杨宝秀

(山东省青岛市城阳区第一高级中学 266109)

1 教材分析

“种群的特征”是人教版高中生物学教材《稳态与环境》第四章“种群与群落”第一节的内容。从本章开始，学生将在群体水平上探讨生命系统的组成、结构和发展变化规律。本节介绍了调查种群密度的方法、种群的数量特征和种群的空间特征，其中前两部分是教学的重、难点。教材围绕“种群的特征”，应用“问题探讨”探讨了如何准确估算种群密度的问题，在内容编排上将科学方法的论述放在突出的位置。按照教材的设计思路，笔者在教学中通过总结种群的本质，进而引出种群密度；通过PPT展示调查植物种群密度的样方法；应用演示实验模拟动物调查种群密度的标志重捕法；从资料分析入手，引导学生思考讨论，认识种群的其他数量特征及其内在关系。对种群的空间特征让学生简单了解。

2 教学目标

2.1 知识目标 知道种群的数量特征；理解各特征之间的内在联系。

2.2 能力目标 通过模拟调查种群密度的方法，提高实践能力。

2.3 情感态度与价值观目标 认同“生物与环境是一个统一的整体”的辩证唯物主义观点。

3 教学过程

3.1 情境导入，引出新课 PPT展示一群在冰川上栖息的企鹅，雌雄老幼，济济一堂，彼此似乎正在交流着什么信息……冰川、寒风、企鹅，从个体到种群，启发学生展开丰富的想象并思考“整体不是部分叠加，整体大于部分之和”。引领学生思考：从进化的观点来看，种群是生物进化的基本单位，也是基因库的最小单位；从生态学的观点来分析：种群既是生物繁殖的基本单位，又是生物群落的基本组成单位。通过例题，总结种群概念包含的3个要素。

例题：依据种群概念，请确认下列①～③是否看作一个种群？为什么？①集市上所有的鲤鱼；②某池塘中所有的鱼；③一块农田中全部长出玉米粒的玉米(都不是一个种群，由学生说明原因)。然后总结构成种群的三要素：①一定的自然区域；②同种生物；③全部个体。

3.2 引入核心概念“种群密度” 通过PPT事例分析：①牧民在承包的草场如何确认放牧量，从而既能保护草原，又取得最好的经济效益？②怎样控制害虫数量，以防止虫灾发生？得出研究种群的核心问题是种群数量的变化规律。认识和把握种群的数量特征很重要，种群的最基本的数量特征是种群密度，出示种群密度的概念和计算公式“种群密度=种群数量/面积或体积”，向学生强调面积是平面，体积是空间上的计算。

例如，计算某一池塘中鲤鱼的种群密度。至此抛给学生一个重要信息，如何调查不同种群的种群密度？指导学生阅读教材中样方法的概念，以及探究调查植物种群密度的内容。

3.3 课件展示样方法 为归纳出调查种群密度的方法，通过图1设问：若三角形(或圆形或菱形)代表一个种群，则种群密度为多少？(4个/m2)；若全部图形为一个种群，则种群密度为多少？(12个/m2)。引领学生分析：像这种调查分布范围较小，个体较大的种群时，可以逐个计数；分布较广、个体较多的情况下，逐个计数就非常困难，就要采取估算的方法。估算是一种重要的科学方法，很多领域都有运用；估算存在着误差，运用科学方法进行估算可以缩小误差，最大限度地保证得到的结果符合客观事实。例如，植物的估算常用到样方法( 图2)。要求学生思考问题，然后总结样方法的估算规则。

图1 假设背景1 m2内的种群

图2 调查草地中蒲公英(○点表示)的种群密度

PPT展示问题：选取样方的位置？多大？如何计数？如果每个样方计算的种群密度不同，应该如何处理？长方形调查区域取样方时和正方形调查区域相同吗？

引导经过小组讨论，采用教材的“五点取样”：在四个角各取一个样方，中间取一个样方。由此启发学生思考取样时应注意的问题：①取样的关键：随机取样，不能掺入主观因素；②常用取样法：五点取样法(调查群体为非长条形)或等距取样法(调查群体为长条形)；③样方大小：草本1 m2正方形为宜，灌木16 m2，乔木100 m2；④计数的原则：计相邻两边及顶角个体数(计上不计下，计左不计右)，种群密度的估计值为所有样方种群密度的平均值。然后，指导学生阅读教材：对于植株上的蚜虫、跳蝻、蚯蚓等虽是动物，因活动能力较小仍用样方法。

3.4 演示实验：标志重捕法 以调查一片草地上田鼠的种群密度为例，先让学生阅读理解标志重捕法的概念，然后小组模拟演示实验。

材料与用具：黑棋子若干，同样大小的白棋子若干，2个大纸袋。

方法与步骤：①从黑棋袋中取出一把(或两把)黑棋子(M)，计数后将同样数量的白棋子(模拟标记后的动物)放入黑棋子袋内；②充分混匀后，从黑棋袋中随机抓取一把(或两把)棋子(n)，并计数其中白棋子数(m)；③根据N=M×n/m，得黑棋子总数(N)；④重复5次，求N平均值。

为突破这个难点，将全班学生分成3人一组做演示实验，启发学生思考在实际野外操作时应注意的问题，总结点拨注意事项：标志不能过分醒目；标志物和标志方法对动物没有伤害；标志符号必须能够维持一定的时间；两次捕获期间，动物没有较大规模的出生、死亡、迁入、迁出行为等。此后设计变式训练进行巩固：某研究机构对我国草原一种害鼠进行了调查，样方的总面积为2 hm2(1 hm2=10 000 m2)，随机布设100个鼠笼，放置1夜后，统计所捕获的鼠数量，进行标记后放归；3日后进行重捕与调查。所得到的调查数据如表1。

表1 调查数据

该草地布氏田鼠的平均种群密度为______只/hm2。事实上田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，上述计算所得的平均种群密度与实际种群密度相比可能会偏______。(144只/hm2田；偏大)

3.5 从分析资料入手，分析其他数量特征，并认识各特征之间的关系 提供资料如下：

资料1：第六次人口普查显示，青岛市全市常住人口871万人，性别比例为101.58。年出生率8.27‰，年死亡率6.75‰，其中0～14岁的人口占总人口的13.44%；15～64岁的人口占总人口的76.30%；65岁及以上的人口占总人口的10.26%。每天流入城区的人口为27.3万人，每天流出城区的人口26.8万人。

资料2：甲乙两地的人口数目和面积都基本相等，但是甲地区人口中儿童占的比例高于乙地，而老人占的比例低于乙地。

设计问题：根据资料1分析，影响一个地方人口密度的因素有哪些？哪些是决定种群密度的直接因素？哪些是影响的间接因素？(年龄组成、性别比例、出生率与死亡率、迁入率与迁出率)；根据资料2分析预测20年后两地区人口数目哪个多？(甲地区)。引领学生分析年龄组成(大致分为增长型、稳定型和衰退型)，由教材的图示总结年龄组成分类的依据与种群密度的预测关系，并能做到由教材图形转换坐标曲线图的形式(图略)。关于种群的空间特征，根据教材提供的插图，让学生了解：种群的空间特征是研究种群密度的重要信息，空间分布情况往往多种多样，例如均匀分布、随机分布、集群分布等。

3.6 深化拓展 预测种群密度变化趋势的方法：①根据年龄组成预测种群密度的变化趋势(表2)；②根据性别比例预测种群密度的变化趋势(表3 )。

表2 根据年龄组成预测种群密度的变化趋势

表3 根据性别比例预测种群密度的变化趋势

3.7 归纳小结 引导学生归纳种群数量特征之间的内在联系，将所学知识结构化(图3)。

4 教学反思

本节教学中，将调查种群密度的方法、种群的数量特征作为重、难点，在突破重、难点时，运用课件展示植物样方法，并归纳掌握样方法应注意的问题；运用演示实验模拟动物标志重捕法，以提高学生参与实践的能力；让学生从资料分析中，归纳种群数量特征之间的内在联系。实践表明，这样的教学设计，既使学生系统学习了估算这一科学的解决问题的方法，掌握了重、难点，又激发了学生的学习情趣，提高了课堂的教学效果。

图3 种群的特征