自制學具進行“種群的特征”一節的教學設計

李梅

1 教學背景分析

本節內容是蘇教版高中生物教材必修3第三章第一節“生物群落的基本單位——種群”第一課時“種群的特征”。“種群的特征”包括調查種群密度的方法和種群的數量特征兩部分內容。本節內容的重要特點是將科學方法的內容放在突出的位置。為了讓學生領悟樣方法，本節安排了一項“探究”：如何測定菜地中蝸牛的種群密度。此外，還安排了一項“活動”：模擬動物種群密度調查的標志重捕法。

2 教學目標

知識目標：列舉種群的特征。

能力目標：嘗試運用樣方法和標志重捕法調查種群密度。

情感、態度與價值觀目標：在合作過程中，體驗科學探究的一般方法，同時學會與人交流，尊重他人。

3 教學重點與難點

教學重點：種群的特征。

教學難點：樣方的選擇和測定。

4 教學設計思路

傳統對這節的處理方法較簡單，教師一般利用多媒體播放圖片，再結合講解，讓學生了解種群的特征和種群密度的調查方法。學生對這節內容雖有感性認識，但沒有真實的體驗，不會留下深刻的印象。

生物學課程標準明確指出“動手實踐，自主探究、合作交流”是學習生物的重要方式，完全的講解已不適用學生發展的需求，應開展有利于學生主動進行觀察、猜測、推理、交流等學習活動，讓學生學習過程成為探索與交流的過程。因此，筆者把本節內容分為兩課時：一課時完成種群特征的教學，一課時完成種群密度調查方法的教學。下面重點介紹如何采用“動手實踐、自主探究、合作交流”的教學模式完成種群密度調查方法的教學，讓學生真正成為課堂的主人，讓課堂靈動起來。

5 教學過程

5.1 創設情境、導入新課

師（展示2只企鵝的圖片）：請同學們數一數圖片中有幾只企鵝？

師（展示一群企鵝的圖片）：接著數一數這一群企鵝有多少只？

師（展示企鵝動態圖）：繼續數一數這幅畫面中企鵝的數量？

學生完成計數。

師：對不斷移動位置的企鵝種群，直接統計它們的個體數量很困難，那我們怎樣才能既簡便又準確地獲得統計數據呢？

設計意圖：通過計數游戲這個簡單的活動，讓學生明白對于數量較多的、活動能力強的動物個體計數是困難，從而引出用估算的辦法統計數據。

5.2 動手實踐、自主探究、合作交流

師：我們一起來做個游戲，假如你們代表一個企鵝種群，數量是未知的，用N表示（板書）。現在捕捉一部分企鵝（將全部學號放入一小桶內，某生抽取學號，完成捕捉）。現在請被捕捉到的企鵝上臺，對它們進行標記（用紅色心形紙片粘貼在衣服上）后，再回到座位。

師：被標記的企鵝占總個體數的比例應該如何表示？（8/N）

師：現在將企鵝混合均勻，再次捕捉。被捕捉的個體請站到講臺上。那么，能不能根據再次捕捉的情況，估算出N的數量呢？并說明理由。

學生思考后回答：列出比例式（重捕中標記個體所占的比例與個體總數中被標志個體比例相等）。

師：我們把它換作字母來表達，說出各字母的含義。M（標記個體數）/N（種群個體數）=m（重捕中標記個體數）/n（重捕個體數）。根據這個公式，就能估算出企鵝的數量了，這種方法叫標志重捕法。

5.2.1 用標志重捕法模擬調查動物種群的數量

師：現在把桌上燒杯中的白蕓豆比作是企鵝，用標志重捕法估算它的數量。要求：① 了解屏幕上的實驗步驟；② 每組的桌面上提供了完成模擬實驗所需的材料，小組合作完成模擬實驗，同時記錄實驗結果；③ 最先完成的前三組把實驗結果記錄到黑板上的表格中。

學生的調查步驟：

① 從燒杯中取出30粒白蕓豆，用小貼紙做上標記，再將其倒入燒杯杯中，充分攪拌，將標記的白蕓豆和未標記的白蕓豆混合均勻。

② 每次從燒杯中隨機抓取一粒白蕓豆，放入培養皿，隨即充分混勻燒杯中的白蕓豆，再隨機抓取一粒白蕓豆放入培養皿。依此方法，連續抓取白蕓豆20次。

③ 統計培養皿中有多少粒白蕓豆。

④ 據公式，計算燒杯中白蕓豆的數量，并完成表1。

模擬實驗完成后，教師請各小組數出燒杯中白蕓豆的真實數量（120粒）。學生通過比較，發現估算值和真實值之間存在一定的誤差。教師引導學生回顧實驗過程，自行分析導致誤差較大的原因（實驗的次數、是否混合均勻、是否隨機抓取等）。

師：怎樣做能夠減小誤差呢？（取三組的平均值，這是減小誤差的常用方法）

師：在實際操作中，有同學用不同的方法對企鵝標記：標記繩子綁在翅膀上；標記貼在身上；標記用紅色記號筆涂在企鵝背上。請你們評價一下他的做法是否合理？

師：剛才已經學習了對種群數量估算的方法——標志重捕法，那研究種群的數量有什么意義呢？

教師展示鼠的圖片，并提出問題：看到這幾只鼠，你覺得鼠害嚴重嗎？

生：嚴重或不嚴重。（量較少）

師：若在1 m2的面積上，或整個金湖縣只有這幾只鼠，再判斷危害程度？

師：因此，單位面積或體積上的個體數更能體現種群的數量特征今天這節課的主題就是種群密度的調查。

師：在洞庭湖2 ha的范圍內，第一次捕獲東方田鼠100只，做上標記后放回，第二次捕獲東方田鼠 80只，其中有標記的10只。估算這片區域東方田鼠的種群密度是？

師：根據調查結果，人們可以更好的做好鼠災的防治工作。

設計意圖：標志重捕法是估算動物種群密度的常用方法，在野生動物保護，農林害蟲、害獸監控與防治、漁業資源的評估利用與保護上有重要作用。鑒于在現有條件下，對獸鳥魚蟲進行的標志重捕實驗難以展開，為避免將方法論僅當作知識來講授，故設計了該模擬實驗活動，讓學生領悟有關科學方法，并且培養學生的小組合作學習精神。本活動依據概率知識，雖然理解概率知識對學生有一定難度，但通過易懂且操作簡便的活動，學生一般容易理解相關知識。

5.2.2 用樣方法模擬調查蒲公英的種群密度

師：如果調查對象換做是一片草地上的蒲公英，怎樣估算它的種群密度呢？

學生討論后，給出答案。

師：大家剛才都采用了選取一部分，也就是取樣的辦法。如果取樣的位置處蒲公英較密，估算的結果會怎樣呢？

師：那怎樣做才能減小誤差呢？

師：多選取幾個樣方。那取樣時，要使每一棵雜草被選中的概率是相等的，應遵循什么原則？

師：像這樣通過隨機取樣來估算種群密度的方法叫樣方法。對這塊草地調查時，請考慮如何選取樣方？然后將你選的樣方用筆畫出來。

學生展示取樣結果。

師：為了更好地調查，人們總結出了傳統的取樣方法。利用磁性貼在黑板上演示五點取樣法和等距取樣法（圖1）。

學生根據制定的計劃，完成蒲公英種群密度的調查。

學生的調查步驟：

① 在模擬草地內隨機選取若干個樣方。

② 計數每個樣方內的蒲公英個體數。

③ 求得每個樣方的蒲公英密度。

④ 求出所有樣方的蒲公英密度平均值。以此作為該草地中蒲公英的種群密度，并完成表2。

師：實際操作中，一般草本選1 m2。你在調查中還發現了什么問題？由此引出在樣方邊界線上個體的計數方式。

學生介紹自己是如何處理的。

教師介紹常規的計數方法。

設計意圖：雖然植物種群密度的調查方法——樣方法，比標志重捕法容易實施。為了實地調查能更順利進行，教師在課堂上就不能只是“紙上談兵”是多少？通過情境的創設讓學生首先了解取樣的方法，在此基礎上，教師拋出問題：樣方的數量、樣方的形狀如何？樣方的位置如何確定？通過實際選取，各小組比較，歸納出較合理的取樣方法。隨即再調查仿真草地上蒲公英的種群密度，通過6人小組的“合作學習”，每一位學生都積極參與到課堂的實踐活動中，不僅有助于小組合作學習精神的培養，也有助于小組合作學習能力的提高，更能實現高效課堂。

5.3 課堂小結（略）endprint