文档介绍：探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化
浙大附中高二备课组黄路明
一、教材分析:
“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”是必修三第四章第二节中的一个探究课题。课程标准关于本节的具体内容标准为“尝试建立数学模型解释种群的数量变动”,并提出了相应的活动建议即本探究活动。该条内容标准有两层涵义:其一、“尝试建立数学模型”属模仿性技能目标,旨在通过原形示范(细菌的数量增长)和具体指导,学生能完成建立数学模型;其二、“解释种群的数量变动”属理解水平的知识目标,旨在把握数学模型(抽象)与种群的数量变动(具体)之间的内在逻辑联系。
在这个探究活动中用到了4个科学方法:(1)数学模型法;(2)抽样检测法;(3)显微观察法;(4)微生物培养法。所以是一项有着多方面意义和价值的探究活动。此外,学生通过亲自研究一个真实的种群,可加深对种群数量变化知识的理解,并且培养收集、整理、分析数据的能力。
二、学情分析:
高二学生具备一定的数学基础,对数学模型的概念并不陌生,在生物学的其他内容中学生已能运用数学方法解决生物学中的问题,例如:温度、PH对酶活性影响的曲线;细胞分裂的文字、图像、曲线的相互转换;对遗传规律的认识等。教学中可充分利用学生的前概念,在学生已有知识的基础上,建构新的知识,揭示生物种群数量变化规律的数学模型。
高二学生已具备一定的观察、分析问题的能力及科学探究能力,喜欢动手实验,渴望在探究过程中获得成功,但分析实验数据的能力及解读图表的能力还需提高,教学中应注重这方面的学习和培养。
三、“人教版”与“浙科版”活动比较:
1、教材编排顺序的差异
2、实验目标的异同
3、酵母菌计数方法的异同
建议:两种版本教材内容的相互借鉴有助于我们更好地开展此项探究活动。
人教:一是构建种群增长模型的方法;二是种群数量的变化情况,包括“J”和“S”型曲线、种群数量的波动和下降;三是探究实验。
浙科版:把探究实验放在最前面。
人教:连续7天实验,只用血球计数板计数
浙科版:实验持续两周,比浊计法每天进行,第0、第1、第4、第7天用血球计数板计数
对血球计数板的计数方法介绍各有特点。
人教版实验目标:
(1)熟悉探究实验的一般方法、步骤,培养分析、设计、实施和完善实验方案的能力。
(2)探究培养液中酵母菌种群数量的变化,建构种群增长的数学模型。
(3)正确使用显微镜、血球计数板等实验器材。
分析:
实验的因变量为酵母菌的种群数量(密度),实验自变量可以是外界的环境因素,如温度、PH值、溶氧量等,也可以是酵母菌自身内在因素,如菌种的差异、接种时间、接种量的多少等。从另一角度看,实验过程中“时间”是一个隐藏的变量,但不管哪种因素对酵母菌种群数量的影响,都是通过不同时间种群数量的变化体现出来的。所以除建构种群增长的数学模型这一个目标外,(1)培养设计实验的能力是人教版在此探究活动中的另一个侧重面。
浙科版实验目标:
(1)探究酵母菌种群数量随时间发生的变化,从而了解在封闭环境中酵母菌种群数量的动态变化规律。
(2)学习用血细胞计数板进行酵母菌细胞计数的操作方法,学习比浊计(或比色计)的使用方法,找出酵母菌细胞数量变化与其浑浊度之间的关系。
(3)初步尝试依据测量数据建立数学模型。
分析:
浙科版此活动安排在本节开始进行,其主要目的就是建立封闭环境中酵母菌种群数量的动态变化规律数学模型。所以实验是在一定的环境条件下进行的,自变量就是时间;因变量——酵母菌的种群数量(密度。至于对酵母菌种群数量可能产生影响的因素的探究,属于本实验的课外延伸,属于拓展内容。浙科版的特色在于找出酵母菌细胞数量变化与其浑浊度之间的关系。