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2019 版 沪科教版 高中生物学 选择性必修 2 生物与
环境《第一章 同种生物构成动态的种群》大单元整
体教学设计[2020 课标]
一、内容分析与整合
二、《普通高中生物学课程标准(2017 年版 2020 年修订)》分
解
三、学情分析
四、大主题或大概念设计
五、大单元目标叙写
六、大单元教学重点
七、大单元教学难点
八、大单元整体教学思路
九、学业评价
十、大单元实施思路及教学结构图
十一、大情境、大任务创设
十二、单元学历案
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十三、学科实践与跨学科学习设计
十四、大单元作业设计
十五、“教-学-评”一致性课时设计
十六、大单元教学反思
一、内容分析与整合
(一)教学内容分析
《同种生物构成动态的种群》是高中生物学选择性必修 2 《生物与环境》
的第一章内容,旨在帮助学生理解种群作为生物学研究的基本单位,以及种群
数量动态变化的规律和影响因素。本章内容涵盖了种群的基本概念、种群密度
的测量、种群数量变化的原因、种群增长模型、生物因素和非生物因素对种群
特征的影响等多个方面,是理解生态系统稳定性和环境保护的重要基础。
通过本章的学习,学生将能够掌握种群密度的调查方法,理解种群数量变
化的基本规律,以及运用数学模型描述和预测种群数量的变化。学生还将了解
到生物之间以及生物与环境之间的相互关系,培养从宏观角度看待生物问题的
能力。
(二)单元内容分析
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本单元内容主要包括以下几个部分:
种群的基本概念和特征:介绍种群的定义、种群密度的测量方法(如样方
法和标记重捕法),以及种群的其他数量特征(如出生率、死亡率、迁入率、
迁出率、年龄结构和性别比例)。
种群数量变化的原因:分析个体出生、死亡和迁移如何影响种群密度,以
及年龄结构和性别比例对种群数量的长期影响。
种群增长模型:介绍理想条件下种群呈现的 J 型增长和有限环境中种群呈
现的 S 型增长,以及自然环境中种群增长的多型性。通过实验探究(如探究培
养液中酵母种群数量的动态变化),帮助学生理解种群增长模型的实际应用。
生物因素和非生物因素对种群特征的影响:探讨捕食、竞争、寄生和共生
等生物因素,以及光、温度、水等非生物因素如何影响种群特征,进而影响生
态系统的稳定性。
(三)单元内容整合
本单元内容紧密围绕种群这一核心概念展开,从种群的基本概念和特征入
手,逐步深入到种群数量变化的原因和模型,再扩展到生物因素和非生物因素
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对种群特征的影响。各部分内容相互关联、层层递进,共同构成了对种群动态
变化的全面理解。
在教学过程中,应注重知识的整合和应用。例如,在介绍种群密度的测量
方法时,可以结合具体案例(如黑线仓鼠的种群密度调查)进行分析;在探讨
种群增长模型时,可以通过实验探究(如探究培养液中酵母种群数量的动态变
化)来加深理解;在讨论生物因素和非生物因素对种群特征的影响时,可以引
导学生联系实际生活(如害虫防治和资源型生物利用)进行思考。
二、《普通高中生物学课程标准( 2017 年版 2020 年修订)》分解
高中生物学学科核心素养
(一)生命观念
生命观念是指对观察到的生命现象及相互关系或特性进行解释后的抽象,
是人们经过实 证 后的观 点 ,是能够理解或解释生物学相关 事 件和现象的 意 识、
观念和思想方法。在本单元的教学中,生命观念主要体现在以下几个方面:
结构与 功 能观:理解种群密度作为种群 最 基本的数量特征,其 大小直接 影
响 着 种群内个体的生长 发育 和种群的生 存状况 。理解种群数量变化的原因(如
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出生率、死亡率、迁入率、迁出率等)与种群内部结构和 外 部环境的相互关系。
进化与 适 应观: 认 识到种群是物种在自然 界存 在的基本单位,种群数量的
动态变化是生物进化的重要 表 现。理解生物因素(如捕食、竞争、寄生和共
生)和非生物因素(如光、温度、水等)如何影响种群特征,以及种群如何通
过 适 应环境变化来 维持 其稳定性。
稳态与 平衡 观:理解在有限环境中,种群数量增长 会 呈现出 S 型 曲 线, 即
种群数量 会 在一定 范 围内 波 动 并趋于 稳定。这种稳态是种群内部因素(如年龄
结构、性别比例等)和 外 部因素(如资源、环境等)相互作用的结 果 。
物 质 与能量观:理解种群数量变化过程中 伴随着 物 质 和能量的 转 移和 转 化。
例如,在探究培养液中酵母种群数量的动态变化时,可以观察到酵母 细胞 通过
利用培养基中的 营 养物 质 进行生长和 繁殖 ,同时将部分物 质转 化为能量 供 自 身
使 用。
(二)科学思 维
科学思 维 是指 尊 重 事 实和 证据 , 崇尚严谨 和 务 实的 求 知态度,运用科学的
思 维 方法 认 识 事 物、解 决 实际问题的思 维 习 惯 和能力。在本单元的教学中,科
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学思 维 主要体现在以下几个方面:
归纳 与概括:通过对 不 同种群数量变化案例的分析和比 较 , 归纳 出种群数
量变化的一 般 规律和特 点 。例如,通过比 较不 同环境下种群增长 曲 线的 形状 和
趋势 ,概括出影响种群数量变化的主要因素。
演绎 与 推 理: 根据 种群数量变化的原因和模型, 推 理出种群数量 未 来的变
化 趋势 和可能的结 果 。例如,在 已 知种群 当前 数量、出生率、死亡率等 参 数的
情况 下,可以运用数学模型预测种群 未 来的数量变化。
模型与 建 模:通过构 建 数学模型(如种群增长模型)来描述和预测种群数
量的变化。例如,在探究培养液中酵母种群数量的动态变化时,可以运用数学
模型来 拟 合实验数 据并 预测 未 来的种群数量。
批判 性思 维 :对 已 有的观 点 和结论进行 批判 性思考和分析。例如,在探讨
生物因素和非生物因素对种群特征的影响时,可以引导学生思考 不 同因素对种
群数量变化的影响程度及其相互作用 机制 。
创造 性思 维 : 鼓励 学生 提 出 新 的观 点 和想法来解 决 实际问题。例如,在讨
论害虫防治和资源型生物利用时,可以引导学生思考如何利用生物学原理和 技
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术 来开 发新 的防治方法和利用 途径 。
(三)科学探究
科学探究是指能够 发 现现实 世界 中的生物学问题, 针 对特定的生物学现象,
进行观察、 提 问、实验 设计 、方案实 施 以及对结 果 的 交流 与讨论的能力。在本
单元的教学中,科学探究主要体现在以下几个方面:
问题 发 现:引导学生从现实 世界 中 发 现与种群数量变化相关的问题。例如,
在观察 校园 内 某 种生物种群数量变化的过程中 发 现其数量呈现出 明显 的 季节 性
波 动, 并 思考其可能的原因。
实验 设计 :指导学生 设计 实验来探究影响种群数量变化的因素。例如,在
探究培养液中酵母种群数量的动态变化时,可以 设计 实验来比 较不 同培养条件
下(如 不 同温度、 不 同 营 养物 质浓 度等)酵母种群数量的变化。
方案实 施 : 组织 学生 按照 实验 设计 进行实验 操 作 并收集 数 据 。例如,在探
究培养液中酵母种群数量的动态变化时,可以定期 取 样 并计 数酵母 细胞 的数量
来记 录 其种群数量的变化。
结 果 分析与 交流 :引导学生对实验数 据 进行分析 并得 出结论,然后将结 果
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与同学进行 交流 和讨论。例如,在探究培养液中酵母种群数量的动态变化时,
可以将 不 同培养条件下的实验数 据 进行比 较 分析 并 探讨其 背 后的生物学原理。
( 四 ) 社会责任
社会责任 是指基 于 生物学的 认 识, 参 与个人与 社会事务 的讨论,作出理性
解释和 判断 ,解 决 生 产 生活问题的 担当 和能力。在本单元的教学中, 社会责任
主要体现在以下几个方面:
环境保护 意 识:通过介绍种群数量变化与生态系统稳定性的关系,引导学
生 认 识到保护生态环境的重要性。例如,在讨论非生物因素对种群特征的影响
时,可以 强 调环境 污染 和 破坏 对生物种群数量的 负 面影响 并呼吁 学生 积极参 与
环境保护活动。
健康 生活 倡 导:结合种群数量变化与 传染病 防 控 的关系, 倡 导 健康 的生活
方 式 。例如,在讨论种群数量变化对 传染病流 行的影响时,可以介绍 传染病 的
传播途径 和预防 措施并呼吁 学生养成 良好 的个人 卫 生习 惯 。
科学 决策支持 :运用生物学知识和原理为 政府 和 社会决策提供 科学 依据 。
例如,在讨论害虫防治和资源型生物利用时,可以 提 出基 于 生物学原理的防治
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方法和利用 途径并 为 政府制 定相关 政策提供建议 。
伦 理 道德 考量:在介绍生物因素和非生物因素对种群特征的影响时,引导
学生思考相关 伦 理 道德 问题。例如,在讨论捕食关系时,可以引导学生思考人
类 过度捕 猎野 生动物对生态 平衡 和生物多样性 造 成的 负 面影响 并呼吁 人们 尊 重
生命、 爱 护自然。
《同种生物构成动态的种群》这一单元的教学 不仅 要 求 学生掌握种群的基
本概念、数量变化规律和影响因素等生物学知识,还要 求 学生具 备 生命观念、
科学思 维 、科学探究和 社会责任 等生物学学科核心素养。在教学过程中,应注
重知识的整合和应用,引导学生通过观察、实验、讨论等方 式 来深入理解生物
学原理 并 解 决 实际问题。
三、 学情分析
(一) 已 知内容分析
在高中生物学的学习过程中,学生在必修 课 程模 块 中 已 经掌握了生物学的
基础知识,包括 细胞 结构、 遗传 规律、生物进化等核心概念。这 些 内容为学习
选择性必修 2 《生物与环境》模 块奠 定了 坚 实的基础。特别是关 于 种群和群 落
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的概念,学生在必修 课 程中 已 经有 所 了解,如种群是同一物种个体的 集 合,群
落则 是多个物种种群在一定 区域 内的 组 合。学生在数学学习过程中, 已 经掌握
了基本的统 计 学和数学模型构 建 方法,这对 于 理解种群数量变化的数学模型 至
关重要。
在 日常 生活和科学 普 及中,学生 也 可能对种群生态学有一 些直 观的 认 识。
例如,他们可能 听说 过 某些 物种因环境变化或人 类 活动而数量 锐减 ,或 者某些
物种在特定条件下种群数量 迅速 增长的 情况 。这 些 经验 虽 然 零散 , 但 为学生理
解种群动态 提供 了 感 性基础。
对 于 本 节课 的具体内容,学生在之 前 的学习中可能 已 经 接触 过一 些 与种群
密度、出生率、死亡率、迁入率和迁出率相关的概念。他们可能理解这 些 因素
如何影响种群数量, 但 可能 尚未 系统 地 学习过这 些 因素之间的相互作用以及 它
们如何共同 决 定种群动态。学生对 于 数学模型在生物学研究中的应用可能有一
定的了解, 但 可能 尚未 深入探究过如何利用数学模型来 表 征和预测种群数量变
化。
(二) 新 知内容分析