“態系統的信息傳遞”一節的教學設計

摘要 以人教版高中生物新教材“生態系統的信息傳遞”一節為例，介紹如何以新課標為綱，在注重與現實生活的聯系過程中，實現三維教學目標，促進有效課堂教學，為新課改背景下教師的教學活動提供一定的參考。

關鍵詞 信息傳遞 教學設計 問題串

中圖分類號 G633.91 文獻標識碼 B

1 教材分析

“生態系統的信息傳遞”是人教版新教材必修3第五章第四節的內容。作為課標實驗教材中新增的一節教學內容，知識方面，在原有物質循環和能量流動的基礎上，讓學生更加全面地認識生態系統的功能，并可加深對“生態系統的穩定性”這一核心概念的理解，完善了學生的科學知識體系；能力方面，豐富多彩的教學素材鍛煉了學生分析資料、處理信息和提煉新知的能力；情感、態度與價值觀方面，通過信息傳遞在生產實踐中的應用，領悟保護生物多樣性，人與自然和諧發展的深遠意義，體驗學以致用帶來的快樂，充分體現了“注重與現實生活的聯系”這一新課標基本理念，是難得的一節教育教學素材。

本節教學內容易懂，脈絡清晰，大致包括如下三方面內容：信息的概念和類型；信息傳遞在生態系統中的作用；信息傳遞在生產實踐中的應用。各環節間邏輯關系較強，符合認知規律，便于學生學習。前半部分重在理論知識的學習，主要內容有信息的種類和作用；而后半部分則重在學生知識遷移能力的培養——生產實踐中的應用，并蘊藏著情感、態度與價值觀的教育。據此，本節教學的整體思路是：以新課標的基本理念為指導思想，注重與現實生活的聯系，讓課堂與生產實踐緊密相連，在引導學生感性認識與理性思考的過程中實現有效課堂教學。

2 教學目標

2.1 知識目標

①了解生態系統中信息傳遞的種類，可以對常見實例做出準確判斷。

②說出信息傳遞在生態系統中的作用，加深對生態系統穩定性的理解。

2.2 能力目標

①通過組織對教材資料的討論，培養分析資料、處理信息和提煉新知的能力。

②通過信息傳遞在生態系統中的作用的探討與學習，培養知識遷移的能力。

2.3 情感、態度與價值觀目標

①認同生態系統結構與功能的復雜性與統一性的觀點。

②感受大自然的奧妙，領悟保護生物多樣性，人與自然和諧發展的深遠意義。

3 教學重難點

說出信息傳遞在生態系統中的作用。

4 教學過程

4.1創設情境，導入新課

由教師展示一組圖片信息：甲骨文、烽火臺、古代驛站、孔明燈、信鴿、雞毛信、電報、手機、計算機網絡。請學生用一個詞描述圖片中的共同主題(信息)。讓學生認識到，從古至今，信息傳遞在人們的生活中是非常常見的，是事物表現的一種普遍形式。在人類社會中，信息往往以文字、圖像、圖形、語言、聲音等形式出現，以類比方法，由熟悉的人類的信息傳遞，導入新課。接著，話鋒一轉：既然人類從古至今有著如此豐富的信息傳遞方式，那么，在生態系統中，生物之間是否也存在有信息傳遞呢?如果有，到底生物是如何進行信息的傳遞呢?帶著這一問題，讓我們共同走進這節課——生態系統的信息傳遞。

由教師精心設置的這組圖片情境，既可以給學生以視覺上的沖擊，有效激發學生的學習興趣，又可順其自然的引出本課的主題詞——信息。再由人類遷移至生物界，從效果上看可以點燃學生的求知欲，使之成為學生強大的學習動力。

4.2 全員參與，明確信息傳遞的三種類型

“那么你們能否舉出一些熟悉的生態系統中生物之間以及生物和環境之間的信息傳遞的例子?”這樣以頭腦風暴的形式，由學生列舉出耳聞目睹的生動實例，與此同時，教師將學生所說實例的要點逐一寫在黑板上(副板書)。這既是為下一階段的學習提供豐富的第一手資料，其行為本身也是對那些積極思考問題的學生的一種肯定、一種表揚，更可以鼓勵那些不善發言，思考略慢的學生循著黑板上其他同學的思維軌跡以積極、認真的態度對待這節課，從而實現全員參與。

受生活經驗和知識儲備的限制，學生在這一環節可能出現的問題是：或舉例過于集中某一方面(如都是物理信息的例子)，或偏重于生物之間的信息傳遞而忽視生物與環境之間的實例。避免和解決這些問題的教學策略可以是：教師讓學生在課前多渠道的搜集整理相關資料，并在課上提示學生在舉例時要做到“人無我有，人有我精，多方視角，力爭不重”。

在科學研究中往往需要將事物分類，有了豐富的實例，學生歸納起來應該不會太困難。針對教師提問“以上這些例子究竟都是通過什么具體方式(或媒介)傳遞信息的?”引導學生思考實例間的內在共性，通過分析，明確信息傳遞的三種類型。教師可以結合科學家對信息傳遞各種類型的定義，總結學生答案，并對定義中提及的而學生又未能想到的方面(如物理信息中的濕度、溫度，化學信息中的有機酸等)擺事實、作補充。要讓學生體會到科學的歸納需要以大量的素材為前提，科學家是掌握了大量素材，所以對概念的把握才比普通類更加全面、準確。

4.3 問題串引領，理解信息傳遞在生態系統中的作用

了解了信息傳遞的種類，知道了信息傳遞在自然界是普遍存在的，而“存在便是道理”，信息傳遞的意義何在?教師要充分利用教材中諸如“資料分析”等專欄。本節教材為學生提供了4則資料，并配有5道討論題，旨在指導學生分析信息傳遞在生態系統中的作用。為了提高課堂的有效教學，在備課時，教師可以根據學生的實際情況充分利用教材所給的4則資料，亦可從中選取部分進行重組，通過課外資料，以問題串引領，促進有效學習。學生通過閱讀、分析、討論所給資料，結合問題串，嘗試歸納信息傳遞在生態系統中的作用，并與教材達成共識。在此過程中，通過精設問題串層層深入的引導，為學生指明思考方向，讓學生對信息傳遞的作用從個體到種群再到生態系統各個層次都有深刻的認識與理解，培養學生分析資料、處理信息和提煉新知的能力。

對于問題串，除了教材提供的討論題外，教師還可以補充如下問題：信息傳遞與已經學過的物質循環和能量流動的關系如何?它們對生態系統的穩定性都起到怎樣的作用?設計此題的用意在于引導學生跳出本節框架，站在整個生態系統的層面，結合能量流動、物質循環的有關內容，分析信息傳遞在生態系統穩定性方面的作用，加深對“穩態”的理解。明確它們都是生態系統的重要功能，認同生態系統結構與功能的復雜性與統一性的觀點。

教學中不可忽視信息傳遞可能的其他作用這一細節：“生態系統中存在著精巧的信息傳遞和聯絡，但是目前人們只能模糊地認識自然界的這種‘對話’，這也正是生物學的魅力所在，對于那些未知的作用，還要期待有朝一日在座同學們的探索發現。”一句話，既是對上述內容的補充，明確信息傳遞的作用不僅局限于課本所述，又是表達了教師對學生們的深切期望——激勵學生對科學的向往與探索。

接下來，引用達爾文的一句話“我并不高明，如果非要說我高明，那是我的觀察力更強些”，借助多媒體向學生展示兩位科學家拍攝的有關生物信息傳遞的片斷。欣賞的過程既是為了加深學生對知識的理解，同時也可不失時機地對學生進行情感教育——沒有觀察就沒有素材，沒有素材就不會有可靠的科學結論，然而科學家為拍攝一些鮮為人知的寶貴素材，往往要付出辛苦的努力——培養學生克服困難、勇于為科學研究獻身的精神。

4.4 走進生活，實現信息傳遞在生產實踐中的應用一

在學習了信息傳遞的作用之后，教師將話題轉移：“信息傳遞作為生態系統的主要功能之一，在生態系統中起著重要的作用，我們了解自然，保護自然，更要利用自然為人類服務。通過以上對信息傳遞的學習，你從中受到哪些啟發?在生產實踐中，信息傳遞是否也有重要的應用呢?”為了打開學生的思路，教師可以先給學生舉個有關機場驅鳥器的例子：我國機場經常受到附近鳥類的干擾，嚴重影響飛機的起飛降落。國外發明一種驅鳥器，里面有好幾種聲音模式，能播放出鳥類天敵的叫聲，將鳥兒們嚇跑。但是中國從國外引進的驅鳥器，鳥兒竟一點也不怕。后來，技術人員發現，就是因為這驅鳥器是國外引進的，音盒里的鳥聲是模擬外國鳥叫，中國鳥可能存在“語言”障礙，聽不懂……怎么辦?本案例可以有兩類答案，學生會傾向于利用種間關系答出一種——錄制一些當地鷹的聲音。教師在不吝惜對學生表揚的同時，讓學生舉一反三——從種內關系入手(還可以錄制同類的慘叫聲)。如此，教師創造了思維梯度，讓學生利用所學知識明晰其中的原理(物理信息)，達到殊途同歸的效果，激起學生的躍躍欲試!

教師的例子只是起到拋磚引玉的作用。接下來，為學生創造四個情境：

①秋菊變夏菊：菊花在秋天開放，為了迎接“七一”黨的生日，有人想讓菊花在夏天開放，你能做到嗎?

②消滅菜粉蝶：菜粉蝶是十字花科蔬菜的重要害蟲，因十字花科植物會產生一種芥子油，引來雌蝶產卵，如何利用信息傳遞原理，除去害蟲。

③孔雀開屏：游人偶爾會看到動物園中的孔雀開屏，為了使游人有更多看到孔雀開屏的機會，你可以怎么做?

④檢測毒品：走私毒品，害人害己，在緝毒過程中，如何利用生物信息傳遞的原理，快速檢測毒品的存在與否?

參考答案：①人為適當縮短光照②人工合成植物信息素吸引昆蟲，達到消滅害蟲的目的③一雌多雄，種內斗爭④化學信息傳遞，動物條件反射的建立

將以上4個問題隨機布置給各學習小組，展開小組討論，并進行組間互評，教師適時指導。

信息傳遞在生產實踐中的應用，可以說更能體現問題從社會中來，又回到社會中去解決新問題的理念。讓學生分組討論，激活學生的思維，培養學生知識遷移、解決實際問題的能力，達到學以致用的目的。此外，一個課題，多個角度，分組討論，節時增效。

最后，教師以打油詩的形式結束這節課：生態系統蘊藏了太多的奧秘，信息傳遞溝通著生物問的聯系，科學探索揭示出自然的規律，學以致用詮釋了學習的意義!以此讓學生感受大自然的奧妙，領悟保護生物多樣性，人與自然和諧發展的深遠意義。

5 教學反思

生物課程標準對本節的具體內容標準描述為“舉例說出生態系統中的信息傳遞”，所使用的行為動詞為“舉例說出”，屬最低層次的“了解水平”；而在課程設計思路中有“認識發生在生物體內部和生物與環境之間的相互作用，理解生命系統的穩態，認識生命系統結構和功能的整體性”的描述。課標在這兩方面的指導與建議提示教學中“度”的把握尤為重要。要以新課標為綱，把握教學的“廣度”與“深度”，做到不跑題，不偏題。

首先是“廣度”。在備課時，也許每位教師都有極其豐富的有關信息傳遞的素材，統統“搬到”課件中展現給學生嗎?無疑會讓學生走馬觀花，有華而不實之感，也背離了教學初衷，這種“廣度”不可取，要忍痛割愛，懂得取舍，畢竟再豐富的課程資源也是要為教學服務的?！包c到為止”，達到預期效果——讓學生明確三種信息的本質特征即可。也有教師將“雌蛾是否通過分泌某種化學物質吸引雄蛾前來交尾”等探究實驗引入課堂，培養學生實驗探究能力無可厚非，但就本節教學任務而言，也似乎有跑題之嫌，如此不僅占用課時，沖淡了教學重點，而且徒添了緊張的學習氣氛。

其次是“深度”。本課就內容而言，為了解層次；但作為生態系統三大功能之一，信息傳遞卻與物質循環、能量流動同等重要!這就暗示教師不單單要讓學生知道信息傳遞的幾條作用，更要放眼生態系統層面，理解生態系統穩定性的原因，甚至可以追溯到微觀的細胞層面，也同樣存在著信息的傳遞!如此，適當挖掘教學的“深度”，將教學內容深入到整個生命系統的層次，既能培養學生的發散思維和對知識的遷移能力，又能樹立從宏觀到微觀的生命系統的信息觀。