2.4生态系统运行离不开信息传递教学设计2026-2027学年高二上学期生物沪科版选修二

该高中生物学教学设计聚焦生态系统信息传递核心知识，作为生态系统三大功能收尾课，承接能量流动与物质循环，通过“竹外桃花三两枝”古诗情境及蜜蜂舞蹈图导入，构建“能量流动、物质循环、信息传递”三位一体功能框架。 特色在于采用分类图示案例教学，依托海豚声波、蚕蛾触角等图辨析物理、化学、行为信息，对比归纳三大功能协同关系，结合水溞实验设计培养科学探究能力，崇明生态岛本土案例落实态度责任，助力学生形成生命观念与科学思维，帮助教师高效达成教学目标。

教学设计 课程名称 生态系统运行离不开信息传递 选用教材 高中生物沪科版选修二 教学章节 第二章第四节 授课对象 高二学生 授课类型 新授课 授课学时 1课时（45分钟） 一、教学内容分析 本节是第二章生态系统三大功能收尾课时，在前两节能量单向流动、物质循环往复知识基础上，完善 “能量流动、物质循环、信息传递” 三位一体的生态系统完整功能框架。本节课以古诗情境与蜜蜂舞蹈语言实景图导入，设置两道思考讨论题引出信息传递的普遍存在；第一板块阐明信息传递是生态系统正常运行的必备条件，梳理信息产生、传输、接收三大基本环节，分别从维持生命活动、调节种间关系、生产生物防治应用三个维度阐述信息传递的生态价值；第二板块分类讲解三类生态信息：物理信息、化学信息、行为信息，依托海豚声波图、雄蚕蛾触角感受器图、蜜蜂舞蹈示意图逐一拆解每类信息的载体、实例与传递机制；第三板块对比三大生态系统功能的依存协同关系，明确三者同步发生、相互调控，信息传递双向流动可调控能量与物质流动的方向、强度；设置水溞感知捕食者化学信息的思维训练，引导学生自主设计对照验证实验；拓展崇明世界级生态岛本土工程案例，结合中华鲟增殖放流实景图展现信息传递理论在大型生态修复工程中的落地应用；最后配套五道自我评价习题，结合农业、动物行为、传统文化成语多角度巩固信息类型判断与作用分析；整节课遵循 “情境导入→信息传递整体作用→三类信息分类辨析→三大功能协同关系→探究实验设计 + 本土生态工程应用” 逻辑，落实稳态平衡、协同统一的生命观念，训练图像案例辨析、实验方案设计、综合辩证分析的科学思维，依托上海崇明本土生态案例落实生态文明思政育人。 二、学情分析 1. 知识基础 学生已经熟练掌握生态系统能量流动、物质循环全部核心规律，知晓生产者、消费者、分解者、无机环境四大组分的依存关系；生活中见过蜜蜂跳舞、孔雀开屏、动物依靠气味、声音交流等直观现象，能初步感知生物间存在信号交流；但学生未建立 “生态信息传递” 专业概念，无法系统划分物理、化学、行为三类信息，不能区分同种、异种生物间信息传递的不同作用；不清楚信息传递、能量流动、物质循环三者不可分割的协同关系，容易割裂三大生态功能；难以结合水溞案例完整设计单一变量对照实验验证化学信息传递；对崇明生态岛生态修复工程缺乏认知，不能运用信息传递原理解释生态治理措施的底层逻辑。 2. 能力基础 高二学生具备实景示意图、生物结构图基础读图能力，能简单提取图中生物行为、结构特征信息；但依托多类生物案例，精准区分三类信息类型的归纳辨析能力薄弱；围绕水溞感知捕食者化学信息的探究主题，自主控制单一变量、设置空白对照、梳理完整实验步骤的科学探究方案设计能力不足；结合崇明生态岛本土工程、农业生物防治、传统文化成语多类情境，综合论述信息传递生态价值与实践应用的逻辑论述能力，需要课堂分组图文研讨、实验方案设计逐步锻炼。 3. 认知基础 学生存在多处典型认知误区：一是片面认为信息传递仅发生在动物之间，忽略植物、无机环境同样可以释放、接收物理、化学信息；二是混淆信息传递与能量、物质流动特征，误以为信息和能量一样单向传递，不清楚信息传递具备双向交流的核心特点；三是仅从表层外观判断信息类型，无法从信号载体本质区分物理、化学、行为信息，常把动物动作简单归为化学信息；四是割裂三大生态功能，认为能量、物质流动和信息传递独立发生，不理解三者同步进行、相互调控；五是认为信息传递仅用于生物繁衍，忽略其调节捕食、竞争种间关系、维持生态稳态的核心作用。 三、教学目标 1. 生命观念 树立稳态与平衡观念，信息传递能够调节生物种间捕食、竞争关系，制约种群数量波动，维持生态系统结构与功能长期稳定；建立协同统一观念，能量流动、物质循环、信息传递三大生态系统功能同步发生、相互依存，能量是动力、物质是载体、信息调控流动的方向与强度，三者共同构成完整有机整体；形成整体统一观念，生物群落内部、生物与无机环境之间双向信息交流，是生态系统自我调节能力的重要基础，缺失信息传递会打破群落稳态。 2. 科学思维 以蜜蜂舞蹈语言示意图、海豚声波回声定位图、雄蚕蛾触角感受器结构图、水溞形态变化对比图、长江口珍稀水生生物增殖放流实景图为事实证据，归纳生态系统信息传递的完整概念，依据信号载体本质区分物理、化学、行为三类信息；对比三大生态功能的流动特征、相互作用关系，辩证分析信息传递对能量、物质流动的调控作用；结合水溞探究情境，推导单一变量对照实验的设计逻辑，依托案例证据辨析各类信息的生态作用，形成图像实例归类、多功能对比辨析、实验逻辑推演的严谨思维习惯。 3. 科学探究 结合蜜蜂舞蹈语言示意图，小组合作完成开篇两道思考讨论题，自主梳理蜜蜂行为信息对种群、群落的影响；小组研读水溞感知捕食者化学信息图文材料，独立设计完整对照实验方案，明确自变量、因变量、无关变量、空白对照组设置；研读崇明生态岛工程文本与增殖放流实景图，分组梳理生态修复工程中利用信息传递调控生物种群的具体措施；课后选取校园动植物，实地观察记录三类生态信息传递实例，整理观察记录表。 4. 社会责任 能够结合昆虫性外激素诱杀害虫、播放猛禽鸣声驱鸟等农业、机场生物防治案例，理解信息传递原理可替代高毒化学农药，倡导绿色、低污染生物防控技术；依托上海崇明世界级生态岛本土修复工程、中华鲟保护增殖放流案例，体会我国城市河口生态修复成果，树立保护生物间信息交流渠道、维持完整群落结构的环保意识；结合 “竹外桃花三两枝，春江水暖鸭先知” 等传统古诗文、老马识途等成语，挖掘古人对生态信息传递的朴素认知，传承人与自然和谐共生的传统生态智慧；能够运用三类信息传递规律，为本地农田、湖泊生态保护提出生物防治、种群调控的合理化实操建议。 四、教学重难点 重点 1. 生态系统信息传递的概念、三大基本环节，信息传递维持生命活动、调节种间关系、支撑生物防治的多重生态作用； 2. 物理信息、化学信息、行为信息三类生态信息的载体、典型实例，精准区分三类信息类型； 3. 能量流动、物质循环、信息传递三大生态系统功能的协同依存关系，明确信息传递双向流动、调控另外两大功能的核心特征； 4. 运用信息传递原理开展农业生物防治、河口生态岛修复等生产、生态实践。 难点 1. 依据信号载体本质精准区分三类信息，辨析同种、异种生物间信息传递的不同功能； 2. 完整梳理三大生态系统功能相互依存、协同调控的内在逻辑，理解三者不可割裂； 3. 围绕水溞感知捕食者化学信息的主题，自主设计控制单一变量、设置对照的完整验证实验方案。 五、教学方法  古诗 + 蜜蜂行为情境导入法：利用江南早春古诗、蜜蜂舞蹈语言示意图创设生活化生物行为情境，引出生态系统信息传递主题；  分类图示案例教学法：依托海豚声波图、雄蚕蛾触角结构图、蜜蜂舞蹈示意图、水溞对比图，分层拆解三类信息的载体、传递机制；  三大功能对比归纳教学法：表格横向对比能量流动、物质循环、信息传递的流动方向、载体、相互作用；  探究实验方案设计法：围绕水溞思维训练主题，引导小组自主设计对照验证实验；  本土生态案例研讨法：结合崇明世界级生态岛、中华鲟增殖放流本土工程，研讨信息传递理论在生态修复中的实践应用。 六、教学资源 教材配套图文素材：蜜蜂的舞蹈语言示意图、海豚利用声波回声定位示意图、雄性蚕蛾触角感受器结构图、捕食者出现前后两种水溞形态对比图、长江口珍稀水生生物增殖放流实景图；配套文本：蜜蜂舞蹈两道思考讨论题、三类生态信息科普文字、水溞思维训练实验探究题、崇明世界级生态岛建设拓展阅读材料、五道自我评价综合论述习题。 七、教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 环节一 古诗 + 蜜蜂舞蹈情境导入，梳理课堂学习主线（6 分钟）  诗文情境导入：前两节课我们学习了生态系统两大核心功能，能量只能单向流动逐级递减，物质可以在生物与无机环境之间循环往复。诗句 “竹外桃花三两枝，春江水暖鸭先知” 描绘出鸭子感知水温变化、接收到春天到来的信号；蜜蜂找到蜜源后还会通过特殊舞蹈通知同伴蜜源的距离与方位，这说明生态系统内除能量、物质外，还存在大量信号交流，也就是信息传递，今天我们系统学习生态系统中三类信息的区分、信息传递的生态作用，以及三大生态功能协同运作的完整规律，同时结合本土崇明生态岛案例分析信息传递在生态修复中的实践应用。  出示蜜蜂的舞蹈语言示意图 讲解图中圆圈舞、摆尾舞两种蜜蜂专属行为，圈舞代表蜜源距离 100 米以内，摆尾舞代表蜜源超过 100 米，摆尾频率对应距离远近，蜜蜂爬行与太阳夹角代表蜜源方位，抛出页面两道思考讨论题：  如果失去这些 “舞蹈语言”，蜜蜂所在的生态系统会有什么后果？  自然界还有其他动物使用类似的 “舞蹈语言” 吗？  板书梳理本课时三大学习板块：一、信息传递是生态系统正常运行的必备条件，多重生态作用；二、物理、化学、行为三类信息的载体、实例区分；三、能量流动、物质循环、信息传递三大功能协同依存；四、水溞探究实验设计、崇明生态岛本土生态工程应用、自我评价习题巩固。  回忆前一节能量流动、物质循环、生态系统四大组分旧知识，带着 “生物之间传递的信号分为哪些类型、信息传递对生物生存繁殖有什么作用、三大生态功能之间存在怎样的关联、如何设计实验验证水中化学信息传递、崇明生态岛如何利用信息传递修复水环境” 的疑问进入新课学习。  观看蜜蜂舞蹈语言示意图，区分图内圈舞、摆尾舞两种行为，记录舞蹈动作传递蜜源距离、方位两类信息，记录本课时四大学习板块，准备小组交流两道蜜蜂思考题。 环节二 模块一 信息传递的整体作用、三类生态信息分类辨析（18 分钟）  组织小组完整作答两道蜜蜂舞蹈思考题，汇总各组答案后给出信息传递完整定义：生态系统各组分内部、组分之间产生、传输、接收信号并产生对应响应的双向交流过程，包含信息产生、传输、接收三个基础环节；分层讲解信息传递三大核心生态作用： 第一，保障生物正常生命活动：鸭子感知水温、大闸蟹感知降温完成生殖洄游，各类生物生长、繁殖均依赖环境、同类释放的信息； 第二，调节生物种间关系，维持生态稳态：狼依靠气味定位猎物，鹿依靠气味躲避捕食，捕食、竞争物种依靠信息制约种群数量，维持捕食平衡； 第三，服务人类生产生物防治：农田释放昆虫性外激素诱捕害虫，机场播放猛禽鸣声驱避鸟类，减少化学药剂、机械驱鸟带来的污染与损耗。  过渡讲解生态系统三类信息，依次出示对应示意图分层拆解： 第一类：物理信息，出示海豚利用声波回声定位示意图 定义依靠光、声、温度、磁场、机械振动等物理介质传递的信号，来源包含无机环境与生物体；举例：光照调控植物开花、海豚、蝙蝠依靠声波定位、雄蟋蟀鸣叫传递物种、性别、领地信息。 第二类：化学信息，出示雄性蚕蛾发达触角感受器结构图 定义生物分泌挥发性化学物质，被其他生物感受器接收并产生响应；以蚕蛾性诱醇为例，雌蛾分泌化学信号随风扩散，雄蛾依靠触角数千感受器远距离感知，精准完成求偶；拓展实例：植物分泌驱虫化学物质、狼与鹿依靠气味感知彼此存在。 第三类：行为信息，依托导入蜜蜂舞蹈示意图补充讲解，定义动物特有的求偶、警示、觅食等动作行为，向同种或异种生物传递信号；典型实例：蜜蜂圈舞 / 摆尾舞、雄孔雀开屏求偶炫耀，依靠完整动作完成信息交流。 同步设置区分小提问，带领学生即时辨析：孔雀开屏属于哪一类信息？蚕蛾性诱醇属于哪一类？海豚回声定位声波属于哪一类？引导学生抓住信号载体本质快速归类。  观看蜜蜂舞蹈示意图、海豚声波示意图、雄蚕蛾触角结构图，完整抄写信息传递定义、三大生态作用、三类信息划分标准，小组完整口述两道蜜蜂舞蹈思考题标准答案。  分组绘制三类信息对比表格，逐条记录信号载体、来源、典型生物实例、同种 / 异种传递对象，同桌互相随机举例，快速判断信息类型，强化分类辨析能力。  标记核心知识点：信息传递双向交流；物理信息依靠声光温等介质，化学信息依靠分泌物，行为信息依靠动物动作；信息传递可调控种间关系、支撑绿色生物防治。 环节三 模块二 三大生态功能协同关系、水溞探究实验、崇明生态岛应用（17 分钟）  过渡梳理三大生态系统功能内在关联，分层讲解协同依存逻辑：能量流动、物质循环、信息传递同步发生、不可分割；能量是生态系统运行的动力，驱动物质沿食物链循环流动；物质作为能量载体，承载化学能在各营养级传递；信息传递具备双向性，能够调控能量流动、物质循环的流动方向与强度；横向对比三者核心差异：能量单向流动逐级耗散、物质循环往复、信息双向传递；三者协同作用，共同保障生态系统整体性、稳定性。出示学习提示文字总结：三者协同作用决定生态系统整体稳态，尊重自然规律才能实现生态可持续发展。  开展思维训练探究实验设计，出示捕食者出现前后两种水溞形态对比图 讲解背景知识：鱼类捕食者释放到水体中的化学物质会诱导水溞长出颈齿、扩大外壳，降低被捕食概率；抛出探究思考题：你能设计一个实验方案，验证水溞能利用化学信息探测捕食者的出现吗？引导小组分步梳理实验设计要素：自变量为有无捕食者水体浸出液，因变量为水溞形态变化，设置空白对照组（不含捕食者水体）、单一变量控制，温度、光照、饲养密度全部保持一致，长期饲养后观测两组水溞外壳、颈部形态差异。汇总规范实验框架，明确对照、单一变量两大实验核心原则。  拓展生物学与社会本土崇明生态岛案例，出示长江口珍稀水生生物增殖放流实景图 分层解读：崇明岛作为长江河口世界级生态屏障，生态修复全程依托生态系统完整理论，充分利用生物间信息传递调控物种种群；东滩修复引入互花米草管控本土鸟类栖息环境，中华鲟增殖放流依托水体化学、物理信息引导幼鱼适应河口环境；青草沙水库依托完整信息传递链条维持淡水生态平衡，兼顾上海饮用水水源保护、文旅民宿、特色农业多元发展，践行绿水青山就是金山银山的生态发展理念。  过渡引入自我评价五道综合论述习题，逐条出示完整题目，组织小组分题研讨作答，串联三类信息区分、信息传递作用、传统文化、实验逻辑全部知识点：  农民常在田野中放置稻草人，以此降低鸟类对农作物的啄食。这个措施中是否存在信息传递？如果有，是什么类型的信息？  金丝桃能分泌一种引起光敏性并刺激皮肤的化合物，使摄食的动物变盲或致死，从而使很多动物避开这种植物。这种现象是否属于生态系统的信息传递？  蜜蜂跳舞时，会产生声音。人们利用电子仪器模拟产生相同频率的声音，也可以吸引蜜蜂到花园采蜜。这种模拟是利用了什么信息来影响蜜蜂的行为？  一些成语也体现出古人对生态系统中信息传递的认识，如老马识途、飞蛾扑火…… 你还知道哪些类似的成语？它们包含的信息类型和对生物的作用分别是什么？  蟑螂喜好在夜间活动。科学家在实验室设置条件将白天和黑夜加以颠倒，经过一个星期左右，蟑螂就改在人造的 “黑夜” 里活动了（尽管外界实际是白天）。这个实验说明了什么？ 每道题目作答完成后，汇总规范答题框架，串联三类信息、信息传递稳态作用、三大生态功能关联全部知识点。  课堂三层阶段性小结：第一，信息传递是生态系统必备功能，分为物理、化学、行为三类，可维持生命活动、调节种间关系、用于生物防治；第二，能量流动、物质循环、信息传递三者同步协同运作，信息双向传递调控另外两大功能；第三，可依托对照实验验证水体化学信息传递，崇明本土生态岛工程运用信息传递原理完成河口生态修复。  布置分层课后巩固任务：基础任务整理三类信息对比表格，抄写三大生态功能协同关系文字；提升任务完整书写水溞验证化学信息的对照实验完整方案；拓展任务搜集本地农田生物防治案例，梳理利用信息传递减少农药使用的具体措施。  观看水溞形态对比图、长江口水生生物增殖放流实景图，完整记录三大生态功能协同依存逻辑、崇明生态岛修复核心举措，小组分工完成五道自我评价论述题，完整阐述每道题对应的信息类型、信息传递生态作用。  分组完整设计水溞探究实验，明确对照组、自变量、无关变量、观测指标，梳理完整饲养、观测步骤；结合崇明生态岛文本，论述信息传递在鸟类、鱼类种群调控、淡水水库稳态维持中的作用。  跟随教师梳理本课时全部核心知识点，同桌互相抽查三类信息区分标准、三大生态功能差异、蜜蜂舞蹈信息类型，记录三层课后巩固任务。 环节四 课堂收尾，整合第二章三大功能完整知识框架（4 分钟） 引导学生梳理本课时完整知识脉络：蜜蜂舞蹈情境导入→信息传递定义与三大生态作用→物理 / 化学 / 行为三类信息分类辨析→能量、物质、信息三大功能协同关系→水溞对照实验方案设计→崇明本土生态岛工程应用 + 自我评价习题巩固；整合第二章全章主线：生态系统结构（组分、食物链食物网）→三大核心功能（能量流动、物质循环、信息传递），标记高频易错汇总点：信息传递双向流动；区分信息看信号载体而非生物行为；三大功能不可割裂、同步发生；实验设计必须设置空白对照、控制单一变量。预告本章单元复习，梳理本节三类信息、三大生态功能对比思维导图复习要求。 完善课堂全部笔记，重点抄写三类信息划分标准、三大生态功能协同逻辑、水溞实验设计框架三大核心内容，同桌互相抽查信息类型辨析、信息传递生态作用、三大功能流动特征，巩固本节全部定性知识点。 八、板书设计 九、课程思政 本节课依托 “春江水暖鸭先知” 传统古诗文、老马识途等成语，挖掘我国古人对生物信息交流的朴素生态认知，传承人与自然和谐共生的中华传统生态智慧；通过蜜蜂舞蹈、蚕蛾化学信号、水溞诱导防御多组生物图示分层分析，培养学生依托图像载体分类归纳、自主设计对照实验、严谨推演生态规律的科学探究素养；结合崇明世界级生态岛本土河口修复工程、青草沙水源地保护、中华鲟增殖放流案例，展现上海本土生态文明建设成果，体会我国统筹生态保护与民生经济发展、践行绿水青山发展理念的大国治理思路；依托昆虫性外激素诱杀害虫、声波驱鸟等生物防治案例，引导学生主动推广低污染、绿色生态防控技术，树立减少化学药剂污染、保护生物间完整信息传递渠道、守护生物多样性的社会责任。 十、教学反思与修改措施 1 教学反思 本节课使用蜜蜂舞蹈语言示意图、海豚声波示意图、雄蚕蛾触角结构图、水溞形态对比图、长江口水生生物增殖放流实景图五组教材素材，按照信息传递整体作用 — 三类信息辨析 — 三大功能协同 — 探究实验 + 本土生态应用逻辑完成 45 分钟授课。多数学生能记住存在三类生态信息，但课堂短板明显：一是学生区分信息类型时仅依靠生物外在行为判断，忽略信号载体本质，频繁混淆化学、行为信息；二是无法完整梳理能量、物质、信息三大功能协同依存的逻辑链条，答题时常割裂三者，不能解释信息如何调控另外两大功能；三是设计水溞验证化学信息的实验时，遗漏空白对照组设置，无关变量控制描述片面，实验步骤缺少长期观测形态变化的关键环节；四是分析崇明生态岛修复案例、自我评价论述题时，仅能表层描述现象，缺少信息传递、种间调节的原理支撑论述；五是课堂留给小组自主辨析三类信息、完整设计探究实验方案的研讨时间不足，课后信息分类、实验设计类习题错误较多、逻辑不完整。 2 修改措施 课前发放三类信息载体区分填空预习单，强制标注每类信息的核心载体，配套多组实例当堂辨析训练；课堂增加三大功能协同关系分层填空互动，完整梳理动力、载体、调控三层逻辑关联；补充水溞实验设计标准化答题框架，明确对照组、自变量、观测指标、饲养条件、观测周期五大必备要素，当堂分组书写完整实验步骤；压缩教师图示、理论讲解时长，增加小组辨析信息类型、讨论崇明生态岛信息调控方案的交流时间；课前给五道自我评价论述题设置分层答题框架，要求答案必须串联信息类型、信息传递稳态作用两层原理；课后配套三类信息辨析、三大功能关系简答、实验方案书写三类专项习题，夯实信息分类判断、生态功能协同逻辑、对照实验设计能力，提升学生依托各类图示、本土生态案例综合分析生态系统功能的逻辑水平。 学科网（北京）股份有限公司 $