第1章种群及其动态单元教学设计2023-2024学年高二上学期生物人教版选择性必修2

单元教学设计
单元教学基本信息
设计者学校年级高二年级使用教材生物学选择性必修2生物与环境人民教育出版社（2019年版）
单元教学主题分析
单元教学主题名称种群的数量特征及其变化规律
单元教学主题概述概述如下内容：
1.课标对本单元的基本要求及核心素养的侧重点。

本文选取的“种群及其动态”单元内容属于人教版新教材选择性必修2第1章，共包含三节。

新课标对其具体要求具体如下：种群主要涉及到大概念2生态系统中的各种成分互相影响，共同实现系统的物质循环、能量流动和信息传递，生态系统通过自我调节保持相对稳定的状态。

大概念2下的一个重要概念不同种群的生物在长期适应环境和彼此相互适应的过程中形成动态的生物群落，具体包含3个次位概念，列举种群具有种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄结构、性别比例等特征；尝试建立数学模型解释种群的数量变化；举例说明阳光、温度和水等非生物因素以及不同物种之间的相互作用都会影响生物的种群特征。

分别与新教材三节内容一一对应。

本单元种群的学习是掌握群落结构和群落演替的基础；关于人口有关内容的学习为第4章“人与环境”中人口增长与生态足迹的内容铺垫；与本模块其他概念共同支撑大概念2。

2.单元内容安排特点。

在“种群及其动态”这一单元中，注意到了生物学的核心知识，增加了与生产、生活、社会的联系，通过多种多样的栏目，介绍了更为广泛的生物学内容，拓宽了视野，为提高学生的生物科学素养打下基础。

从本单元开始，学生从选择性必修1《稳态与调节》关于个体水平的生命系统过渡到在群体水平上探讨生命系统的组成、结构和发展变化规律。

本单元是基于生物与环境水平的种群分析，是必修1《分子与细胞》第一章第
一节种群内容的细化；更是必修2《遗传与进化》第 6 章第3 节内容的宏观延伸，有助于理解基因、物种、生态系统多样性是进化的结果，而不可逆转的进化使得只有人与自然和谐共生，人类才能永续发展，最终形成生态观和进化观。

本单元内容安排体现了新教材的三大特点：设置一连串的问题驱动、突出种群研究的科学方法并且密切联系社会实际。

种群及其动态主要下设两方面内容，种群的数量特征和种群的数量变化规律。

数量特征中以种群密度为核心，涉及到6个特征，此外还包括种群密度调查方法；数量变化规律中主要包括种群数量增长模型、酵母菌数量探究实验、自然种群数量的变动以及影响种群数量变化的因素。

3.针对本单元教学所开发和利用的其他资源（例如：不同版本的教材资源、相关文献资源等）。

单元教学学情分析
单元学情分析1.知识方面：学生初中学过种子植物，为第1节探究种群密度打下基础；高中必修1和必修2细菌和真菌的知识，为第2节探究培养液中大肠杆菌种群数量的变化做好了铺垫。

2.能力方面：基于本单元发展的学生能力目标，对学生阅读资料、分析解决问题、数学建模的能力进行了解，发现学生具备了较强的获取单一信息的能力，但是对于综合信息的整合能力较弱；学生已经具备了一定的情境信息基础的分析能力，但数据的详细分析能力较弱；实验设计能力也有待进一步提升。

在选择性必修1模块前期教学时，引导学生进行了生长素类调节剂促进插条生根最适浓度实验的建模分析，发现大部分学生具备了获取基本信息建立数学模型的能力，这为本单元学生小组合作构建大肠杆菌种群数量变化的数学模型提供了能力基础；同时，学生具备使用分光光度计的技能以及一定的自主学习与合作探究的能力。

单元学习目标确立
单元学习目标1.生命观念
系统观：通过本单元学习，明白种群作为一定区域中同种生物的全部个体的集合，是一个动态开放的生命系统，其个体有出生和死亡、迁人和迁出，而种群作为一个整体是不间断地存在和延续的，从而认同生命的系统观。

稳态与平衡观：通过学习种群“S”形增长的内容，理解种群数量在有限条件下通过种内调节维持相对稳定的机制，认同种群数量的波动与稳定、制约与依存，协调与平衡。

生态观与进化观：通过本单元学习，明白在每一个种群中，不断进行着能量的获取与物质的交换，而进化决定着种群的适应性与稳定性。

信息观：通过本单元学习，初步明白信息传递是保证种群繁衍稳定进行以及种间关系平衡发展的基础。

2.科学探究
通过野外调查刺萼龙葵种群密度、实验室探究大肠杆菌生长曲线及探究影响大肠杆菌种群数量变化的因素，提高实验操作与信息处理能力，提升科学探究及实践能力。

其中，实验室的两个探究实验都是学生在课下自主设计操作、采集数据、分析数据、得出结论的，通过开展真实情境下的探究实验，训练数学统计思维，形成严谨的科学求实态度，掌握科学研究的一般流程及实验原则，即单一变量、平行重复及对照原则等。

3.科学思维
通过建立和运用种群增长的数学模型，学会用数学模型来表征、解释和预测种群的数量变化，领悟系统分析方法；通过因果分析，如分析出生率、死亡率、年龄组成和性别比例等特征，以及气候、天敌、食物和传染病等外因与种群密度的关系，阐明影响种群数量变化的内因和外因；通过分析生态系统的循环因果，促进发展长远的眼光看问题、做决策；通过野外调查运用统计思维，提高逻辑推理能力以及实验材料与数据的处理能力。

4.社会责任
通过将影响种群数量变化的因素应用于实践活动中，养成关注生产实践的态度，培养保护野生动物、合理利用生物资源等社会责任感；感悟到科学研究在合理利用和保护生物资源以及防治有害生物等方面的指导作用，提升运用生物学知识解决实际问题的担当，树立人与自然和谐共处、可持续发展的观念；尝试从进化和系统的视角分析人类对环境平衡的影响。

单元学习评价设计
围绕单元学习目标，指向学科核心素养，设定多元、可操作的具体评价任务（如实验设计、实验报告、小论文、思维导图、社会调查、纸笔测试、模型建构、学生学习记录单等），对学习目标进行具体评价（建议制作相关评价量表）。

核心素养水平一水平二水平三水平四
生命观念 1.说出调查种群密
度的主要方法，认识
到种群是一个不同于
个体的开放生命系
统，初步具有生命的
系统观。

2.说出种群的数量
特征，认识到种群是
一个不同于个体的生
命系统，初步具有生
命的系统观、稳态与
平衡观。

3.说出种群数量变
化形式的类型，认识
到种群数量是处于不
断波动中，初步形成
稳态与平衡观。

4.阐明种群数量变化
的生物影响因素和非
生物影响因素。

1..理解生物界
复杂的因果关
系以及这些因
果关系对生物
种群数量变化
的影响，因而形
成科学的系统
观、稳态与平衡
观。

1.能够选择运
用合适的调查
方法调查不同
生物种群的种
群密度。

2.举例说明影
响种群密度的
数量特征。

3.运用种群增
长的数学模
型，如“J”型
增长和“S”型
增长，分析自
然界中部分生
物类型种群增
长的现象。

结
合情境描述大
肠杆菌在理想
条件和有限条
件下种群数量
动态变化的趋
势和原因。

1.分析特定情
境中某种群数
量发生变化的
主要原因并阐
明原理。

科学思维 1.认识到种群、种
群密度等生物学概念
都是基于科学事实经
过论证形成，并能用1.以大肠杆菌
种群数量变化
的实验事实为
基础，总结种
1.能从不同的
生命现象中，运
用归纳的方法
概括出样方法
1.能够在新的
情境中，采用适
合的比较法、模
型建构法等分
这些概念解释种群的基本特征。

2.运用种群密度、出生率和死亡率、年龄结构、性别比例等概念解释种群的基本数量特征。

3.以大肠杆菌种群数量变化的实验事实为基础，总结种群数量变化的基本类型，并用函数表达式、曲线图等数学模型正确表达，掌握数学模型的科学建构方法。

4.运用数学模型表征大肠杆菌种群数量的变化规律。

群数量变化的
基本类型，并
用函数表达
式、曲线图等
数学模型正确
表达，掌握数
学模型的科学
建构方法。

和标记重捕法
等调查方法的
特点和适用范
围。

2.能将人口年
龄结构的表格
进行数据处理
和转换，构建
年龄结构概念
图模型并阐明
其内涵。

3.能够运用基
于以上事实得
到的概念预测
或解释刺萼龙
葵疯长、大熊
猫降级、东北
豹濒临灭绝等
情境中的种群
数量变化的结
果，并阐明其
内涵。

4.通过分析种
群数量变化的
相关科学资
料，归纳种群
数量变化的非
生物影响因
素；
析复杂真实情
境中实验数据
的异常及其发
生的原因，并能
阐明内涵。

2.能够在新的
情境中，采用
适合的数学方
法分析各数量
特征之间的关
系，在面对我
国人口老龄
化、性别比例
失调的现象
时，能给出一
定的解决思
路，通过逻辑
推理阐明个人
立场。

5.通过分析和讨论种群数量变化的相关资料，归纳种群数量变化的生物影响因素。

科学探究 1.能够基于给定的
试验方案完成标记重
捕法，记录相关数
据，保存书面实验结
果。

2.能够使用超净工
作台、培养皿、酒精
灯、血细胞计数板等
微生物培养和计数技
术的基本实验器具，
完成微生物培养的部
分环节包括接种、培
养、观察记录等。

3.能够使用微生物培
养和计数技术的基本
实验器具，完成微生
物培养的部分环节包
括接种、培养、观察
记录等。

1.能够提出
“刺萼龙葵、
绿头鸭的种群
密度应选择什
么样的调查方
法合适？”这
样的问题，并
能够在多个方
案中选择恰当
的实验方案并
合作实施完成
“样方法调查
样地中刺萼龙
葵的种群密
度”和“模拟
标记重捕法进
行种群密度调
查”两个探究
实验活动。

2.能够独立完
成培养液中大
肠杆菌种群数
量变化的实验
1.尝试利用数
据建构种群增
长的数学模型
并解释模型曲
线变化的原
因，展开交流
和讨论。

3.尝试利用数
据建构种群增
长的数学模型
并解释模型曲
线变化的原因，
展开交流和讨
论。

1.运用多种方
法分析实验结
果，尤其注重
使用数学统计
法；能够组织
和带领小组成
员分工合作，
并就结果展开
交流讨论。

2.尝试利用数
据建构种群增
长的数学模型
并解释模型曲
线变化的原
因，展开交流
和讨论。

3.尝试利用数
据建构种群增
长的数学模型
并解释模型曲
线变化的原因，
展开交流和讨
论。

设计，并选用合适的方法记录和描述实验结果。

3.能够选用合适的方法记录和描述培养液中大肠杆菌种群数量的变化实验结果。

4.能够独立完成探究培养液中大肠杆菌种群数量变化的影响因素实验，并
5.掌握科学研究的一般流程及实验原则，即单一变量、平行重复及对照原则等。

社会责任 1.知道社会热点的
生物学议题：刺萼龙
葵围剿热潮、洮儿河
科右前旗段设为永久
性“禁渔区”十年、
东北豹濒临灭绝、大
熊猫数量上升等。

1.关注并参与
刺萼龙葵的调
查，提出可行性
的防治措施。

2.理解我国实
施全面三孩政
策的理论依据
1.结合种群数
量变化的模
型，提出在合
理利用和保护
生物资源以及
防治有害生物
1.基于性别比
例对人口发展
的影响，理解
“重男轻女”等
封建思想对人
口发展的不利
影响，建立“男
2.知道社会热点的生物学议题：第七次人口普查、全面三孩政策、性别比例失衡现象。

3.关注社会热点议题：大熊猫降级、刺萼龙葵入侵等。

4.关注社会热点议题：刺萼龙葵的治理、大熊猫降级的原因、洮儿河科右前旗段设为永久性“禁渔区”的目的等。

和现实考虑，认
同并参与宣传
我国的人口政
策及健全和完
善社会保障体
系的政策，提升
社会责任意识。

等方面的针对
性建议。

2.能够综合运
用种群数量变
化的影响因
素，分析探究
洮儿河科右前
旗段设为永久
性“禁渔区”
的原因和刺萼
龙葵的防治措
施，并在日常
生活中能够积
极宣传生态保
护的政策和方
法。

女平等”的思想
观念，并能够参
与有关宣传。

2.能够综合运
用种群数量变
化的影响因
素，分析探究
洮儿河科右前
旗段设为永久
性“禁渔区”
的原因和刺萼
龙葵的防治措
施，并在日常
生活中能够积
极宣传生态保
护的政策和方
法。

单元教学策略
围绕单元学习目标，设置单元情境为：“洮儿河水清且涟，兴安岭上开长川；千里碧野曾牧邑，临流辟地千顷田。

——洮儿河，兴安母亲河！”。

情境解释：洮儿河国家湿地公园各种群和谐共生与生态环境浑然一体。

单元教学设计在课时情境中还加入了社会热点话题，比如兴安盟外来入侵物种刺萼龙葵入侵问题，东北豹濒临灭绝、大熊猫降级问题，从2017起，归流河、洮儿河科右前旗段设为永久性“禁渔区”的法律法规，第七次人口普查数据和三胎政策，为设置真情境提供了依据。

核心问题学习任务学生活动课时安排
种群的数量特征及其变化规律模拟种群
密度的调
查实验
活动1：小地块中刺萼龙葵种群密度的调查
活动2：大地块中刺萼龙葵种群密度的调查
活动3：用标记重捕法进行种群密度的调查
活动4：探究其他调查方法
活动5：了解种群密度调查的意义
1
种群数量
特征间的
相互关系
活动1：第七次全国人口普查增长图，计算出生率
与死亡率
活动2：根据年龄结构数据图建构年龄结构模型
图
活动3：根据年龄结构和性别比例模式图，预测
未来20年我国人口数量
活动4：展示数据，分析迁入率和迁出率对人口
密度的影响
活动5：模型构建种群数量特征间的相互关系
1
构建“J”
形“S”形
种群增长
数学模型
并分析特
点
活动1：资料分析大肠杆菌理想条件种群数量变
化
活动2：探究实验分析大肠杆菌有限条件数量变
化
活动3：复习归纳构建数学模型的方法
活动4：分析自然界中的“J”形增长、东北豹濒临
灭绝和大熊猫降级的原因
活动5：小组讨论保护濒危物种措施
活动6：资料补充自然种群数量变化的类型
2
分析影响
种群数量
变化的因
素
活动1：课下自主实验探究影响大肠杆菌生长的
因素
活动2：各组分享课后实验过程及结果，讨论大
肠杆菌种群数量变化的非生物影响因素和生物影
响因素
1
活动3：根据资料，分析非生物影响因素和生物
影响因素对动物植物种群数量变化的影响
活动4：举例说明种群的数量特征及其变化规律
在实践方面的意义
概述单元教学实施的整体思路（突显在恰当情境承载下，单元知识、概念等的整体布局，系统呈现，并指向学科核心素养的达成）。

单元教学反思性改进
基于各课时反思性教学改进，汇总形成单元反思性教学改进。

明确主要经验或者需改进的方面。

单元教学结构图
课时课时目标情境学习任务学生活动学习评价
1 1.说出调查种群
密度的主要方
法，运用样方法
调查样地中刺萼
龙葵的种群密度
2.体验运用标记
重捕法进行种群
密度调查的过程1.兴安盟外
来入侵物种
刺萼龙葵数
量：一小块
数目较少和
一大片数目
较多刺萼龙
葵种群，如
何调查种群
密度？
2.统计活动
范围更大的
乌兰浩特
洮儿河国
家湿地公
园绿头鸭
开展种群
密度模拟
调查实
验。

1.两次小组合作
进行模拟实验，
调查刺萼龙葵
种群密度，并交
流评价
2.小组讨论，完
成袋子中黄豆数
目统计模拟实
验，交流评价，
分析误差原因
1.辨析种
群、种群密
度概念
2.参与模拟
实验，归纳
种群密度调
查方法
3.能够选择
运用合适的
调查方法调
查不同生物
种群的种群
密度
4.体验真实
情境中调查
过程的复杂
性，尝试结
种群密度的方法？合所学知识解释数据异常的发生原因。

2 1.根据七普我国
人口和全区6个
盟市的常住人口
呈负增长，列举
种群的数量特
征，说明种群数
量特征与种群
密度的关系。

2.了解我国人口
现状并探讨人口
老龄化和开放三
胎原因，形成男
女平等观念。

1.展示第七
次人口普查
的年龄结构
数据表，我
国人口众
多，为什么
还要全面放
开三胎政
策。

总结种群
数量特征
之间的关
系。

1.小组合作，处
理表格数据，构
建年龄结构模
型，并讨论数量
特征与种群密度
的关系。

2.基于资料，分
析可能带来的人
口和社会问题。

1.借助模
型，阐明年
龄结构三种
类型
2.阐明种群
数量特征之
间的关系，
构建概念网
络。

3.讨论人口
老龄化和开
放三胎的原
因及建议，
形成男女平
等思想观
念，主动宣
传。

3 1.探究培养液中
大肠杆菌种群数
量变化，建立数
学模型解释1.理想条件
大肠杆菌繁
殖情况？
2.试管中大
肠杆菌增长
情况
构建“J”形
“S”形种群
增长数学
模型并分
析特点
1.资料分析大肠
杆菌理想条件数
量变化
2.探究实验分析
大肠杆菌有限条
件数量变化
1.建模总结
“J”形特点
2. 建模总结
“S”形特点
3.课后实
验：数量变
化影响因素
4 1.举例说明种群
各种数量变化情
况
2.根据数学模型
结合遗传特征分
析大熊猫降级原
因、东北豹保护
措施和刺萼龙葵
防治措施1.回忆大肠
杆菌种群数
量变化的研
究
过程？
2.自然界中
各类生物种
群数量变化
的
情况？
1.复习归纳构建
数学模型的方法
2.资料分析自然
界中的“J”形、
“S”形增长以及
其他的种群数
量变化类型
3.小组讨论，自
评互评
1.归纳建模
步骤
2.举实例说
出种群的数
量变化类型
3.说出濒危
物种保护的
根本措施，
课后查阅前
沿资料完善
5 1.举例说明非生
物和生物因素对
种群数量变化的
影响
2.阐明通过控制
各种因素保护濒
危物种、防治有
害生物和确定渔
业上合理捕捞量1.影响大肠
杆菌数量变
化的因素有
哪
些？
2.如果2031
年解除禁渔
禁钓，如何
确定合适捕
捞量以保证
持续获得较
大产量？
3.如何防治
刺萼龙葵种
群数量
剧增？
分析影响
种群数量
变化的因
素
1.各组分享课后
实验过程，分析
影响大肠杆菌种
群数量变化因素
2.资料分析非生
物因素和生物因
素对动物和植物
种群数量变化的
影响以及循环因
果关系
3.归纳总结种群
特征和变化规律
在实践方面的
意义
1.课后完成
实验，收集
数据
2.课中分享
实验，借助
模型说出影
响大肠杆菌
种群数量变
化的因素
3.举例说明
非生物、生
物影响因素
以及循环因
果关系
4.查阅文
献，分享刺
萼龙葵花防
治、东北豹
保护和渔业
捕鱼量三个
问题的方案备注：单元教学设计为整体单元教学的规划和设计，各单元只需统一呈现一份。