資源簡介

教學設計
課程基本信息
學科 生物學 年級 高中二年級 學期 秋季
課題 生物科技進展 調查種群數量的其他方法
教科書 書 名：生物學 選擇性必修2 生物與環境 出版社：人民教育出版社
教學目標
1.知識與技能： （1）通過收集、分析資料，概述調查種群數量的其他方法。 （2）總結調查種群數量的方式及適用范圍。 2.過程與方法： 　　（1）通過課前自主預習，查閱資料，培養學生信息獲取、處理能力。 　　（2）通過小組合作，增強學生交流協作，提升學生的思辨能力及語言表達能力。 3.情感態度價值觀： 認同科技發展為調查種群數量提供了更加靈活、便捷的技術手段，領悟調查種群數量時保護生物及其生境的重要性。
教學重難點
教學重點： 1.調查種群數量的常見方法的適用范圍。 2.介紹調查種群數量的其他方法的應用實例。 教學難點： 1. 調查種群數量的常見方法的適用范圍。
教學過程
學習環節 學習任務設計與教師活動 學生活動 設計意圖
情境引入-如何調查野生東北虎、東北豹的種群數量 情境引入： 主要生活在我國東北地區的東北虎和東北豹是國家一級重點保護野生動物。我國為了保護東北虎、東北豹及其生活的環境，在黑龍江、吉林兩省建立了東北虎豹國家公園。 思考： 如何調查東北虎豹國家公園中的野生東北虎、東北豹的種群數量？ 思考討論 聯系實際問題，引起學生學習的興趣。 提出問題，調動積極性，引發學生思考及對新知識的探索
回顧舊知， 聯系新知 任務一： 1.復習舊知，完成表格填寫。 調查方法適用范圍逐個計數法樣方法標記重捕法黑光燈誘捕法
2.小組討論，說說上述方法是否適用于調查野生東北虎、東北豹的種群數量。 完成表格填寫 討論并回答問題 回顧舊知，強化對舊知的理解和記憶 建立舊知與新知識的聯系
介紹調查種群數量的其他方法 一、雪地蹤跡追蹤調查法 20世紀70年代~20世紀末，科研人員采用雪地蹤跡追蹤調查的方法，根據東北虎、東北豹足跡的大小、形狀，再結合相關行為，對動物個體進行鑒定，從而估算出種群數量。 1.展示東北虎和東北豹的足跡 2.局限性： 不同個體的足跡的大小和形狀的差異較小，而且在不同雪被條件下，足跡也會有所變化。 3.實例： 1998-1999年的冬季，由中俄美三國的調查人員組成的聯合調查隊伍使用雪地蹤跡追蹤的方法對我國境內東北豹的數量進行了調查，估算出當時我國境內東北豹的數量為7-12只。 二、紅外觸發相機調查法 介紹紅外觸發相機在調查種群數量上的基本原理。 1.思考： 如何區分拍攝的照片或視頻中的每只東北虎和東北豹？ 展示多只東北虎的照片，觀察得出每只東北虎身體表面的條紋都不一樣，可以作為天然的個體標記，并以此為依據準確無誤地鑒定個體，從而對其進行準確的種群數量統計。 2.實例： 我國科學家利用紅外觸發相機技術查明，2015年我國東北長白山脈北部地區至少有27只東北虎和42只東北豹。 3.科學技術進步帶來的新變化： 數碼相機技術、無線數據傳輸技術、GPS技術等在紅外觸發式相機上的應用，可實時地傳輸野生動物影像，通過人工智能進行物種和個體識別，極大的提高了其收集野外數據的能力、數量和速度，促進了野生動物科研工作的進一步發展。 4.實例： 2022年12月，國家林草局發布，東北虎豹國家公園中新監測到野生東北虎幼虎10只、種群數量在50只以上，野生東北豹幼豹7只、種群數量在60只以上。 5.播放視頻： 紅外觸發相機拍攝到的東北虎和東北豹視頻。 6.小組討論，結合課前查閱、收集的資料，說說紅外觸發相機技術在調查種群數量上具有什么優缺點？ 優點： 1.物種鑒定準確、受環境影響較小；2.可24小時持續工作，對野外工作人員的要求相對較低；3.適合監測活動隱秘的動物、對動物的干擾比較小。 缺點： 1.對一些小型野生動物無能為力；2.在潮濕或高溫環境中可能會出現問題。 三、航拍法 通過介紹2021年云南西雙版納大象遷徙事件引出調查種群數量的新方法——航拍法。 1.介紹航拍法調查種群數量的步驟： （1）選取樣方；（2）空中拍照；（3）識別照片中的動物。 2.航拍法的應用： 除了可以對種群數量進行調查，也可以用于追蹤野生動物的遷徙軌跡，記錄野生動物的日常生活等。 3.優點： 將無人機應用于野生動物調查工作的方法和流程，可以避免了對野生動物的干擾，大幅減少了野外調查的工作量，提高調查精度和效率。 4.播放視頻： 無人機航拍的大象遷徙影像。 四、分析糞便法 不同動物的糞便具有不同的特征，先區分糞便來自哪種動物，再分析這種動物的糞便來自多少個個體，就可以獲得種群的數量信息。 1. 舉例觀察大熊貓的糞便，介紹分析糞便的方法： 科學家們可以通過測量野外大熊貓的糞便大小以及糞便中未消化的竹纖維咬節的長短來判斷其個體年齡等信息，進而測量大熊貓種群的數量。 隨著科學技術的發展，科學家們可以采集大熊貓的糞便，通過分析其中的微衛星DNA分子標記，更加精確的查明大熊貓種群數量。 2.實例： 在四川王朗國家級自然保護區，科學家們就通過對大量大熊貓糞便進行微衛星DNA分子標記，查明在2003年到2004年，這些地區大熊貓的種群數量為66只，其中雄性35只，雌性31只。 五、標記聲音法 不同動物的糞便具有不同的特征，不同動物的聲音也存在著差異。 1.活動： 聽四段動物的鳴叫聲，判斷這四段鳴叫聲分別屬于哪種動物，并將動物的名稱填寫到對應的括號中。 2.應用： 不同動物的聲音存在著差異，而同種動物不同個體的聲音也存在差異。尤其是成熟個體的聲音特征往往可以長期保持穩定。 因此聲音可以作為一種非損傷、低干擾的標記，用于對不同個體進行識別，進而進行種群數量的監測。 利用這套基于聲音的個體識別技術，科學家們成功地對鯨、長臂猿等哺乳動物以及鸮、秧雞等鳥類開展了野外種群數量的監測。 傾聽學習 認真傾聽 認真傾聽 仔細觀察多只東北虎的照片，找出它們身上條紋的區別 認真傾聽，體會科技進步帶來的新變化 觀看視頻 小組討論 傾聽思考 觀看視頻 看圖思考 認真傾聽 認真聆聽，判斷聲音屬于哪種動物 認真傾聽 講述雪地蹤跡追蹤調查法，讓學生對該調查方法有初步的認識 體會科學家野外調查工作的艱辛 初步了解紅外觸發相機的原理 培養學生的觀察能力、分析能力 認同科技進步對科研工作帶來的便捷和發展 體會自然的美好，強化保護環境意識 培養學生查閱資料及分析總結的能力 創設情境，引導學生關注生活，激發學生學習興趣。 體驗科技發展對科學研究帶來的新變化、新發展。 利用大熊貓糞便照片，直觀的體驗分析糞便調查種群數量的方法 體驗隨著科技的發展，種群數量的調查更加準確 激發學生學習興趣 介紹標記聲音法的原理及應用，讓學生對該調查方法有一定程度的了解。
課堂小結 請同學們結合之前學過的知識和本節課所學知識，對調查種群數量的方法進行總結，并繪制概念圖。 總結調查種群數量的方法 培養學生歸納、總結的能力
當堂檢測 1.種群密度是種群最基本的數量特征，調查種群密度有多種方法。科學家在2015年查明，東北長白山脈北部地區有27只東北虎。科學家調查東北長白山脈北部地區東北虎種群數量時最可能采用（ ） A．樣方法 B．標記重捕法 C．黑光燈誘捕法 D．紅外觸發相機拍攝法 2. 為了解長江十年禁漁政策實施以后，某江段中長江江豚的生存狀況，需對其進行種群數量調查，下列調查方法中，最不合理的是（ ） A．用無人機觀測記錄該江段中一段時間內出現的江豚 B．利用聲音記錄儀記錄江豚的聲納信號，對不同個體進行識別 C．捕獲一部分個體，做上明顯標記后放回原環境，一段時間后重捕 D．采集水樣，通過設備濾過江豚脫落在水里的細胞，分析其中殘留的DNA 3. 三江源地區生活著大批國家保護動物藏野驢，為更好地保護藏野驢，科研人員對其進行研究。下列不屬于種群水平上的研究內容是（ ） A．采用紅外觸發相機調查藏野驢的種群數量 B．采用糞樣顯微組織學分析法分析藏野驢的食物組成 C．連續幾年統計藏野驢個體數量并計算出生率 D．利用藏野驢牙齒特征確定其年齡以繪制種群的年齡結構 思考并作答 對學生課堂學習效果進行檢測
總結提升 進階思考 隨著科學技術的進步，調查手段也在不斷的更新和進步，調查結果也越來越精確。同時人們也越來越注重對野生生物及其生活環境的保護。保護生物多樣性就是在保護人類賴以生存的條件，保護生物多樣性從我們做起。 請結合今天的課程內容，查閱、收集相關資料，完成一份關于如何調查雪豹種群數量以及我國雪豹種群數量現狀的綜述。 傾聽思考 完成課后作業 提升學生保護野生生物及自然環境的意識 培養學生將所學知識應用于實際的能力
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