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摘要 以人教版高中生物新教材“生态系统的信息传递”一节为例，介绍如何以新课标为纲，在注重与现实生活的联系过程中，实现三维教学目标，促进有效课堂教学，为新课改背景下教师的教学活动提供一定的参考。
关键词 信息传递 教学设计 问题串
中图分类号 G633.91 文献标识码 B
1 教材分析
“生态系统的信息传递”是人教版新教材必修3第五章第四节的内容。作为课标实验教材中新增的一节教学内容，知识方面，在原有物质循环和能量流动的基础上，让学生更加全面地认识生态系统的功能，并可加深对“生态系统的稳定性”这一核心概念的理解，完善了学生的科学知识体系；能力方面，丰富多彩的教学素材锻炼了学生分析资料、处理信息和提炼新知的能力；情感、态度与价值观方面，通过信息传递在生产实践中的应用，领悟保护生物多样性，人与自然和谐发展的深远意义，体验学以致用带来的快乐，充分体现了“注重与现实生活的联系”这一新课标基本理念，是难得的一节教育教学素材。
本节教学内容易懂，脉络清晰，大致包括如下三方面内容：信息的概念和类型；信息传递在生态系统中的作用；信息传递在生产实践中的应用。各环节间逻辑关系较强，符合认知规律，便于学生学习。前半部分重在理论知识的学习，主要内容有信息的种类和作用；而后半部分则重在学生知识迁移能力的培养——生产实践中的应用，并蕴藏着情感、态度与价值观的教育。据此，本节教学的整体思路是：以新课标的基本理念为指导思想，注重与现实生活的联系，让课堂与生产实践紧密相连，在引导学生感性认识与理性思考的过程中实现有效课堂教学。
2 教学目标
2.1 知识目标
①了解生态系统中信息传递的种类，可以对常见实例做出准确判断。
②说出信息传递在生态系统中的作用，加深对生态系统稳定性的理解。
2.2 能力目标
①通过组织对教材资料的讨论，培养分析资料、处理信息和提炼新知的能力。
②通过信息传递在生态系统中的作用的探讨与学习，培养知识迁移的能力。
2.3 情感、态度与价值观目标
①认同生态系统结构与功能的复杂性与统一性的观点。
②感受大自然的奥妙，领悟保护生物多样性，人与自然和谐发展的深远意义。
3 教学重难点
说出信息传递在生态系统中的作用。
4 教学过程
4.1创设情境，导入新课
由教师展示一组图片信息：甲骨文、烽火台、古代驿站、孔明灯、信鸽、鸡毛信、电报、手机、计算机网络。请学生用一个词描述图片中的共同主题(信息)。让学生认识到，从古至今，信息传递在人们的生活中是非常常见的，是事物表现的一种普遍形式。在人类社会中，信息往往以文字、图像、图形、语言、声音等形式出现，以类比方法，由熟悉的人类的信息传递，导入新课。接着，话锋一转：既然人类从古至今有着如此丰富的信息传递方式，那么，在生态系统中，生物之间是否也存在有信息传递呢?如果有，到底生物是如何进行信息的传递呢?带着这一问题，让我们共同走进这节课——生态系统的信息传递。
由教师精心设置的这组图片情境，既可以给学生以视觉上的冲击，有效激发学生的学习兴趣，又可顺其自然的引出本课的主题词——信息。再由人类迁移至生物界，从效果上看可以点燃学生的求知欲，使之成为学生强大的学习动力。
4.2 全员参与，明确信息传递的三种类型
“那么你们能否举出一些熟悉的生态系统中生物之间以及生物和环境之间的信息传递的例子?”这样以头脑风暴的形式，由学生列举出耳闻目睹的生动实例，与此同时，教师将学生所说实例的要点逐一写在黑板上(副板书)。这既是为下一阶段的学习提供丰富的第一手资料，其行为本身也是对那些积极思考问题的学生的一种肯定、一种表扬，更可以鼓励那些不善发言，思考略慢的学生循着黑板上其他同学的思维轨迹以积极、认真的态度对待这节课，从而实现全员参与。
受生活经验和知识储备的限制，学生在这一环节可能出现的问题是：或举例过于集中某一方面(如都是物理信息的例子)，或偏重于生物之间的信息传递而忽视生物与环境之间的实例。避免和解决这些问题的教学策略可以是：教师让学生在课前多渠道的搜集整理相关资料，并在课上提示学生在举例时要做到“人无我有，人有我精，多方视角，力争不重”。
在科学研究中往往需要将事物分类，有了丰富的实例，学生归纳起来应该不会太困难。针对教师提问“以上这些例子究竟都是通过什么具体方式(或媒介)传递信息的?”引导学生思考实例间的内在共性，通过分析，明确信息传递的三种类型。教师可以结合科学家对信息传递各种类型的定义，总结学生答案，并对定义中提及的而学生又未能想到的方面(如物理信息中的湿度、温度，化学信息中的有机酸等)摆事实、作补充。要让学生体会到科学的归纳需要以大量的素材为前提，科学家是掌握了大量素材，所以对概念的把握才比普通类更加全面、准确。
4.3 问题串引领，理解信息传递在生态系统中的作用
了解了信息传递的种类，知道了信息传递在自然界是普遍存在的，而“存在便是道理”，信息传递的意义何在?教师要充分利用教材中诸如“资料分析”等专栏。本节教材为学生提供了4则资料，并配有5道讨论题，旨在指导学生分析信息传递在生态系统中的作用。为了提高课堂的有效教学，在备课时，教师可以根据学生的实际情况充分利用教材所给的4则资料，亦可从中选取部分进行重组，通过课外资料，以问题串引领，促进有效学习。学生通过阅读、分析、讨论所给资料，结合问题串，尝试归纳信息传递在生态系统中的作用，并与教材达成共识。在此过程中，通过精设问题串层层深入的引导，为学生指明思考方向，让学生对信息传递的作用从个体到种群再到生态系统各个层次都有深刻的认识与理解，培养学生分析资料、处理信息和提炼新知的能力。
对于问题串，除了教材提供的讨论题外，教师还可以补充如下问题：信息传递与已经学过的物质循环和能量流动的关系如何?它们对生态系统的稳定性都起到怎样的作用?设计此题的用意在于引导学生跳出本节框架，站在整个生态系统的层面，结合能量流动、物质循环的有关内容，分析信息传递在生态系统稳定性方面的作用，加深对“稳态”的理解。明确它们都是生态系统的重要功能，认同生态系统结构与功能的复杂性与统一性的观点。
教学中不可忽视信息传递可能的其他作用这一细节：“生态系统中存在着精巧的信息传递和联络，但是目前人们只能模糊地认识自然界的这种‘对话’，这也正是生物学的魅力所在，对于那些未知的作用，还要期待有朝一日在座同学们的探索发现。”一句话，既是对上述内容的补充，明确信息传递的作用不仅局限于课本所述，又是表达了教师对学生们的深切期望——激励学生对科学的向往与探索。
接下来，引用达尔文的一句话“我并不高明，如果非要说我高明，那是我的观察力更强些”，借助多媒体 向学生展示两位科学家拍摄的有关生物信息传递的片断。欣赏的过程既是为了加深学生对知识的理解，同时也可不失时机地对学生进行情感教育——没有观察就没有素材，没有素材就不会有可靠的科学结论，然而科学家为拍摄一些鲜为人知的宝贵素材，往往要付出辛苦的努力——培养学生克服困难、勇于为科学研究献身的精神。
4.4 走进生活，实现信息传递在生产实践中的应用一
在学习了信息传递的作用之后，教师将话题转移：“信息传递作为生态系统的主要功能之一，在生态系统中起着重要的作用，我们了解自然，保护自然，更要利用自然为人类服务。通过以上对信息传递的学习，你从中受到哪些启发?在生产实践中，信息传递是否也有重要的应用呢?”为了打开学生的思路，教师可以先给学生举个有关机场驱鸟器的例子：我国机场经常受到附近鸟类的干扰，严重影响飞机的起飞降落。国外发明一种驱鸟器，里面有好几种声音模式，能播放出鸟类天敌的叫声，将鸟儿们吓跑。但是中国从国外引进的驱鸟器，鸟儿竟一点也不怕。后来，技术人员发现，就是因为这驱鸟器是国外引进的，音盒里的鸟声是模拟外国鸟叫，中国鸟可能存在“语言”障碍，听不懂……怎么办?本案例可以有两类答案，学生会倾向于利用种间关系答出一种——录制一些当地鹰的声音。教师在不吝惜对学生表扬的同时，让学生举一反三——从种内关系入手(还可以录制同类的惨叫声)。如此，教师创造了思维梯度，让学生利用所学知识明晰其中的原理(物理信息)，达到殊途同归的效果，激起学生的跃跃欲试!
教师的例子只是起到抛砖引玉的作用。接下来，为学生创造四个情境：
①秋菊变夏菊：菊花在秋天开放，为了迎接“七一”党的生日，有人想让菊花在夏天开放，你能做到吗?
②消灭菜粉蝶：菜粉蝶是十字花科蔬菜的重要害虫，因十字花科植物会产生一种芥子油，引来雌蝶产卵，如何利用信息传递原理，除去害虫。
③孔雀开屏：游人偶尔会看到动物园中的孔雀开屏，为了使游人有更多看到孔雀开屏的机会，你可以怎么做?
④检测毒品：走私毒品，害人害己，在缉毒过程中，如何利用生物信息传递的原理，快速检测毒品的存在与否?
参考答案：①人为适当缩短光照②人工合成植物信息素吸引昆虫，达到消灭害虫的目的③一雌多雄，种内斗争④化学信息传递，动物条件反射的建立
将以上4个问题随机布置给各学习小组，展开小组讨论，并进行组间互评，教师适时指导。
信息传递在生产实践中的应用，可以说更能体现问题从社会中来，又回到社会中去解决新问题的理念。让学生分组讨论，激活学生的思维，培养学生知识迁移、解决实际问题的能力，达到学以致用的目的。此外，一个课题，多个角度，分组讨论，节时增效。
最后，教师以打油诗的形式结束这节课：生态系统蕴藏了太多的奥秘，信息传递沟通着生物问的联系，科学探索揭示出自然的规律，学以致用诠释了学习的意义!以此让学生感受大自然的奥妙，领悟保护生物多样性，人与自然和谐发展的深远意义。
5 教学反思
生物课程标准对本节的具体内容标准描述为“举例说出生态系统中的信息传递”，所使用的行为动词为“举例说出”，属最低层次的“了解水平”；而在课程设计思路中有“认识发生在生物体内部和生物与环境之间的相互作用，理解生命系统的稳态，认识生命系统结构和功能的整体性”的描述。课标在这两方面的指导与建议提示教学中“度”的把握尤为重要。要以新课标为纲，把握教学的“广度”与“深度”，做到不跑题，不偏题。
首先是“广度”。在备课时，也许每位教师都有极其丰富的有关信息传递的素材，统统“搬到”课件中展现给学生吗?无疑会让学生走马观花，有华而不实之感，也背离了教学初衷，这种“广度”不可取，要忍痛割爱，懂得取舍，毕竟再丰富的课程资源也是要为教学服务的。“点到为止”，达到预期效果——让学生明确三种信息的本质特征即可。也有教师将“雌蛾是否通过分泌某种化学物质吸引雄蛾前来交尾”等探究实验引入课堂，培养学生实验探究能力无可厚非，但就本节教学任务而言，也似乎有跑题之嫌，如此不仅占用课时，冲淡了教学重点，而且徒添了紧张的学习气氛。
其次是“深度”。本课就内容而言，为了解层次；但作为生态系统三大功能之一，信息传递却与物质循环、能量流动同等重要!这就暗示教师不单单要让学生知道信息传递的几条作用，更要放眼生态系统层面，理解生态系统稳定性的原因，甚至可以追溯到微观的细胞层面，也同样存在着信息的传递!如此，适当挖掘教学的“深度”，将教学内容深入到整个生命系统的层次，既能培养学生的发散思维和对知识的迁移能力，又能树立从宏观到微观的生命系统的信息观。
关键词 信息传递 教学设计 问题串
中图分类号 G633.91 文献标识码 B
1 教材分析
“生态系统的信息传递”是人教版新教材必修3第五章第四节的内容。作为课标实验教材中新增的一节教学内容，知识方面，在原有物质循环和能量流动的基础上，让学生更加全面地认识生态系统的功能，并可加深对“生态系统的稳定性”这一核心概念的理解，完善了学生的科学知识体系；能力方面，丰富多彩的教学素材锻炼了学生分析资料、处理信息和提炼新知的能力；情感、态度与价值观方面，通过信息传递在生产实践中的应用，领悟保护生物多样性，人与自然和谐发展的深远意义，体验学以致用带来的快乐，充分体现了“注重与现实生活的联系”这一新课标基本理念，是难得的一节教育教学素材。
本节教学内容易懂，脉络清晰，大致包括如下三方面内容：信息的概念和类型；信息传递在生态系统中的作用；信息传递在生产实践中的应用。各环节间逻辑关系较强，符合认知规律，便于学生学习。前半部分重在理论知识的学习，主要内容有信息的种类和作用；而后半部分则重在学生知识迁移能力的培养——生产实践中的应用，并蕴藏着情感、态度与价值观的教育。据此，本节教学的整体思路是：以新课标的基本理念为指导思想，注重与现实生活的联系，让课堂与生产实践紧密相连，在引导学生感性认识与理性思考的过程中实现有效课堂教学。
2 教学目标
2.1 知识目标
①了解生态系统中信息传递的种类，可以对常见实例做出准确判断。
②说出信息传递在生态系统中的作用，加深对生态系统稳定性的理解。
2.2 能力目标
①通过组织对教材资料的讨论，培养分析资料、处理信息和提炼新知的能力。
②通过信息传递在生态系统中的作用的探讨与学习，培养知识迁移的能力。
2.3 情感、态度与价值观目标
①认同生态系统结构与功能的复杂性与统一性的观点。
②感受大自然的奥妙，领悟保护生物多样性，人与自然和谐发展的深远意义。
3 教学重难点
说出信息传递在生态系统中的作用。
4 教学过程
4.1创设情境，导入新课
由教师展示一组图片信息：甲骨文、烽火台、古代驿站、孔明灯、信鸽、鸡毛信、电报、手机、计算机网络。请学生用一个词描述图片中的共同主题(信息)。让学生认识到，从古至今，信息传递在人们的生活中是非常常见的，是事物表现的一种普遍形式。在人类社会中，信息往往以文字、图像、图形、语言、声音等形式出现，以类比方法，由熟悉的人类的信息传递，导入新课。接着，话锋一转：既然人类从古至今有着如此丰富的信息传递方式，那么，在生态系统中，生物之间是否也存在有信息传递呢?如果有，到底生物是如何进行信息的传递呢?带着这一问题，让我们共同走进这节课——生态系统的信息传递。
由教师精心设置的这组图片情境，既可以给学生以视觉上的冲击，有效激发学生的学习兴趣，又可顺其自然的引出本课的主题词——信息。再由人类迁移至生物界，从效果上看可以点燃学生的求知欲，使之成为学生强大的学习动力。
4.2 全员参与，明确信息传递的三种类型
“那么你们能否举出一些熟悉的生态系统中生物之间以及生物和环境之间的信息传递的例子?”这样以头脑风暴的形式，由学生列举出耳闻目睹的生动实例，与此同时，教师将学生所说实例的要点逐一写在黑板上(副板书)。这既是为下一阶段的学习提供丰富的第一手资料，其行为本身也是对那些积极思考问题的学生的一种肯定、一种表扬，更可以鼓励那些不善发言，思考略慢的学生循着黑板上其他同学的思维轨迹以积极、认真的态度对待这节课，从而实现全员参与。
受生活经验和知识储备的限制，学生在这一环节可能出现的问题是：或举例过于集中某一方面(如都是物理信息的例子)，或偏重于生物之间的信息传递而忽视生物与环境之间的实例。避免和解决这些问题的教学策略可以是：教师让学生在课前多渠道的搜集整理相关资料，并在课上提示学生在举例时要做到“人无我有，人有我精，多方视角，力争不重”。
在科学研究中往往需要将事物分类，有了丰富的实例，学生归纳起来应该不会太困难。针对教师提问“以上这些例子究竟都是通过什么具体方式(或媒介)传递信息的?”引导学生思考实例间的内在共性，通过分析，明确信息传递的三种类型。教师可以结合科学家对信息传递各种类型的定义，总结学生答案，并对定义中提及的而学生又未能想到的方面(如物理信息中的湿度、温度，化学信息中的有机酸等)摆事实、作补充。要让学生体会到科学的归纳需要以大量的素材为前提，科学家是掌握了大量素材，所以对概念的把握才比普通类更加全面、准确。
4.3 问题串引领，理解信息传递在生态系统中的作用
了解了信息传递的种类，知道了信息传递在自然界是普遍存在的，而“存在便是道理”，信息传递的意义何在?教师要充分利用教材中诸如“资料分析”等专栏。本节教材为学生提供了4则资料，并配有5道讨论题，旨在指导学生分析信息传递在生态系统中的作用。为了提高课堂的有效教学，在备课时，教师可以根据学生的实际情况充分利用教材所给的4则资料，亦可从中选取部分进行重组，通过课外资料，以问题串引领，促进有效学习。学生通过阅读、分析、讨论所给资料，结合问题串，尝试归纳信息传递在生态系统中的作用，并与教材达成共识。在此过程中，通过精设问题串层层深入的引导，为学生指明思考方向，让学生对信息传递的作用从个体到种群再到生态系统各个层次都有深刻的认识与理解，培养学生分析资料、处理信息和提炼新知的能力。
对于问题串，除了教材提供的讨论题外，教师还可以补充如下问题：信息传递与已经学过的物质循环和能量流动的关系如何?它们对生态系统的稳定性都起到怎样的作用?设计此题的用意在于引导学生跳出本节框架，站在整个生态系统的层面，结合能量流动、物质循环的有关内容，分析信息传递在生态系统稳定性方面的作用，加深对“稳态”的理解。明确它们都是生态系统的重要功能，认同生态系统结构与功能的复杂性与统一性的观点。
教学中不可忽视信息传递可能的其他作用这一细节：“生态系统中存在着精巧的信息传递和联络，但是目前人们只能模糊地认识自然界的这种‘对话’，这也正是生物学的魅力所在，对于那些未知的作用，还要期待有朝一日在座同学们的探索发现。”一句话，既是对上述内容的补充，明确信息传递的作用不仅局限于课本所述，又是表达了教师对学生们的深切期望——激励学生对科学的向往与探索。
接下来，引用达尔文的一句话“我并不高明，如果非要说我高明，那是我的观察力更强些”，借助多媒体 向学生展示两位科学家拍摄的有关生物信息传递的片断。欣赏的过程既是为了加深学生对知识的理解，同时也可不失时机地对学生进行情感教育——没有观察就没有素材，没有素材就不会有可靠的科学结论，然而科学家为拍摄一些鲜为人知的宝贵素材，往往要付出辛苦的努力——培养学生克服困难、勇于为科学研究献身的精神。
4.4 走进生活，实现信息传递在生产实践中的应用一
在学习了信息传递的作用之后，教师将话题转移：“信息传递作为生态系统的主要功能之一，在生态系统中起着重要的作用，我们了解自然，保护自然，更要利用自然为人类服务。通过以上对信息传递的学习，你从中受到哪些启发?在生产实践中，信息传递是否也有重要的应用呢?”为了打开学生的思路，教师可以先给学生举个有关机场驱鸟器的例子：我国机场经常受到附近鸟类的干扰，严重影响飞机的起飞降落。国外发明一种驱鸟器，里面有好几种声音模式，能播放出鸟类天敌的叫声，将鸟儿们吓跑。但是中国从国外引进的驱鸟器，鸟儿竟一点也不怕。后来，技术人员发现，就是因为这驱鸟器是国外引进的，音盒里的鸟声是模拟外国鸟叫，中国鸟可能存在“语言”障碍，听不懂……怎么办?本案例可以有两类答案，学生会倾向于利用种间关系答出一种——录制一些当地鹰的声音。教师在不吝惜对学生表扬的同时，让学生举一反三——从种内关系入手(还可以录制同类的惨叫声)。如此，教师创造了思维梯度，让学生利用所学知识明晰其中的原理(物理信息)，达到殊途同归的效果，激起学生的跃跃欲试!
教师的例子只是起到抛砖引玉的作用。接下来，为学生创造四个情境：
①秋菊变夏菊：菊花在秋天开放，为了迎接“七一”党的生日，有人想让菊花在夏天开放，你能做到吗?
②消灭菜粉蝶：菜粉蝶是十字花科蔬菜的重要害虫，因十字花科植物会产生一种芥子油，引来雌蝶产卵，如何利用信息传递原理，除去害虫。
③孔雀开屏：游人偶尔会看到动物园中的孔雀开屏，为了使游人有更多看到孔雀开屏的机会，你可以怎么做?
④检测毒品：走私毒品，害人害己，在缉毒过程中，如何利用生物信息传递的原理，快速检测毒品的存在与否?
参考答案：①人为适当缩短光照②人工合成植物信息素吸引昆虫，达到消灭害虫的目的③一雌多雄，种内斗争④化学信息传递，动物条件反射的建立
将以上4个问题随机布置给各学习小组，展开小组讨论，并进行组间互评，教师适时指导。
信息传递在生产实践中的应用，可以说更能体现问题从社会中来，又回到社会中去解决新问题的理念。让学生分组讨论，激活学生的思维，培养学生知识迁移、解决实际问题的能力，达到学以致用的目的。此外，一个课题，多个角度，分组讨论，节时增效。
最后，教师以打油诗的形式结束这节课：生态系统蕴藏了太多的奥秘，信息传递沟通着生物问的联系，科学探索揭示出自然的规律，学以致用诠释了学习的意义!以此让学生感受大自然的奥妙，领悟保护生物多样性，人与自然和谐发展的深远意义。
5 教学反思
生物课程标准对本节的具体内容标准描述为“举例说出生态系统中的信息传递”，所使用的行为动词为“举例说出”，属最低层次的“了解水平”；而在课程设计思路中有“认识发生在生物体内部和生物与环境之间的相互作用，理解生命系统的稳态，认识生命系统结构和功能的整体性”的描述。课标在这两方面的指导与建议提示教学中“度”的把握尤为重要。要以新课标为纲，把握教学的“广度”与“深度”，做到不跑题，不偏题。
首先是“广度”。在备课时，也许每位教师都有极其丰富的有关信息传递的素材，统统“搬到”课件中展现给学生吗?无疑会让学生走马观花，有华而不实之感，也背离了教学初衷，这种“广度”不可取，要忍痛割爱，懂得取舍，毕竟再丰富的课程资源也是要为教学服务的。“点到为止”，达到预期效果——让学生明确三种信息的本质特征即可。也有教师将“雌蛾是否通过分泌某种化学物质吸引雄蛾前来交尾”等探究实验引入课堂，培养学生实验探究能力无可厚非，但就本节教学任务而言，也似乎有跑题之嫌，如此不仅占用课时，冲淡了教学重点，而且徒添了紧张的学习气氛。
其次是“深度”。本课就内容而言，为了解层次；但作为生态系统三大功能之一，信息传递却与物质循环、能量流动同等重要!这就暗示教师不单单要让学生知道信息传递的几条作用，更要放眼生态系统层面，理解生态系统稳定性的原因，甚至可以追溯到微观的细胞层面，也同样存在着信息的传递!如此，适当挖掘教学的“深度”，将教学内容深入到整个生命系统的层次，既能培养学生的发散思维和对知识的迁移能力，又能树立从宏观到微观的生命系统的信息观。