基于核心素养的《种群的特征》教学设计

韩秋娜

[摘   要]《种群的特征》教学中，以藏羚羊为背景，创设情境，设疑导入课堂，引导学生设计模拟实验，动手解决如何调查种群密度的问题，培养学生的科学探究能力、科学思维、生命觀念等生物学科核心素养。

[关键词]种群的特征;核心素养;种群密度;模拟实验

[中图分类号]    G633.91        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2019）23-0089-02

一、教材分析

《种群的特征》是人教版生物必修3第四章第一节的内容，本节设计调查种群密度的方法为第一课时，种群的其他数量特征的教学为第二课时。种群的数量特征为种群数量的变化奠定了基础，而调查种群密度的方法是科学方法教育上的侧重点，以培养学生的科学思维、科学探究能力等生物学科核心素养，因此在教学过程中应当给予充分的重视。

二、教学目标

知识与技能：识记种群、种群密度的概念，列举种群密度的调查方法。

过程与方法：尝试用数学方法对种群密度进行统计，培养科学探究能力及科学思维。

情感态度与价值观：通过对藏羚羊种群的学习，增强对野生动物保护的责任感，形成正确的生命观念，增强社会责任感。

三、教学重难点

能于模拟实验中尝试使用样方法和标志重捕法估算种群密度，且能清晰地表达观点并科学评价他人的方案。

四、 教学过程

（一） 创设情境，设疑导入

先从教材章首页导入本章探讨的中心问题：从种群和群落的水平看，生命系统具有什么特征？然后展示可可西里的藏羚羊图片，并提问：“图片上展示的是一个种群吗？请用文字描述。”

设计意图：创设问题情境，设疑引入新课，强化学生对“种群”定义的理解。

（二）建构种群密度的概念

图片展示可可西里的藏羚羊及其食物，提问：①高山蒿草是藏羚羊喜爱的食物之一，如果要研究可可西里高山蒿草数量与藏羚羊种群大小的关系，首先要完成的步骤是什么？②图片上展示的藏羚羊多吗？

教师引导分析，并总结：一个种群的数量只能表明种群的大小，不能说明种群内个体分布的疏密。单位面积的种群数量更能体现种群的大小。

设计意图：引入种群密度的概念，同时为种群密度的调查做好铺垫。

（三）种群密度的调查

1.样方法

活动一：模拟调查可可西里高山蒿草的种群密度。

教师展示图片（如右图）， 图中圆形模拟高山蒿草，十字形模拟某种草本。

提问①：十字形模拟的基本植物如何统计？圆形模拟的高山蒿草如何统计？

师生总结：对于分布范围小、个体较大的种群可釆取逐个计数法，多数情况下需要采取估算的方法。

提问②：如何估算图中的高山蒿草的数量？

让学生以小组为单位，在纸上将估算方法表示出来，教师请部分学生代表上台展示。根据学生的展示结果，师生共同总结最佳方法——样方法。

提问③：样方的形状哪种好？如何取样？取几个样方？样方的大小怎样？

师生共同总结样方法的定义：在被调查种群的分布范围内，随机选取若干个样方，通过计数每个样方内的个体数，求得每个样方的种群密度，以所有样方法种群密度的平均值作为该种群的种群密度。

提问④：实践活动中釆用样方法进行调查要如何展开？

师生共同归纳样方法的一般操作步骤：取样（五点取样或者等距取样）→计数[方框内+相邻两边（左、上）及其夹角上的个体]→取平均值。

提问⑤：什么情况下可以用样方法进行调查？

设计意图：通过模拟种群密度的调查活动，使学生初步学会估算法，强化学生对样方法的理解与运用。

2.标志重捕法

介绍背景知识：据专家估计，1991年在总面积近300 000平方公里的羌塘自然保护区中生活着约60 000头藏羚羊，引出：对于活动能力强、活动范围广的生物不宜用样方法来调查它们的种群密度，提问：“那么要用什么方法呢？”

活动二：模拟调查可可西里的藏羚羊的种群密度。

教师介绍标志重捕法“在被调查种群的活动范围内，捕获一部分个体，做上标记后再放回原来的环境，经过一段时间后进行重捕，根据重捕到的动物中标记个体数占总个体数的比例来估算种群密度”，并利用模拟操作引导学生思考调查藏羚羊种群密度的方法。

模拟材料：玻璃珠、马克笔、小篮筐。

操作步骤：随机选取40粒玻璃珠，并做好标记;

将标记好的玻璃珠重新放回筐1，混匀;从框1中随机抓取20粒玻璃珠放入框2 ;计数框2中有多少带标记的玻璃珠;估算种群密度。

提问：①为什么可以用标志重捕法来估算藏羚羊的种群密度，依据的原理是什么？请列式。②模拟调查的结果与实际结果有偏差吗？偏差较大的原因是什么？教师重点引导学生分析偏差的原因，请部分小组进行发言，然后请其他组进行评价分析。③标志重捕法的适用范围是什么？使用这一方法有哪些注意事项？

请学生思考下面的操作可否作为标志：（1）绳子绑在腿上;（2）标签纸贴身上;（3）喷洒香水;（4）背上涂上鲜艳的颜色;（5）剪掉一只角;（6）扣上一个环。

师生共同总结釆用标志重捕法的注意事项：标记要能维持一定的时间、不能过分醒目、不会对动物产生伤害。

设计意图：利用玻璃球作为教具引导学生思考调查藏羚羊种群密度的方法，增强学生对野生动物保护的责任感。

3.黑光灯诱捕法

在生产实践中，对于有趋光性的昆虫，还可以用黑光灯诱捕法调查它们的种群密度。教师通过视频介绍黑光灯诱捕法。

（四）课堂总结

教师：牧民在承包的草场上该放养多少头羊，经济效益才最好？怎样做，才既不会使资源枯竭，又使资源得到充分利用？怎样控制害虫数量，以防止虫灾发生？

总结：研究解决这些问题都首先需要调查相应的种群密度，因此种群密度是种群最基本的数量特征。

五、教学反思

本节课能较好地达成教学目标，并注重对学生生物学科核心素养的培养。整节课以藏羚羊作为大背景，围绕藏羚羊及其食物高山蒿草的种群密度调查进行模拟实验，不但提升了学习的趣味性，激发了学生的学习兴趣，而且还增强了学生保护野生动物的责任感。课堂中设计了两个模拟实验用于探究种群密度的调查方法，提升了学生的实践能力和创新能力，培养了学生的科学探究精神。课堂中模拟标志重捕法时，较多小组出现了实验结果和预期结果有较大偏差的现象，教师指导学生分析产生误差的原因，让学生的学习更有主动性和积极性，促进学生科学思维的培养。另外，模拟实验用玻璃珠也是本节课的一个亮点，玻璃珠容易混匀，用马克笔标记时，容易标记同时也会脱落，相对其他材料更容易对课本实验进行模拟，且有利于学生发现存在的问题并分析解决。

（责任编辑   黄春香）