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教学设计
课程基本信息
学科 生物学 年级 高中二年级 学期 秋季
课题 生物科技进展 调查种群数量的其他方法
教科书 书 名：生物学 选择性必修2 生物与环境 出版社：人民教育出版社
教学目标
1.知识与技能： （1）通过收集、分析资料，概述调查种群数量的其他方法。 （2）总结调查种群数量的方式及适用范围。 2.过程与方法： （1）通过课前自主预习，查阅资料，培养学生信息获取、处理能力。 （2）通过小组合作，增强学生交流协作，提升学生的思辨能力及语言表达能力。 3.情感态度价值观： 认同科技发展为调查种群数量提供了更加灵活、便捷的技术手段，领悟调查种群数量时保护生物及其生境的重要性。
教学重难点
教学重点： 1.调查种群数量的常见方法的适用范围。 2.介绍调查种群数量的其他方法的应用实例。 教学难点： 1. 调查种群数量的常见方法的适用范围。
教学过程
学习环节 学习任务设计与教师活动 学生活动 设计意图
情境引入-如何调查野生东北虎、东北豹的种群数量 情境引入： 主要生活在我国东北地区的东北虎和东北豹是国家一级重点保护野生动物。我国为了保护东北虎、东北豹及其生活的环境，在黑龙江、吉林两省建立了东北虎豹国家公园。 思考： 如何调查东北虎豹国家公园中的野生东北虎、东北豹的种群数量？ 思考讨论 联系实际问题，引起学生学习的兴趣。 提出问题，调动积极性，引发学生思考及对新知识的探索
回顾旧知， 联系新知 任务一： 1.复习旧知，完成表格填写。 调查方法适用范围逐个计数法样方法标记重捕法黑光灯诱捕法
2.小组讨论，说说上述方法是否适用于调查野生东北虎、东北豹的种群数量。 完成表格填写 讨论并回答问题 回顾旧知，强化对旧知的理解和记忆 建立旧知与新知识的联系
介绍调查种群数量的其他方法 一、雪地踪迹追踪调查法 20世纪70年代~20世纪末，科研人员采用雪地踪迹追踪调查的方法，根据东北虎、东北豹足迹的大小、形状，再结合相关行为，对动物个体进行鉴定，从而估算出种群数量。 1.展示东北虎和东北豹的足迹 2.局限性： 不同个体的足迹的大小和形状的差异较小，而且在不同雪被条件下，足迹也会有所变化。 3.实例： 1998-1999年的冬季，由中俄美三国的调查人员组成的联合调查队伍使用雪地踪迹追踪的方法对我国境内东北豹的数量进行了调查，估算出当时我国境内东北豹的数量为7-12只。 二、红外触发相机调查法 介绍红外触发相机在调查种群数量上的基本原理。 1.思考： 如何区分拍摄的照片或视频中的每只东北虎和东北豹？ 展示多只东北虎的照片，观察得出每只东北虎身体表面的条纹都不一样，可以作为天然的个体标记，并以此为依据准确无误地鉴定个体，从而对其进行准确的种群数量统计。 2.实例： 我国科学家利用红外触发相机技术查明，2015年我国东北长白山脉北部地区至少有27只东北虎和42只东北豹。 3.科学技术进步带来的新变化： 数码相机技术、无线数据传输技术、GPS技术等在红外触发式相机上的应用，可实时地传输野生动物影像，通过人工智能进行物种和个体识别，极大的提高了其收集野外数据的能力、数量和速度，促进了野生动物科研工作的进一步发展。 4.实例： 2022年12月，国家林草局发布，东北虎豹国家公园中新监测到野生东北虎幼虎10只、种群数量在50只以上，野生东北豹幼豹7只、种群数量在60只以上。 5.播放视频： 红外触发相机拍摄到的东北虎和东北豹视频。 6.小组讨论，结合课前查阅、收集的资料，说说红外触发相机技术在调查种群数量上具有什么优缺点？ 优点： 1.物种鉴定准确、受环境影响较小；2.可24小时持续工作，对野外工作人员的要求相对较低；3.适合监测活动隐秘的动物、对动物的干扰比较小。 缺点： 1.对一些小型野生动物无能为力；2.在潮湿或高温环境中可能会出现问题。 三、航拍法 通过介绍2021年云南西双版纳大象迁徙事件引出调查种群数量的新方法——航拍法。 1.介绍航拍法调查种群数量的步骤： （1）选取样方；（2）空中拍照；（3）识别照片中的动物。 2.航拍法的应用： 除了可以对种群数量进行调查，也可以用于追踪野生动物的迁徙轨迹，记录野生动物的日常生活等。 3.优点： 将无人机应用于野生动物调查工作的方法和流程，可以避免了对野生动物的干扰，大幅减少了野外调查的工作量，提高调查精度和效率。 4.播放视频： 无人机航拍的大象迁徙影像。 四、分析粪便法 不同动物的粪便具有不同的特征，先区分粪便来自哪种动物，再分析这种动物的粪便来自多少个个体，就可以获得种群的数量信息。 1. 举例观察大熊猫的粪便，介绍分析粪便的方法： 科学家们可以通过测量野外大熊猫的粪便大小以及粪便中未消化的竹纤维咬节的长短来判断其个体年龄等信息，进而测量大熊猫种群的数量。 随着科学技术的发展，科学家们可以采集大熊猫的粪便，通过分析其中的微卫星DNA分子标记，更加精确的查明大熊猫种群数量。 2.实例： 在四川王朗国家级自然保护区，科学家们就通过对大量大熊猫粪便进行微卫星DNA分子标记，查明在2003年到2004年，这些地区大熊猫的种群数量为66只，其中雄性35只，雌性31只。 五、标记声音法 不同动物的粪便具有不同的特征，不同动物的声音也存在着差异。 1.活动： 听四段动物的鸣叫声，判断这四段鸣叫声分别属于哪种动物，并将动物的名称填写到对应的括号中。 2.应用： 不同动物的声音存在着差异，而同种动物不同个体的声音也存在差异。尤其是成熟个体的声音特征往往可以长期保持稳定。 因此声音可以作为一种非损伤、低干扰的标记，用于对不同个体进行识别，进而进行种群数量的监测。 利用这套基于声音的个体识别技术，科学家们成功地对鲸、长臂猿等哺乳动物以及鸮、秧鸡等鸟类开展了野外种群数量的监测。 倾听学习 认真倾听 认真倾听 仔细观察多只东北虎的照片，找出它们身上条纹的区别 认真倾听，体会科技进步带来的新变化 观看视频 小组讨论 倾听思考 观看视频 看图思考 认真倾听 认真聆听，判断声音属于哪种动物 认真倾听 讲述雪地踪迹追踪调查法，让学生对该调查方法有初步的认识 体会科学家野外调查工作的艰辛 初步了解红外触发相机的原理 培养学生的观察能力、分析能力 认同科技进步对科研工作带来的便捷和发展 体会自然的美好，强化保护环境意识 培养学生查阅资料及分析总结的能力 创设情境，引导学生关注生活，激发学生学习兴趣。 体验科技发展对科学研究带来的新变化、新发展。 利用大熊猫粪便照片，直观的体验分析粪便调查种群数量的方法 体验随着科技的发展，种群数量的调查更加准确 激发学生学习兴趣 介绍标记声音法的原理及应用，让学生对该调查方法有一定程度的了解。
课堂小结 请同学们结合之前学过的知识和本节课所学知识，对调查种群数量的方法进行总结，并绘制概念图。 总结调查种群数量的方法 培养学生归纳、总结的能力
当堂检测 1.种群密度是种群最基本的数量特征，调查种群密度有多种方法。科学家在2015年查明，东北长白山脉北部地区有27只东北虎。科学家调查东北长白山脉北部地区东北虎种群数量时最可能采用（ ） A．样方法 B．标记重捕法 C．黑光灯诱捕法 D．红外触发相机拍摄法 2. 为了解长江十年禁渔政策实施以后，某江段中长江江豚的生存状况，需对其进行种群数量调查，下列调查方法中，最不合理的是（ ） A．用无人机观测记录该江段中一段时间内出现的江豚 B．利用声音记录仪记录江豚的声纳信号，对不同个体进行识别 C．捕获一部分个体，做上明显标记后放回原环境，一段时间后重捕 D．采集水样，通过设备滤过江豚脱落在水里的细胞，分析其中残留的DNA 3. 三江源地区生活着大批国家保护动物藏野驴，为更好地保护藏野驴，科研人员对其进行研究。下列不属于种群水平上的研究内容是（ ） A．采用红外触发相机调查藏野驴的种群数量 B．采用粪样显微组织学分析法分析藏野驴的食物组成 C．连续几年统计藏野驴个体数量并计算出生率 D．利用藏野驴牙齿特征确定其年龄以绘制种群的年龄结构 思考并作答 对学生课堂学习效果进行检测
总结提升 进阶思考 随着科学技术的进步，调查手段也在不断的更新和进步，调查结果也越来越精确。同时人们也越来越注重对野生生物及其生活环境的保护。保护生物多样性就是在保护人类赖以生存的条件，保护生物多样性从我们做起。 请结合今天的课程内容，查阅、收集相关资料，完成一份关于如何调查雪豹种群数量以及我国雪豹种群数量现状的综述。 倾听思考 完成课后作业 提升学生保护野生生物及自然环境的意识 培养学生将所学知识应用于实际的能力
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