周玉平

摘 要： 生物科学是自然科学中的一门基础学科，是研究生命现象和生命活动规律的科学。我们教师在平时教学的过程中应该把握住新课程理念[1]的同时提高学生对知识点的接纳和掌握，本文就以种群[2]的数量为例融合探究性教学来讲解新课程理念下的高中生物教学。

关键词： 新课程理念;探究性教学;种群

【中图分类号】G633.91 【文献标识码】B 【文章编号】1674-3733（2020）03-0215-02

1 前言

生物教学在传授知识的同时要能提高学生的生物科学素养的同时体现探究性学习，并且注重与现实生活的联系。在实际教学工作中离不开计算机辅助教育[3]，通过文字、图片、视频，形象生动讲解生物知识，在上课的过程中要能体现学生的主体地位，教师只是起引导的作用。

2 生物课程的基本理念

现在的生物课程的基本理念有四大方面。

2.1 提高生物科学素养

生物科学素养是指公民参加社会活动、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学知识，探究能力以及相关的情感态度与价值观。

2.2 面向全体学生

标准的设计面向全体学生，着眼于学生全面发展和终身发展的需要。

2.3 提高倡导探究性学习

探究是学生认识生命世界、学习生物课程的有效方法之一

2.4 注重与现实生活的联系

生物科学与人们的日常生活、医疗保健、环境保护、经济活动等方面密切相关。

3 实例之种群的数量

3.1 种群

种群是指在一定空间和时间内的同种生物的全部个体，如一块棉田中的所有棉蚜。研究种群我们在高中阶段只研究它的数量特征和空间特征这两方面，数量特征包括种群密度（最基本的数量特征）、出生率死亡率、迁入迁出率、年龄组成和性别比例等。种群的数量变化可以用数学模型来构建，物理模型是指以实物或图片形式直观表达认识对象的特征。包括方程式、柱形图、曲线图等表示方法，这些方法都各有所长，最后我们可以用所学的种群相关知识来解决很多现实生活中出现的问题。

3.2 种群数量模型的构建

种群的数量变化模型我们可以用曲线图来表示，它的特点是更直观与形象。对于其中的理想条件下的种群数量模型的构建是来自于在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20min就通过分裂繁殖一代。我们可以测得在每隔20min时细菌的数量，然后建立以时间为横轴，细菌数量为纵轴的直角坐标系，画出细菌种群的增长曲线。根据数据描点就可以得到一条类似于字母J的曲线，简称“J”型曲线。这个模型在现实生活中也有例子比如1859年的澳大利亚的兔子的数量。当然也可以用方程式来表示Nt=N0λt。对于自然状态下的种群数量我们则用“S”曲线来表示，它的实验证明来自于生态学家高斯所做的大草履虫实验。但对于这两种曲线中某些关键点是怎样来解释的了，由于在理想条件下没有环境阻力，所以其没有“K”值，也没有k/2，只有在“S”型曲线中才会体现存在。

3.3 种群数量变化曲线中的K与K/2以及相关应用

K是指在环境条件不受破坏的情况下，一定空间中所能维持的种群最大数量，又称K值。要讲清这个知识点我们可以用一个一定大小的容器来模拟该种群所处的环境条件，用小球来模拟该种群的个体，小球数代表种群个体数，我们用相同的力度有序的往容器中丢球，期间如果存在小球没进入容器的情况不要考虑它，这种情况当做是在自然选择中被淘汰的个体。一段时间后会遇到容器装满的情况，此时该容器中的小球总个数就是此时该种群的K值，但是每操作一次容器中的小球数是不一样的，由此可以说明每个种群的K并不是恒定不变的，它是在一定的范围内进行波动。这些在实际教学中是可以操作的，应该让学生操作，教师就起一个指导和说明的作用，从而实现了探究性学习。

这部分内容与实际生活的联系，在捕捞鱼类等动物时在此处可获得最大日捕捞量。对于害虫和鼠类可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量，如将食物储藏在安全处，断绝或减少它们的食物来源;室内采取硬化地面等措施，减少它们挖造巢穴的场所;养殖或释放它们的天敌，等等。对于对人类有利的生物我们可以改善环境条件，增加K值。比如一些濒危物种例如我国的大熊猫，我们应当建立自然保护区，改善大熊猫的栖息环境，提高环境容纳量。

k/2是环境容纳量的一半，在这个时期的种群增长速率是最大的。如果长期过度捕捞：种群数量的恢复需较长时间。如果外界的环境发生剧烈变化，种群还有可能绝灭。捕捞量的确定：捕捞量≤K/2值。这样既有利于种群的可持续发展，又可获得较大收益。

与实际生活的聯系，在此处由于是增长速率最大的时候，所以我们捕鱼在此时进行可以实现资源的持续利用，害虫的防治就要在此时之前进行，严防其达到这个时期，否则害虫会泛滥成灾。

3.4 两种曲线的增长率和增长速率

我们可以以种群数量的曲线图构建出相应的增长率和增长速率曲线图。

种群增长率是表示种群整体数量的变动情况，是指种群单位个体单位时间内新增加个体数。计算公式为：（现有个体数—原有个体数）/现有个体数。其数值变化代表的含义是：当种群增长率等于零，种群为零增长，种群数量保持稳定;种群增长率大于零，种群为正增长，种群数量增加;种群增长率小于零，种群为负增长，种群数量降低。

种群增长速率是指种群在单位时间内增加的个体数量。其计算公式为：（现有个体数—原有个体数）/增长时间。其数值变化的趋势代表着种群在单位时间内的变化快慢，其数值变化趋势变小表明种群数量增长速度变慢，其数值变化趋势变大表明种群数量处于增长急剧增长状态。

在研究“J”型曲线的时候对我们有参考意义的是种群的增长率曲线，它是一个固定的值，所以曲线图是一条与横轴平行的直线。“S”曲线我们需要掌握的是它的增长速率它是一条两端与横坐标相交的抛物线，在刚开始的时候其种群增

长速率为零，随着时间的延长种群增长速率增加当其种群数量为K/2时其增长速率达到最大，再生能力很强，是黄金开发点，维持被开发资源的种群数量在K/2值处，可实现既有较大收获量又可保持种群高速增长，从而不影响种群再生，符合可持续发展的原则。过了K/2期增长速率逐渐减少，当种群数量达到K值时其增长速率再次减少到零。

3.5 两种曲线的联系

两种增长曲线的差异主要是环境阻力不同，对种群数量增长的影响不同。因而有这样的关系“J”型增长的种群加上环境阻力后就会转化为“S”型增长。

环境阻力按自然选择学说表现为在生存斗争中被淘汰的个体。

4 教学反思

种群数量的教学本来就很抽象，如果教师用传统的教学理念与工具来操作的话会很枯燥无味，所以我们借助多媒体教学的同时，让学生进行探究性的学习会让学生很有兴趣的进行，同时把这节的重难点一起解决，生动形象的进行，减轻教师的负担同时提高学生自主学习的能力和兴趣。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部制定.生物课程标准，2003.4.

[2] 朱正威 赵占良.生物稳态与环境，2012.5.

[3] 孙启美.计算机辅助教[M].北京：科学出版社，2006.