“生態系統的信息傳遞”教學設計

劉已婷

（陜西師范大學生命科學學院）

一、教材分析

“生態系統的信息傳遞”是普通高中課程標準實驗教科書人教版生物必修3第5章第4節，本節主要包括三個內容：生態系統中信息的種類、信息傳遞在生態系統中的作用、信息傳遞在農業生產中的應用。同時，信息傳遞能通過調節生物的種間關系以維持生態系統的穩定，為下一節生態系統的穩定性奠定基礎。因此，本節內容對整章知識起到了承上啟下的作用。

二、學情分析

在學習本節內容之前，學生已經學習了生態系統的結構以及生態系統的能量流動和物質循環等知識，對生態系統的概念、組成成分、功能等有了明確的認識。在此基礎上，學生學習本節內容是比較輕松的，并且本節內容以對自然界的生物現象的描述為出發點，對生態系統中的信息進行了分類，最后延伸到信息傳遞在實際生產生活中的應用，學生的學習興趣應該比較濃厚。

三、教學目標

1.知識目標

（1）舉例說出生態系統中的信息傳遞（了解水平）。

（2）說明信息傳遞在生態系統中的作用（理解水平）。

（3）研究信息傳遞在農業生產中的應用（應用水平）。

2.能力目標

通過比較生態系統的能量流動、物質循環和信息傳遞功能，嘗試構建生態系統信息傳遞的模型。

3.情感、態度與價值觀目標

（1）觀察生活中生態系統信息傳遞的實例，初步形成生態學的觀點，確立辯證唯物主義自然觀的科學世界觀。

（2）關注信息傳遞在生態系統及人類生活中的應用，提高信息科學素養。

四、教學重點難點

1.重點

說出信息傳遞在生態系統中的作用。

2.難點

說出信息傳遞在生態系統中的作用；建立生態系統的信息傳遞模型。

五、教學策略

本節涉及很多生物現象的描述，教學過程中可以運用多媒體展示相關圖片，影音資料，既能把自然界抽象的生命現象直觀化，加深學生的理解，又能調動學生的學習興趣。同時，對于生態系統中信息的種類及生態系統中信息傳遞的重要性這些內容，可以組織學生進行分析討論得出結論，這樣既能體現以學生為主體，又能提高學生的合作學習能力。

六、教學過程

1.創設情境，導入新課

我們經常說我們現在正處于一個“信息時代”，信息在現代社會中十分重要，那么“信息”到底指的是什么呢？大家能不能舉一些在生活中你認為是信息傳遞的例子？這樣吧，先從老師開始，老師現在在講臺上給你們講課，傳授知識，其實就是在給你們傳遞一種信息。

接下來請幾個學生舉例并對學生的回答做點評。

這是我們日常生活中常見的信息傳遞，其實信息傳遞也廣泛存在于生態系統中，并且時常發揮著奇妙的作用。

2.生態系統中信息的種類

課件展示蜜蜂跳圓圈舞和擺尾舞的動畫，教師講解蜜蜂不同類型舞蹈所傳遞的信息；課件展示圖片小狗在路邊撒尿、孔雀開屏，提問學生小狗和孔雀的行為分別傳達了什么信息。

生態系統中信息的種類多種多樣，一般信息傳遞有三個基本環節：信源（信息的產生）；信道（信息的傳輸）；信宿（信息的接受）。我們根據信源的不同可以把這些信息分成三類，物理信息、化學信息、行為信息。這三種信息各自有什么特點，怎么區分？請大家閱讀課本105頁和106頁左上角的內容并完成課件上的表格。

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學生完成表格。

教師課件展示一些生態系統中信息傳遞的例子，讓學生區分是哪種信息，引導學生更好地區分三種信息。

（1）物理信息：生態系統中的光、聲、溫度、濕度、磁力等，通過物理過程傳遞的信息，稱為物理信息；物理信息的來源可以是無機環境，也可以是生物。例：光對植物的開花起著決定性的作用、螢火蟲發光吸引異性、人聽到老虎的吼叫聲很害怕、鳥兒通過鳴叫聲進行交流、蛇通過熱輻射來捕捉食物、魚的洄游、信鴿的千里傳書等。

（2）化學信息：生物在生命活動中通過產生生物堿、有機酸以及動物的性外激素等化學物質來傳遞信息，稱為化學信息；化學信息的來源是生物；例：植物通過花的香味來吸引蜜蜂傳粉、老虎根據氣味尋找同伴、黃鼠狼分泌某種化學物質來驅趕害蟲、小狗撒尿做標記、雄性昆蟲通過性外激素來吸引異性等。

（3）行為信息：動物的特殊行為，對于同種或異種生物也能夠傳遞某種信息，即生物的行為特征可以體現為行為信息；行為信息的來源是動物；例：蜜蜂跳舞、孔雀開屏，在繁殖季節，公雞“抖抖大紅冠子花外衣”來引誘母雞交配，蛇在遇到攻擊時，會把頭豎起、吐信以嚇走敵人等。

3.信息傳遞在生態系統中的作用

通過以上例子，我們可以得出一個結論，那就是信息傳遞對生物生命活動的正常進行是非常重要的。下面我們一起來學習信息傳遞在生態系統中的作用。我們來看一下課本106頁的“資料分析”，分為五個小組來討論以下幾個問題：（1）這四則資料中分別體現了哪種信息？（2）根據資料1，蝙蝠的回聲信息與蝙蝠的生命活動的正常進行有什么關系？（3）根據資料2，萵苣種子萌發所需要的最適宜的波長是多少？光信息對萵苣的生命活動有什么影響？（4）資料3說明了信息傳遞有什么作用？（5）資料4中的信息素能夠將幾種生物聯系起來？

教師引導學生對資料進行分析，蝙蝠的回聲定位屬于物理信息，蝙蝠通過回聲信息對周圍的環境做出判斷，取食和飛行，說明蝙蝠生命活動的正常進行離不開信息傳遞；萵苣種子萌發所需要的最適宜的波長大約為600～700 nm，說明光信息對萵苣萌發是必需的；資料3說明了光照時間這種信息對植物開花的影響，還說明了動物可以產生信息素這種化學信息來吸引異性，特別是昆蟲的信息素，這些都說明生物種群的繁衍也離不開信息的傳遞。

此外，在生態系統中，食物鏈上相鄰的物種之間存在著“食”與“被食”的關系，相鄰物種的某些個體行為與種群特征為對方提供了大量的有用信息。例如草原上，當草色返青時，“綠色”為食草動物提供了可以采食的信息，森林中，狼能夠依據兔子留下的氣味去獵捕兔，兔子同樣也能夠依據狼的氣味或行為特征躲避獵捕。由此可見，信息傳遞還能夠調節生物的種間關系，以維持生態系統的穩定。

4.信息傳遞在農業生產上的應用

生態系統中存在著精巧的信息傳遞和聯絡，聰明的人會利用這些信息來為生產生活服務，下面我們就一起看一下信息傳遞在農業生產中的應用。信息傳遞在農業生產中的應用主要有兩個方面：增產和減害。

投影播放信息傳遞在農業生產中的應用實例圖片并講解。

（1）增產：利用人工合成的化學信息吸引昆蟲傳粉、適當延長光照來增加雞的產蛋量。

（2）減害：播放集群信號錄音吸引鳥類捕食林業害蟲、莊稼地的稻草人、性引誘劑誘捕害蟲、誘蛾燈捕殺園林害蟲。

其實，除了在農業生產方面，信息傳遞還應用于人類生活的很多方面，今天交給同學們的第一個作業就是查找信息傳遞在生活中其他領域的應用。

5.課堂小結及作業

這節課我們主要學習了生態系統的信息種類、信息傳遞在生態系統中的作用以及信息傳遞在農業生產上的應用，經過這節課的學習，大家對生態系統的信息傳遞這一功能應該有了更為明確的認識。在之前生物課上我們多次探討過生物實驗的設計方法，那今天的另一個作業就是請大家設計實驗，證明雌蛾能分泌性外激素吸引雄蛾前來交尾。

七、教學反思

本節課的成功之處在于課件中涉及了大量自然界中生物生命活動現象的實例，極大地調動了學生學習本節課的興趣，同時給學生普及了自然科學知識，有利于提高學生的生物科學素養；在第一個教學內容“生態系統中信息的種類”中，讓學生閱讀課本，通過表格自己總結，在第二個教學內容“信息傳遞在生態系統中的作用”中，組織學生分小組進行討論，這些能調動學生的課堂積極性，有利于提高學生分析、歸納的能力。

當然，我認為這樣的教學設計對教師的要求也是比較高的，首先要求教師要有較高的自然科學素養和關于生態系統信息傳遞較為廣博的知識儲備，這樣才能輕松應對學生課堂上的疑問，同時相比前幾節內容要求教師要有更強的隨機應變能力，學生可能會舉出很多教師意想不到的例子，提出意想不到的問題，這就需要教師靈活應對，正確引導。

總的來說，這節內容看似簡單，但是想要真正上好這節課還需要教師花更多的功夫來研究。