“生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞”教學(xué)設(shè)計(jì)

劉已婷

（陜西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院）

一、教材分析

“生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞”是普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)人教版生物必修3第5章第4節(jié)，本節(jié)主要包括三個(gè)內(nèi)容：生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類、信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用、信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。同時(shí)，信息傳遞能通過(guò)調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，為下一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性奠定基礎(chǔ)。因此，本節(jié)內(nèi)容對(duì)整章知識(shí)起到了承上啟下的作用。

二、學(xué)情分析

在學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)等知識(shí)，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的概念、組成成分、功能等有了明確的認(rèn)識(shí)。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容是比較輕松的，并且本節(jié)內(nèi)容以對(duì)自然界的生物現(xiàn)象的描述為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)中的信息進(jìn)行了分類，最后延伸到信息傳遞在實(shí)際生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣應(yīng)該比較濃厚。

三、教學(xué)目標(biāo)

1.知識(shí)目標(biāo)

（1）舉例說(shuō)出生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞（了解水平）。

（2）說(shuō)明信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用（理解水平）。

（3）研究信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用（應(yīng)用水平）。

2.能力目標(biāo)

通過(guò)比較生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞功能，嘗試構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞的模型。

3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)

（1）觀察生活中生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞的實(shí)例，初步形成生態(tài)學(xué)的觀點(diǎn)，確立辯證唯物主義自然觀的科學(xué)世界觀。

（2）關(guān)注信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)及人類生活中的應(yīng)用，提高信息科學(xué)素養(yǎng)。

四、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)

1.重點(diǎn)

說(shuō)出信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用。

2.難點(diǎn)

說(shuō)出信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用；建立生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞模型。

五、教學(xué)策略

本節(jié)涉及很多生物現(xiàn)象的描述，教學(xué)過(guò)程中可以運(yùn)用多媒體展示相關(guān)圖片，影音資料，既能把自然界抽象的生命現(xiàn)象直觀化，加深學(xué)生的理解，又能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類及生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的重要性這些內(nèi)容，可以組織學(xué)生進(jìn)行分析討論得出結(jié)論，這樣既能體現(xiàn)以學(xué)生為主體，又能提高學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力。

六、教學(xué)過(guò)程

1.創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課

我們經(jīng)常說(shuō)我們現(xiàn)在正處于一個(gè)“信息時(shí)代”，信息在現(xiàn)代社會(huì)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(rèn)為是信息傳遞的例子？這樣吧，先從老師開(kāi)始，老師現(xiàn)在在講臺(tái)上給你們講課，傳授知識(shí)，其實(shí)就是在給你們傳遞一種信息。

接下來(lái)請(qǐng)幾個(gè)學(xué)生舉例并對(duì)學(xué)生的回答做點(diǎn)評(píng)。

這是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ?jiàn)的信息傳遞，其實(shí)信息傳遞也廣泛存在于生態(tài)系統(tǒng)中，并且時(shí)常發(fā)揮著奇妙的作用。

2.生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類

課件展示蜜蜂跳圓圈舞和擺尾舞的動(dòng)畫(huà)，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(kāi)屏，提問(wèn)學(xué)生小狗和孔雀的行為分別傳達(dá)了什么信息。

生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類多種多樣，一般信息傳遞有三個(gè)基本環(huán)節(jié)：信源（信息的產(chǎn)生）；信道（信息的傳輸）；信宿（信息的接受）。我們根據(jù)信源的不同可以把這些信息分成三類，物理信息、化學(xué)信息、行為信息。這三種信息各自有什么特點(diǎn)，怎么區(qū)分？請(qǐng)大家閱讀課本105頁(yè)和106頁(yè)左上角的內(nèi)容并完成課件上的表格。

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學(xué)生完成表格。

教師課件展示一些生態(tài)系統(tǒng)中信息傳遞的例子，讓學(xué)生區(qū)分是哪種信息，引導(dǎo)學(xué)生更好地區(qū)分三種信息。

（1）物理信息：生態(tài)系統(tǒng)中的光、聲、溫度、濕度、磁力等，通過(guò)物理過(guò)程傳遞的信息，稱為物理信息；物理信息的來(lái)源可以是無(wú)機(jī)環(huán)境，也可以是生物。例：光對(duì)植物的開(kāi)花起著決定性的作用、螢火蟲(chóng)發(fā)光吸引異性、人聽(tīng)到老虎的吼叫聲很害怕、鳥(niǎo)兒通過(guò)鳴叫聲進(jìn)行交流、蛇通過(guò)熱輻射來(lái)捕捉食物、魚(yú)的洄游、信鴿的千里傳書(shū)等。

（2）化學(xué)信息：生物在生命活動(dòng)中通過(guò)產(chǎn)生生物堿、有機(jī)酸以及動(dòng)物的性外激素等化學(xué)物質(zhì)來(lái)傳遞信息，稱為化學(xué)信息；化學(xué)信息的來(lái)源是生物；例：植物通過(guò)花的香味來(lái)吸引蜜蜂傳粉、老虎根據(jù)氣味尋找同伴、黃鼠狼分泌某種化學(xué)物質(zhì)來(lái)驅(qū)趕害蟲(chóng)、小狗撒尿做標(biāo)記、雄性昆蟲(chóng)通過(guò)性外激素來(lái)吸引異性等。

（3）行為信息：動(dòng)物的特殊行為，對(duì)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(xiàn)為行為信息；行為信息的來(lái)源是動(dòng)物；例：蜜蜂跳舞、孔雀開(kāi)屏，在繁殖季節(jié)，公雞“抖抖大紅冠子花外衣”來(lái)引誘母雞交配，蛇在遇到攻擊時(shí)，會(huì)把頭豎起、吐信以嚇走敵人等。

3.信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用

通過(guò)以上例子，我們可以得出一個(gè)結(jié)論，那就是信息傳遞對(duì)生物生命活動(dòng)的正常進(jìn)行是非常重要的。下面我們一起來(lái)學(xué)習(xí)信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用。我們來(lái)看一下課本106頁(yè)的“資料分析”，分為五個(gè)小組來(lái)討論以下幾個(gè)問(wèn)題：（1）這四則資料中分別體現(xiàn)了哪種信息？（2）根據(jù)資料1，蝙蝠的回聲信息與蝙蝠的生命活動(dòng)的正常進(jìn)行有什么關(guān)系？（3）根據(jù)資料2，萵苣種子萌發(fā)所需要的最適宜的波長(zhǎng)是多少？光信息對(duì)萵苣的生命活動(dòng)有什么影響？（4）資料3說(shuō)明了信息傳遞有什么作用？（5）資料4中的信息素能夠?qū)追N生物聯(lián)系起來(lái)？

教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)資料進(jìn)行分析，蝙蝠的回聲定位屬于物理信息，蝙蝠通過(guò)回聲信息對(duì)周?chē)沫h(huán)境做出判斷，取食和飛行，說(shuō)明蝙蝠生命活動(dòng)的正常進(jìn)行離不開(kāi)信息傳遞；萵苣種子萌發(fā)所需要的最適宜的波長(zhǎng)大約為600～700 nm，說(shuō)明光信息對(duì)萵苣萌發(fā)是必需的；資料3說(shuō)明了光照時(shí)間這種信息對(duì)植物開(kāi)花的影響，還說(shuō)明了動(dòng)物可以產(chǎn)生信息素這種化學(xué)信息來(lái)吸引異性，特別是昆蟲(chóng)的信息素，這些都說(shuō)明生物種群的繁衍也離不開(kāi)信息的傳遞。

此外，在生態(tài)系統(tǒng)中，食物鏈上相鄰的物種之間存在著“食”與“被食”的關(guān)系，相鄰物種的某些個(gè)體行為與種群特征為對(duì)方提供了大量的有用信息。例如草原上，當(dāng)草色返青時(shí)，“綠色”為食草動(dòng)物提供了可以采食的信息，森林中，狼能夠依據(jù)兔子留下的氣味去獵捕兔，兔子同樣也能夠依據(jù)狼的氣味或行為特征躲避獵捕。由此可見(jiàn)，信息傳遞還能夠調(diào)節(jié)生物的種間關(guān)系，以維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。

4.信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用

生態(tài)系統(tǒng)中存在著精巧的信息傳遞和聯(lián)絡(luò)，聰明的人會(huì)利用這些信息來(lái)為生產(chǎn)生活服務(wù)，下面我們就一起看一下信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用主要有兩個(gè)方面：增產(chǎn)和減害。

投影播放信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用實(shí)例圖片并講解。

（1）增產(chǎn)：利用人工合成的化學(xué)信息吸引昆蟲(chóng)傳粉、適當(dāng)延長(zhǎng)光照來(lái)增加雞的產(chǎn)蛋量。

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

其實(shí)，除了在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面，信息傳遞還應(yīng)用于人類生活的很多方面，今天交給同學(xué)們的第一個(gè)作業(yè)就是查找信息傳遞在生活中其他領(lǐng)域的應(yīng)用。

5.課堂小結(jié)及作業(yè)

這節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了生態(tài)系統(tǒng)的信息種類、信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用以及信息傳遞在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用，經(jīng)過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，大家對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞這一功能應(yīng)該有了更為明確的認(rèn)識(shí)。在之前生物課上我們多次探討過(guò)生物實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法，那今天的另一個(gè)作業(yè)就是請(qǐng)大家設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，證明雌蛾能分泌性外激素吸引雄蛾前來(lái)交尾。

七、教學(xué)反思

本節(jié)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(dòng)現(xiàn)象的實(shí)例，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)課的興趣，同時(shí)給學(xué)生普及了自然科學(xué)知識(shí)，有利于提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)；在第一個(gè)教學(xué)內(nèi)容“生態(tài)系統(tǒng)中信息的種類”中，讓學(xué)生閱讀課本，通過(guò)表格自己總結(jié)，在第二個(gè)教學(xué)內(nèi)容“信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用”中，組織學(xué)生分小組進(jìn)行討論，這些能調(diào)動(dòng)學(xué)生的課堂積極性，有利于提高學(xué)生分析、歸納的能力。

當(dāng)然，我認(rèn)為這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)對(duì)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(xué)素養(yǎng)和關(guān)于生態(tài)系統(tǒng)信息傳遞較為廣博的知識(shí)儲(chǔ)備，這樣才能輕松應(yīng)對(duì)學(xué)生課堂上的疑問(wèn)，同時(shí)相比前幾節(jié)內(nèi)容要求教師要有更強(qiáng)的隨機(jī)應(yīng)變能力，學(xué)生可能會(huì)舉出很多教師意想不到的例子，提出意想不到的問(wèn)題，這就需要教師靈活應(yīng)對(duì)，正確引導(dǎo)。

總的來(lái)說(shuō)，這節(jié)內(nèi)容看似簡(jiǎn)單，但是想要真正上好這節(jié)課還需要教師花更多的功夫來(lái)研究。