巧用數(shù)據(jù)教學(xué)種群的增長率和增長速率

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中生物 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


筆者在雜志上看到多篇關(guān)于種群增長率和增長速率的文章,相當(dāng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谡n堂上的可操作性不大,學(xué)生難以理解,那么我們究竟應(yīng)該怎樣組織教學(xué)來突破這一難點(diǎn)呢?下面,筆者結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐,從說概念和用數(shù)據(jù)兩方面來談一下自己的淺薄之見。

 

1 說概念

 

種群增長率是指單位時間內(nèi)本次種群新增加數(shù)與上次統(tǒng)計(jì)的種群總數(shù)量之比即(Nt-Nt-1)/Nt×100%,是一個百分比(無單位);種群增長速率是指在單位時間內(nèi)新增加的個體數(shù)即(Nt-Nt-1)/t(有單位),如個/天等。增長速率反應(yīng)了種群的增長快慢,類似于斜率,斜率就是過曲線某點(diǎn)所作切線的傾斜程度,因?yàn)樗从沉舜饲的變量在此點(diǎn)處變化的快慢程度,就等于學(xué)生在初中數(shù)學(xué)就學(xué)習(xí)過直角三角形的正切值tanα(α表示坡面與水平面的夾角,圖1示)。實(shí)際上,“斜率”的概念與工程問題中的“坡度”是一致的,比如樓梯及屋頂?shù)钠露鹊鹊龋▓D2示),通過生活化的比喻學(xué)生更易理解。

 

 

2 用數(shù)據(jù)

 

2.1 “J”型曲線的增長率和增長速率

 

教學(xué)中教師通過PPT呈現(xiàn)下列表格(單位略),

時間

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

數(shù)量

a

2a

4a

8a

16a

32a

64a

128a

256a

512a

 

簡單說明表示某種群在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等理想條件下隨時間的數(shù)量變化,讓學(xué)生歸納其增長符合指數(shù)函數(shù)增長模型即N= a×2t,并讓學(xué)生作圖3示“J”型曲線。種群增長率怎么變化?學(xué)生依據(jù)概念不難得出:

 

(2a-a)/a=(4a-2a)/2a=(a×2t-a×2t-1)/a×2t-1=1

即增長率不變化(圖4示),同理可以得出增長速率的變化圖(圖5示)。

 

  

2.2 “S”型曲線的增長率和增長速率

 

對于“S”型曲線情況相對復(fù)雜,教師可以直接給學(xué)生呈現(xiàn)如下表格數(shù)據(jù),

 

時間

0

1

2

3

4

5

6

7

數(shù)量

3

6

12

24

44

72

112

168

增長率

1

1

1

0.83

0.64

0.56

0.5

增長速率

3

6

12

20

28

40

56

時間

8

9

10

11

12

13

14

數(shù)量

224

264

292

312

324

330

333

增長率

0.33

0.18

0.11

0.07

0.04

0.02

0.01

增長速率

56

40

28

20

12

6

3

 

讓學(xué)生自主建構(gòu)坐標(biāo)圖(如圖6、7、8示)加深印象,在此基礎(chǔ)之上,再對曲線加以解釋:

 

   

種群增長率=出生率-死亡率,在有限的環(huán)境中,隨著種群數(shù)量的增加,導(dǎo)致環(huán)境阻力增加,出生率會逐漸減小,而死亡率逐漸增加,可見種群增長率一直呈減小趨勢,或者通過公式(Nt-Nt-1)/Nt×100%,發(fā)現(xiàn)分母基數(shù)在逐漸增大,則最終比值就會相應(yīng)減;增長速率依然可以通過觀察S型曲線的斜率直接來判斷。 


本文來自:逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaozhong/178168.html

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