1、普通高中课程标准实验教科书生物学必修3种群的教学设计广东省东莞市东莞中学 刁宏垠 523001 dgzxdhy一、普通高中生物课程标准生物学必修3种群的叙述及分析1.普通高中生物课程标准中关于种群内容的叙述具体内容标准活 动 建 议行为动词目标动词情感动词列举种群的特征列举知识性：了解经历（感受）尝试建立数学模型解释种群的数量变动探究培养液中酵母种群数量动态变化尝试技能性：模仿经历（感受）2.确认课程价值新生物课程的四个基本理念是提高生物科学素养、面向全体学生、倡导探究性学习、注重与现实生活的联系，而课标中关于种群的叙述非常简洁。在具体教学过程中如何有效地实现相应的课程价值，是一线老师努力所在
2、。通过具体学习本内容后，应该实现以下课程价值：在观察具体生态系统过程中认识简单化研究种群问题的策略在不确定尝试过程中寻找建构种群概念、特征及变化的可能在探究性学习和数据获取、分析、转化、呈现（数学模型建构）过程中培养科学研究的相关能力，并在学习过程中体验过程乐趣在全体学生合作学习过程中引导全体学生不断提高自身生物科学素养3.选择学习内容在日常生活、旅游过程及自然地理的学习过程，学生对生态系统有了初步的认识，也认识家乡的一些物种。但是对于具体的生态环境下的物种如何更加深入地了解？如何采取科学的研究办法理解某同一物种在当地存在的特征？如何认识此物种变化特点？有哪些运用价值？工业生产酒精等发酵产品过
3、程是怎样的？如何实现工业效益和生态价值？学生有很大的兴趣，但是没有系统地学习过，相关的能力也不够。而研究目前5套基于普通高中生物课程标准的普通高中课程标准实验教科书生物学必修3种群教科书(见附录)，发现教学内容增加了种群分布型、种群的存活曲线、种群的数量波动及调节等内容，不同教科书的相应内容的难度要求有一定的差异，特别是知识的呈现方式和技能的训练方式有了一定的差异。如何选择性利用课程内容达到课程标准要求，是体现新课程选择性之所在。通过比较分析，选择以下教学内容，尝试实现课标要求：种群的特征：种群数量、种群密度、年龄结构、性别比例、出生率和死亡率、迁入率和迁出率 种群数量的增长方式：种群增长“J
4、”型曲线、种群增长“S”型曲线种群密度调节方式：密度调节（种内调节、种间调节和食物调节）、非密度调节（气候、污染等）4.选择教材 研究目前5套基于普通高中生物课程标准的普通高中课程标准实验教科书生物学必修3种群教材(见附录)，结合东莞中学（省一级学校、省重点中学）学生的实际，选择刘植义、付尊英主编的教材，更能好地让学生在探究性学习过程中培养生物学素养。二、学生学习情况分析 学生们认识了一些物种，非常希望能多到大自然中了解种群相关问题，也渴望知道一些发酵产品的生产过程，但是学校出于种种问题，一直不提倡大量学生走出校园。此课程内容为此提供了契机。但是学生盲动性较大，观察、取样、获取数据、分析数据与
5、曲线、提炼其中的内在原理和规律等等方面的能力有限，希望通过本课程的详细探究性学习和合作学习，提高综合探究能力和信息素养。三、课程目标1.知识目标列举出种群的特征：种群数量、种群密度、年龄结构、性别比例、出生率和死亡率、迁入率和迁出率 在尝试建立“种群数量增长方式的曲线”过程中指出自然界中种群的增长特点说出种群密度调节方式：密度调节（种内调节、种间调节和食物调节）、非密度调节（气候、污染等）2.能力目标 初步学会利用样方法调查某种植物的种群密度、利用标志重捕法（模拟实验）调查某动物的种群密度 能够正确使用显微镜，初步学会使用血球计数板，进行“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”的实验室操作，尝
6、试建立“种群数量增长方式的曲线”利用数学方法分析处理数据、转化图表等方式加深对种群特征及增长方式的认识，建构认识种群变化的相关数学模型3.情感态度与价值观目标 在观察和实验经历中逐步养成求真态度，训练科学研究方法，培养科学精神，增强学习生物学的乐趣 在合作学习过程中增强协作观念，提高相互学习效果 在主动建构“种群特征及增长方式”过程中，对自然界稳态加深理解，逐步养成科学的自然观和世界观四、教与学的设想 1.教与学的重难点(1)学习重点 用样方法和标志重捕法调查某种生物的种群密度实验探究酵母菌的种群增长方式，对比分析理想状态下种群增长方式与实际状况下的差异，寻找其中的启发和运用价值列举种群的特征
7、，说出种群增长方式的特点(2) 学习难点样方法中取样及数据的获取、标志重捕法中取样及寻找解决问题的数学公式数据与图表相互转化实验探究某种生物的种群增长方式探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化的实验中血球计数板的使用，实验时间的控制（3）解决策略利用学校旁“人民公园”课程资源实地样方取样调查，利用模拟实验进行标志重捕法研究实物投影传授血球计数板的使用方法，分组进行培养不同时间的酵母菌记数小组合作尝试进行数据与图表、曲线等转化2.教法选择多媒体辅助教学，在老师指点下让学生学会使用完全陌生的血球计数板等启发式教学，让学生在老师提出的问题引导下和提供的学习情境中不断尝试留白教学，提供学习情境，让学习小
8、组学生自主探究性学习，老师提出学习目标和例题而不参与学习3.学法指导探究性学习老师引导式探究、学习小组自主式探究侧重样方选取和数据获取的探究侧重数据分析寻找解决问题的数学公式或者变化曲线的探究侧重一般探究性实验基本程序以及提高实验可操作性的探究侧重新的猜想以及猜想推理分析的探究合作学习侧重老师指导下的尝试合作小组成员之间的相互分工合作师生共同合作 4.学习时间 四个课时（每节课40分钟）5.学习评价高中生物课学习的课堂评价表评价等级1.知识目标：A.了解：能再认或回忆知识；能识别、辨认事实或证据；能举出例子，能描述对象上午基本特征。B.理解：能把握内在逻辑关系，能与已有知识建立联系，能进行解释
9、、推断、区分、扩展；能提供证据；能收集、整理因袭等。C.运用：能在新的情境中使用抽象的概念、原理；能进行总结、推广；能建立不同情境下的合理联系等2.能力目标：A.模仿：能在原型示范和具体指导下完成操作。B.独立操作：能独立完成操作；能进行调整和改进；能与已有技能建立联系等 3.情感态度价值观目标：A.经历（感受）：能从事相关活动，建立感性认识。B.反应（认同）：在经历基础上表达感受、态度和价值观判断；做出相应反应等。C.领悟（内化）：具有稳定态度、一致行为和个性化的价值观念等。 项目 等级内容知 识 目 标能 力 目 标情感态度价值观目标评价意见或建议自评互评师评自评互评师评自评互评师评 以课
10、标中关于评价过程性学习、合作学习、实验操作、探究学习和情感态度价值观等要求执行,以以下评价方法进行操作老师口头肯定学生口头报告内容 老师观察记录个别学生或小组情况 小组记录员记录小组成员学习情况 学生自己在学习卡记录学习年成情况或情感体验老师评定学生个人或学习小组的实验操作或学习卡情况等 6.课程资源利用与开发教材资源 录像、视频等校内资源 人民公园等社区资源 网络等数字资源五、学习过程（每节课后的学习卡辅助学生学习，每人一份，每组只由记录员记录一份）合作学习的分组及分工（在以前分组基础上，学生课外完成）:每68人一组，每一单元的学习分组一次，成员再重新分工一次民主推选组长，组长作为学习的组织
11、者和主持人，统筹全组学习活动，主持推选发言人等小组分工 民主推选发言人，负责向全班汇报本组学习情况，并作为辩论或讨论的主要人选 民主推选记录员，负责记录本组活动，记录参与全班活动等整体情况 其他成员分别做实验员、器材保管员等角色 记录分工、学习时间、学习地点、学习过程和学习结果等关键信息第一课时(人民公园，与我校一墙之隔，师生通过北门随时可以进出)学 习目 标教 师教学行为学 生学习情境学 生学习行为学生学习评价方式教与学的思考说出种群概念了解分组，提问种群概念课前分组并了解种群概念回答种群概念，把握种群概念中关键内涵，在以后学习中强化认识学生口头报告，老师课堂个别抽查只是初步知道种群概念字面
12、含义，逐步引导学生深化理解 认识生物存在联系提供学习卡，不再特别说明人民公园门口的导游图下讨论查看导游图，讨论问题1、2，并做好记录，选择研究的自然区域老师观察学生讨论情况并课后检查学习卡选择确定研究区域参与学生讨论本组选择的研究的自然区域观察本研究区域的植物种类，讨论问题3，并记录；绘图或拍摄老师观察小组学习，课后查小组记录并等级评价寻找直接或间接确定某种群数量方法观察学生学习情况，参与讨论，点拨学生寻找新方法结合问题4，阅读课本，在本组区域内数植物阅读问题4，阅读教材相关内容，尝试直接数本组研究区域某一种植物的数量，思考并讨论研究某种群的数量方法（要求每2组选择相同区域进行调查）学习小组相
13、互检查2个组对照记录，提出改进意见尝试选择样方、获取数据提供例题，观察学生调查情况，随时了解各组调查进度参考问题5和例题，开展样方法调查单位面积下某种群的个体数量阅读问题5和例题，确定本组样方法调查过程。选择样方，获取数据。重复调查至少3次。记录在自己制定的表格内。学习小组相互检查2个组对照记录，提出改进意见给学生较多时间尝试选择学习卡：1.在人民公园门口的导游图下，各组讨论并记录结果人民公园可以分为哪些区域？本组同学认识哪些生物？它们是什么关系？哪些区域是人工的，哪些是自然的？2.假如你是作为一名园艺师，你平时关注此树林或草地的哪些问题？为什么？（你可以访问园艺师）假如你是作为一名生态学家，
14、你希望了解此树林或草地的哪些问题？（你可以查课本或者网络或访问专家）3.本节课需要各组同学想办法知道某区域的一种植物数量，本组希望选择哪个自然区域？（老师要求每2组选择相同区域进行调查）面对自然生长一片树林或草地，本组同学认识哪些植物？请简单绘制或用照相机拍摄本组研究区域，表明不同生物之间关系，用于下一节课讨论、展示和保存资料4.你怎么知道某种树木或草的数量？还有哪些方法推算呢？ （最常见的方法是直接观察，直接记数）直接观察计量某植物数量的方法是否适合大面积下的记数？5.阅读教材相关内容。对于教材上的样方法调查某种植物的种群密度的策略，你觉得可行吗？ 看看此公式：生物种群密度=生物个体数量/单
15、位面积 对同学们有什么启发？不妨本组同学一起按照课本的方法来具体调查一种树木。选择样方的标准是什么？划分本组调查的单位面积下的区域。（参考教材）例：某小组的同学在进行双子叶草本植物苦荬菜种群密度调查时确定的小样方之一，圆圈表示个体，黑圆圈表示应该记数的个体。各组调查结果如下：统计框内和压框线的个体组别12345678910株数/M202334124233处理数据，计算该块地苦荬菜的种群密度为3株/M2去除统计最多和最少的数据，这些数据太特殊，没有代表意义。获取数据，记录在自己制定的表格内组别12345678株数/M2处理数据，计算该区域某植物的种群密度为多少？高中生物课学习的课堂评价表评价等级
16、1.知识目标：A.了解 B.理解 C.运用2.能力目标：A.模仿 B.独立操作3.情感态度价值观目标：A.经历（感受）B.反应（认同）C.领悟（内化） 项目 等级内容知 识 目 标能 力 目 标情感态度价值观目标评价意见或建议自评互评师评自评互评师评自评互评师评选择研究区域寻找记数方法选择样方获取数据第二课时（生物多媒体实验室）学 习目 标教 师教学行为学 生学习情境学 生学习行为学生学习评价方式教与学的思考分析数据归纳方法呈现各组结果调查相同区域的2个组交流数据比较、分析上节课获取数据，回答学习卡问题1老师投影查2组对照结果尝试探究合作实验观察分组探究实验参考教材或者例题，尝试实验参考问题2
17、，做重捕标记法探究实验，重复实验三次以上老师巡堂检查记录评价自主探究兴趣寻找数学方法解决实际问题用实物投影仪检查各组公式不要参考教材，寻找求计算动物种群数量数学公式利用数学中数字间“比”关系，研究获取数据内在关系，推理计算动物种群数量的数学公式；公式呈给全班。老师投影检查，评价并提出改进意见寻找数学关系有难度从个案总结一般研究方法引导全班讨论总结一般研究方法全班讨论总结比较针对植物、动物而采取的两种不同方法，归纳特点，记录小组相互评价讨论记录，老师口头归纳并给出评价等级数据转化为图形能力的养成给出数据，引导小组研究年龄结构表达形式利用学习卡问题5，寻找年龄结构最优表达形式小组利用给出数据，尝试
18、绘制此3个种群的年龄结构图形；给出各自名称小组相互检查记录，并给出改进意见合作学习也可以成功培养阅读能力给出阅读材料阅读、讨论、归纳，说出种群特征阅读相关材料或课本，了解我国目前的人口的性别比例、出生率和死亡率、迁入率和迁出率特点学生口头评价归纳，小组记录评价利用数据综合分析小组讨论：看例题解决问题7利用年龄结构图综合分析某省人口变化趋势小组口头评价学生归纳，并记录评价提问，看是否能说出种群特征个别回答老师口头评价学生答题情况学习卡：1.各组汇报调查结果（实物投影仪直接投影）你所在组得出的种群密度是多少？调查相同区域的每2组的调查结果是否一致？利用上节课获取的数据，计算本组区域某种群数量。对比
19、分析每2组选择相同区域进行调查的结果是否一致？如果各组调查数据不完全一致，可能原因有哪些？比较直接数数量的方法与样方法的各自优缺点？如何改进？2.按照教材利用标记重捕法的模拟实验。制定表格，获取实验数据，记录。例：标记重捕法调查100KM2的范围内黑仓鼠的种群密度，记录表格如下：实验组别标记数量M重捕个体数n重捕中的标记数m估算的栖息地内的个体总数N1322815225211132319114151135分别计算估算的栖息地内的个体总数N3.研究数据内在关系，寻找求计算动物种群数量的数学公式。（公式N=nmM）尝试再次重新捕获并记录数据，套用公式，看结果是否一致。4.比较针对植物、动物而采取的
20、两种不同方法，各自的特点是什么？可以帮助解决什么问题？5.根据给出的某三个种群的不同年龄段种群数量的数据，小组尝试绘制此3个种群的年龄结构图形例：研究人员利用人口数据推断人口的年龄结构，并转化为图形。用矩形面积大小反映各年龄组的百分比，叠成金字塔状，小年龄组的在最下，61岁以上年龄组在最上。寻找其中的特点并指出相应的类型。年龄组（岁）人口种群1（%）人口种群2（%）人口种群3（%）020604430216035465061岁以上51020根据不同种群年龄结构图形特征，并给出相应的名称。6.阅读课本，了解我国目前的人口的性别比例、出生率和死亡率、迁入率和迁出率特点7.利用年龄结构图综合分析某省人
21、口变化趋势。1982年河北省人口的年龄结构预测河北省人口的发展趋势，并与现在的数据进行对比，分析你的判断是否正确。各种社会和自然因素是如何影响种群的年龄结构的？8.检查学生是否能说出种群特征。高中生物课学习的课堂评价表评价等级1.知识目标：A.了解 B.理解 C.运用2.能力目标：A.模仿 B.独立操作3.情感态度价值观目标：A.经历（感受）B.反应（认同）C.领悟（内化） 项目 等级内容知 识 目 标能 力 目 标情感态度价值观目标评价意见或建议自评互评师评自评互评师评自评互评师评分析数据尝试探究数据转化数据分析第三课时（生物多媒体实验室，具体细致学习过程按照下面的学习卡进行）学 习目 标教
22、 师教学行为学 生学习情境学 生学习行为学生学习评价方式教学思考将文字转化为曲线和公式呈现文字材料分组尝试绘制曲线，得出数学公式研究大肠杆菌在理想状况下的增长方式,得出理想条件下种群增长规律。老师口头评价各组记录强化学会使用显微镜和血球计数板视频投影出老师显微镜下血球计数板的使用方法小组成员重复学习使用血球计数板集体学习在显微镜下血球计数板的使用方法,重复到每个学生学会老师观察评价每个学生初步学会情况并指导改进实验留白教学需胆大，分组对照设计巧妙归纳出一般探究性实验的基本程序，研究实验可操作性引导学生设法克服实验时间长的困难探究分别培养0、1、2、3天后酵母菌数量8组同学分组进行探究不同培养时
23、间下的酵母菌数量（提出问题、作出假设、设计实验、实施实验、得出结论）2小组对照检查学习卡记录并提出改进实验建议数据与曲线转化，文字描述利用各组平均数据绘制曲线学生不断指引老师绘制曲线全班一起利用各组数据，建立坐标系，绘制曲线老师投影检查各组结果对比分析曲线文字归纳规律引导全班讨论归纳给出名称全班讨论、归纳研究（1）（4）中曲线的相同点和差异,归纳种群增长的可能方式2对照组检查学习卡记录提问全班自由讨论个别回答个别学生谈谈在尝试建立种群增长过程中的行为表现和体会老师评价并记录具个性化的学生体会学习卡：1.研究大肠杆菌在理想状况下的增长方式例：在条件适宜的环境下，大肠杆菌每20分钟繁殖一代，1个细
24、菌20分钟后变成了2个；又经过20分钟变成了4个，再经过20分钟成了8个，n个20分钟后数量达到原来的2n倍。转化为坐标系下的指数函数曲线，研究其特点，得出指数函数公式，分析其存在、变化的可能原因，得出理想条件下种群增长规律。2.集体学习在显微镜下血球计数板的使用方法分组复习使用显微镜学生看老师操作使用血球计数板分组练习使用血球计数板3.8组同学分组进行探究不同培养时间下的酵母菌数量（分别培养0、1、2、3天）每2组探究同一培养天数的实验组，作为对照各组记录不同培养时间的数据重复实验3次，并做好记录计算各组的平均数值4.全班一起利用各组数据，建立坐标系，绘制曲线5.研究（1）（4）中曲线的相同
25、点和差异归纳种群增长的可能方式，给出其名称6.课后检查学生学习记录，记录学生在尝试建立种群增长过程中的行为表现和体会高中生物课学习的课堂评价表评价等级1.知识目标：A.了解 B.理解 C.运用2.能力目标：A.模仿 B.独立操作3.情感态度价值观目标：A.经历（感受）B.反应（认同）C.领悟（内化） 项目 等级内容知 识 目 标能 力 目 标情感态度价值观目标评价意见或建议自评互评师评自评互评师评自评互评师评使用计数板探究实验绘制曲线第四课时（普通教室）学 习目 标教 师教学行为学 生学习情境学 生学习行为学生学习评价方式教学思考归纳种群增长方式呈现上节课的学生学习记录学习其他组的探究结果讨论
26、、总结种群增长规律，并能说出两种增长方式名称师生集体评价各组结果并记录评价发散思维串联复习加深认识利用前面学习的生态因素启发学生自由讨论给出的学习卡问题2分析种群两种增长方式的影响因素老师巡堂并口头评价小组记录合理大胆猜想是创新人才培养必由之路训练猜想思路、合理表达猜想提出问题3自由讨论给出的学习卡问题3预测实验室条件下培养液中酵母菌数量的变化可能，给出猜想曲线；分组呈现猜想结果2小组对照检查学习卡记录并提出改进实验建议培养学以致用能力视频展示，小组讨论，个别回答小组讨论，给出对策，发言人汇报结合某具体工厂实际生产情况，讨论提出在发酵工程生产中提高产量对策老师口头评价给出等级说出密度调节方式阅
27、读文字，归纳调节方式集体阅读、分组讨论归纳小组讨论并简要说出种群密度调节方式：密度调节、非密度调节老师口头评价给出等级说出种群概念提问种群概念回答种群概念，把握种群概念中关键内涵 老师口头评价给出等级学习卡：1.呈现上节课的学生学习记录，总结种群增长规律2.课堂内引导分析种群两种增长方式的影响因素 （生物因素：种内斗争、种间竞争） （非生物因素：温度、PH、氧气、水分、气候、代谢废物、光照等等）3.预测实验室条件下培养液中酵母菌数量的变化可能猜想微生物的生长曲线规律例：酵母菌数量 3 5 7 9 时间（天）讨论影响培养的酵母菌数量变化的可能因素，并记录4. 视频展示某具体工厂实际生产情况提出在
28、发酵工程生产中提高产量的对策 （补充营养物质、减少有害物质积累、调节酸碱度、提高菌种纯度等等）5.给出具体事例，引导小组讨论并说出种群密度调节方式：密度调节（种内调节、种间调节和食物调节）、非密度调节（气候、污染等）高中生物课学习的课堂评价表评价等级1.知识目标：A.了解 B.理解 C.运用2.能力目标：A.模仿 B.独立操作3.情感态度价值观目标：A.经历（感受）B.反应（认同）C.领悟（内化） 项目 等级内容知 识 目 标能 力 目 标情感态度价值观目标评价意见或建议自评互评师评自评互评师评自评互评师评归纳种群增长方式合理猜想合理表达说出种群调节方式六、课程设计思考 1.探究性学习和合作学
29、习习惯不是一节课或者一个单元学习就能培养成的，需要老师在长期的教学过程中引导探究；在条件适合的时候，需要老师给出合理提示，放手学生自主探究。老师不能再像“保姆”一样事必亲躬，替代学生尝试探究。在本设计中，在很多地方“留白”，让学生自主探究和合作学习。这是本人长期教学过程中努力和尝试，它可能使教与学的目标指向不是单一的指向，似乎过程显得不够清晰。但这也正是这种不确定性和不“刻意导演”，才使学生在探究过程中在众多不正确和错误中寻找正确可能的魅力所在。2.高中阶段的生物学是隶属于科学领域的学科。本人理解现代科学的重要特征在于简单性和不确定性，而能要最好地实现科学的要义，必然要通过数学化和模型化的过程。本设计做了一定尝试，在各有侧重的探究过程中不断强化学生运用数学方法研究种群，试图通过种群知识数学化的研究过程中提高学生的自主、合作学习能力，帮助学生自然地建构种群相关知识。指导老师：东莞市教育局教研室生物教研员 高原9
