识与技能
（1）能说出种群及种群密度的概念；（2）能辨析一个群体是否是一个种群。
2.过程与方法
（1）经历具体种群的预估过程，能选出合适的估算方法估算不同种群的密度；（2）通过讨论总结出样方法和标志重捕法的步骤及注意事项，并能清晰展示表达，提升科学表达能力。
3.情感态度与价值观
关注人类活动对种群数量的影响，了解研究种群密度对于生产实践的意义。
三、教学过程
1.导入
介绍从本章起研究对象将从个体水平发展到群体水平，同时简要介绍在科学方面，本模块重点为系统分析和构建模型的方法，之后通过介绍种群为群体水平研究生命系统的基本单位，引入本节种群特征的教学。
2.种群的概念
先让学生回忆种群概念，之后让学生分析种群概念的三个要点（一定区域，此区域內种群能够进行正常生长繁殖，可以是自然环境，也可以是人造环境；同种生物；全部个体）。最后PPT展示不同的群体类型让学生辨析是否为种群，如：一片草地的全部蒲公英，某集市上的全部同种萝卜，某城市的全部青年等等。
设计意图：学生在回忆种群概念的同时，也了解到种群作为系统研究的边界及组成成分。种群的概念从字面意义上并不难理解，但对具体事例的分析学生容易混淆，因此可通过具体事例辨析，引导学生从不同角度来认识理解种群的概念。
3.活动探究：估算草坪上的蒲公英数量
承接上文，可通过：“在弄清系统边界及组成成分之后，我们一起来研究种群的特征，而种群的特征主要变现为数量上的变化，认识和把握种群的数量特征很重要。那么，如何来计算种群的数量呢？”来引入本部分内容，同时PPT展示问题：如何来计算一片草地（10 m×10 m）上所有的蒲公英数量？教师分发事先准备好的教具，一张10 cm×10 cm的方形白纸，“▲”和“●”随机分布其上，让学生把“▲”当做蒲公英来进行计数。学生可分组（2～3人）完成。之后展示有代表性的几组统计结果，同时要求学生将统计过程清晰展示。教师把结果记录在黑板一侧。
4.标志重捕法
提问过度：通过样方法的学习，我们认识到对于植物及活动范围小的动物可以使用样方法，而对于活动范围大的动物来说，可以用样方法吗？（不可以，活动范围大的动物可以从一个样方活动到另一个样方，导致重复计算，影响估算准确性）。此处可以让学生小组讨论，并作交流。那么该用什么方法呢？引出标志重捕法。（可以让一个小组收集资料进行展示，也可以教师自己介绍）
可以通过一个计算题让学生更好地理解标志重捕法：如果在30亩范围内第一次捕获并标记46只野兔，第二次捕获41只，其中被标记的野兔有17只，那么该范围中有野兔多少只？教师通过学生讨论回答，引导总结出计算方法：某种群的总数为N，第一次捕获标记的个体为M，第二次重捕的个体数为n，其中已标记的为m，则N∶M=n∶m，可得种群数量N=Mn/m的计算公式。之后，教师可以简要介绍标志重捕法的注意问题：A.标志物不能太过醒目，不能影响标记动物的行为和寿命等；B.在调查期内，该范围无大量迁入迁出及大量出生和死亡事件。
5.课堂小结
PPT展示整节课的框架及知识点，并展示练习题，让学生完成，反馈学习情况。
四、教学反思
本节重点在于探索种群密度的计算方法。通过蒲公英模拟计算，让学生亲自动手，在相互讨论及对比中，形成前导组织，并有效构建新知识，得出样方法的步骤及估算原则。通过问题串的方式，引导学生关注并思考标志重捕法，理解此方法的适用范围，并学会运用。通过课堂测试反馈，可以看出，学生不仅很好地掌握了新知识，并学会了如何运用，知识与技能目标、过程与方法目标得到较好落实。
本节课让学生尝试自己动手计算种群个体数，使学生经历分析问题、解决问题并总结方法的过程，同时让学生进行小组展示，在提升学生动手及分析问题能力之外，提高了学生的科学表达
能力。
参考文献：
[1]刘军.浅析种群密度调查的几种方法[J].新课程导学，2013（2）.
[2]刘文艺.用定和求积与定积求和原理求极值[J].数理化学习（高中版），2003（17）.
编辑 段丽君
