“態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞”一節(jié)的教學設計

摘要 以人教版高中生物新教材“生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞”一節(jié)為例，介紹如何以新課標為綱，在注重與現(xiàn)實生活的聯(lián)系過程中，實現(xiàn)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(tài)系統(tǒng)的信息傳遞”是人教版新教材必修3第五章第四節(jié)的內容。作為課標實驗教材中新增的一節(jié)教學內容，知識方面，在原有物質循環(huán)和能量流動的基礎上，讓學生更加全面地認識生態(tài)系統(tǒng)的功能，并可加深對“生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)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(tài)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(fā)展的深遠意義，體驗學以致用帶來的快樂，充分體現(xiàn)了“注重與現(xiàn)實生活的聯(lián)系”這一新課標基本理念，是難得的一節(jié)教育教學素材。

本節(jié)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(tài)系統(tǒng)中的作用；信息傳遞在生產實踐中的應用。各環(huán)節(jié)間邏輯關系較強，符合認知規(guī)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(yǎng)——生產實踐中的應用，并蘊藏著情感、態(tài)度與價值觀的教育。據此，本節(jié)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(xiàn)實生活的聯(lián)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(xiàn)有效課堂教學。

2 教學目標

2.1 知識目標

①了解生態(tài)系統(tǒng)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(tài)系統(tǒng)中的作用，加深對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)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(yǎng)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(tài)系統(tǒng)中的作用的探討與學習，培養(yǎng)知識遷移的能力。

2.3 情感、態(tài)度與價值觀目標

①認同生態(tài)系統(tǒng)結構與功能的復雜性與統(tǒng)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(fā)展的深遠意義。

3 教學重難點

說出信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)中的作用。

4 教學過程

4.1創(chuàng)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(xiàn)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(xiàn)，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(tài)系統(tǒng)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(jié)課——生態(tài)系統(tǒng)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(fā)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(tài)系統(tǒng)中生物之間以及生物和環(huán)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(fā)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(tài)度對待這節(jié)課，從而實現(xiàn)全員參與。

受生活經驗和知識儲備的限制，學生在這一環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)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(huán)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(tài)系統(tǒng)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(jié)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(tài)系統(tǒng)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(tài)系統(tǒng)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(tài)系統(tǒng)各個層次都有深刻的認識與理解，培養(yǎng)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(huán)和能量流動的關系如何?它們對生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)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(jié)框架，站在整個生態(tài)系統(tǒng)的層面，結合能量流動、物質循環(huán)的有關內容，分析信息傳遞在生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性方面的作用，加深對“穩(wěn)態(tài)”的理解。明確它們都是生態(tài)系統(tǒng)的重要功能，認同生態(tài)系統(tǒng)結構與功能的復雜性與統(tǒng)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(jié)：“生態(tài)系統(tǒng)中存在著精巧的信息傳遞和聯(lián)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(fā)現(xiàn)。”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(yǎng)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(xiàn)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(tài)系統(tǒng)的主要功能之一，在生態(tài)系統(tǒng)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(fā)?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(fā)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(fā)現(xiàn)，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?shù)佞椀穆曇簟＝處熢诓涣呦W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(chuàng)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(chuàng)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(xiàn)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(yǎng)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(jié)時增效。

最后，教師以打油詩的形式結束這節(jié)課：生態(tài)系統(tǒng)蘊藏了太多的奧秘，信息傳遞溝通著生物問的聯(lián)系，科學探索揭示出自然的規(guī)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(fā)展的深遠意義。

5 教學反思

生物課程標準對本節(jié)的具體內容標準描述為“舉例說出生態(tài)系統(tǒng)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(fā)生在生物體內部和生物與環(huán)境之間的相互作用，理解生命系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)，認識生命系統(tǒng)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(tǒng)統(tǒng)“搬到”課件中展現(xiàn)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。“點到為止”，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(yǎng)學生實驗探究能力無可厚非，但就本節(jié)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(tài)系統(tǒng)三大功能之一，信息傳遞卻與物質循環(huán)、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(tài)系統(tǒng)層面，理解生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)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(tǒng)的層次，既能培養(yǎng)學生的發(fā)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(tǒng)的信息觀。