4.2生物多样性关系到生态系统稳定及人类生存和发展教学设计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物多样性的三层内涵、三类价值及保护手段，通过水稻梯田实景与育种案例导入，承接人口增长引发的环境危机，搭建“内涵-价值-保护-调研”的学习支架。 以本土案例（如青蒿素研发、大熊猫保护）和分层图文教学为特色，结合实景图与案例培养科学思维和生命观念，设计本地生物多样性调研活动提升探究实践能力，为教师提供完整资源与分层任务，助力学生理解生态价值与保护责任。

教学设计 课程名称 生物多样性关系到生态系统稳定及人类生存和发展 选用教材 高中生物沪科版选修二 教学章节 第四章第二节 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 本节承接上一节人口增长引发全球环境危机的内容，以水稻梯田实景、水稻育种案例导入，搭建三层核心知识框架：第一部分界定遗传、物种、生态系统三个层次的生物多样性，结合稻米品种、四类典型生态系统实景说明多样性越高生态系统抵抗力稳定性越强；第二部分划分生物多样性直接、间接、潜在三类价值，搭配药用植物、屠呦呦科研案例阐释对人类生存发展的关键作用；第三部分讲解就地、迁地两类生物多样性保护手段，依托大熊猫、藏羚羊就地保护实景，麋鹿、扬子鳄迁地保护实景、国家公园、种子库拓展保护实操路径；末尾设置探究活动 4-2，引导学生实地调研本地生物多样性保护现状，搭配环境 DNA 前沿技术、爱尔兰马铃薯饥荒种子库拓展阅读，完整形成 “多样性三层内涵→生态与人类价值→保护措施→实地调研探究” 逻辑，落实稳态平衡、人与自然共生的生命观念，训练多类实景图信息提取、案例归纳、实地调查方案设计的科学思维。 二、学情分析 1. 知识基础 学生已掌握生态系统抵抗力稳定性、食物链、生态系统自我调节等前置知识，知道物种丰富度提升稳态能力，但未建立遗传、物种、生态系统三层生物多样性完整概念；能够区分简单生态实景，但不理解遗传多样性是育种、物种存续的底层基础；不清晰就地、迁地保护的实施场景与差异，缺少本地生物多样性实地调查完整设计思路；不了解种子库、环境 DNA 这类现代生物多样性保护、调查技术。 2. 能力基础 高二学生具备生态实景、生物标本、科研人物实拍图基础读图能力，可简单识别图中生物、生态环境特征；但依托稻米、多类型生态系统图片分层归纳三层生物多样性内涵的图文建模能力薄弱；围绕本地生物多样性调研主题，自主梳理资料收集、访谈、成果交流完整流程的探究方案设计能力不足；结合水稻育种、青蒿素、马铃薯饥荒、国家公园多类案例，辩证分析多样性多重价值、保护必要性的综合论述能力，需要课堂分组图文研讨、探究方案分步设计逐步锻炼。 3. 认知基础 学生存在多处典型认知误区：一是仅将生物多样性等同于动植物物种数量，忽略基因、生态系统两大层次；二是只关注生物多样性食用、药用直接价值，低估水土保持、气候调节的间接生态价值；三是混淆就地、迁地保护适用场景，认为动物园就是全部保护手段；四是认为野生作物、冷门物种无利用价值，忽视潜在价值与育种遗传资源价值；五是不清楚单一品种作物遗传多样性缺失会引发大规模作物病害，威胁粮食安全。 三、教学目标 1. 生命观念 树立稳态与平衡观念，遗传、物种、生态系统三层多样性越高，食物链食物网越复杂，生态系统抵抗外界干扰、维持稳态的能力越强；建立物质与遗传统一观念，遗传多样性是物种存续、新品种培育的基础，缺失则物种易受病害灭绝；形成人与自然共生整体观念，生物多样性兼具支撑生态循环、保障人类衣食医药的多重价值，破坏多样性会同步威胁生物圈稳态与人类可持续发展；树立可持续保护观念，就地、迁地保护结合、建立种子库可长久留存生物遗传资源。 2. 科学思维 以水稻梯田实景图、多品种稻米图、四类生态系统对比图、药用植物实拍图、屠呦呦科研图、就地 / 迁地保护物种实景、种子库实景、梵高马铃薯画作图为事实证据，归纳三层生物多样性的判定标准与典型实例；对比三类价值的内涵、现实实例，辩证分析遗传多样性缺失引发粮食危机的底层逻辑；区分就地、迁地保护的实施条件与优势，结合本地调研主题搭建资料收集、访谈、对策撰写完整逻辑，形成实景图特征提取、多案例分类归纳、生态危机因果推演、实地调查方案逻辑构建的严谨思维习惯。 3. 科学探究 结合水稻梯田实景图，小组合作完成开篇三道思考讨论题，梳理水稻田与森林物种、稳定性、价值的差异；小组研读探究活动 4-2 完整文本，自主选定本地社区、山林、农田任一调研区域，规划查阅资料、走访农林部门、居民访谈完整调研流程，完整撰写包含物种现状、威胁因素、保护对策的调研交流材料；课后分组完成本地生物多样性实地走访，记录本土动植物、保护设施，完善班级交流报告。 4. 社会责任 能够结合水稻育种、青蒿素研发案例，主动保护野生植物、本土动植物，拒绝随意采摘野生药用、农作物；依托爱尔兰马铃薯饥荒、种子库案例，向身边人科普单一品种作物的粮食安全隐患，支持本土多样化种植；结合我国大熊猫、藏羚羊就地保护、国家公园、迁地繁育工程，认同我国生物多样性保护政策与治理成果；能够运用三层多样性、三类价值相关规律，为校园、本地林地设计低成本生物多样性保护实操建议，主动参与本土物种保护宣传实践。 四、教学重难点 重点 1. 遗传多样性、物种多样性、生态系统多样性三层概念内涵、实例，三层多样性提升生态系统稳定性的内在逻辑； 2. 生物多样性直接、间接、潜在三类价值的区分与现实实例； 3. 就地保护、迁地保护两类核心保护手段，我国国家公园、种子库配套保护工程； 4. 探究活动：调研身边生物多样性保护现状，设计完整调研与交流方案。 难点 1. 理清三层生物多样性层层递进的逻辑：遗传多样性构成物种多样性基础，丰富物种形成多样生态系统； 2. 区分直接价值与间接生态价值，理解间接价值是人类生存的根本基础； 3. 自主规划完整本地生物多样性调研流程，结合三层多样性知识分析区域物种受威胁原因并提出保护对策。 五、教学方法  本土农耕实景情境导入法：利用水稻梯田实景、我国水稻育种案例创设生活化农业情境，引出生物多样性三层内涵主题；  分层图文案例教学法：依托稻米、四类生态系统、药用植物、保护动物、种子库多组实景图分层拆解三层多样性、三类价值、两类保护手段；  对比归纳分类教学法：表格横向对比三层多样性、三类价值、就地与迁地保护的内涵、实例、优势；  探究方案分步设计教学法：围绕 4-2 探究活动，引导小组选定调研区域、梳理资料收集、访谈、成果交流完整流程；  社会案例研讨法：结合青蒿素研发、爱尔兰马铃薯饥荒、我国国家公园本土工程，研讨生物多样性保护现实意义。 六、教学资源 教材配套图文素材：水稻梯田实景图、不同品种稻米实拍图、四类典型生态系统对比实景图、两种药用植物实拍图、屠呦呦科研工作实拍图、大熊猫藏羚羊就地保护实景图、五类迁地保护物种实景图、梵高马铃薯画作图、多种马铃薯品种实拍图、全球种子库内外实景图；配套文本：水稻梯田三道思考讨论题、探究・活动 4-2 本地生物多样性调研完整文本、马铃薯与种子库拓展阅读、环境 DNA 前沿科普材料、国家公园广角镜阅读材料。 七、教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 环节一 水稻梯田农耕情境导入，梳理课堂学习主线（6 分钟）  水稻育种情境导入：我国培育上千种优质水稻品种，依靠野生水稻丰富的遗传资源，水稻梯田既产出粮食，又为动植物提供栖息地，和周边森林共同维持区域生物多样。上节课我们学习人口增长破坏生态、压缩生物生存空间，本节课我们学习生物多样性的三层内涵、多重价值，以及我国保护生物多样性的完整措施，并设计本地生物多样性调研方案。  出示水稻梯田实景图 图中展示梯田与森林交错分布的农耕生态系统，同步抛出页面三道思考讨论题：  水稻田和森林在物种组成上有什么特点和差别？  这两种生态系统的稳定性有什么差别？  水稻田和森林都具有哪些价值？  板书梳理本课时四大学习板块：一、三层生物多样性内涵，多样性提升生态系统稳态；二、生物多样性直接、间接、潜在三类价值；三、就地、迁地保护，国家公园、种子库保护工程；四、探究活动 4-2：调研身边生物多样性保护现状。  回忆上一节人口增长破坏生态、生态系统抵抗力稳定性与物种丰富度相关旧知识，带着 “水稻育种依靠哪种层次的多样性、森林为何比稻田更稳定、保护动植物分为哪些手段、如何调研家乡本土物种现状” 的疑问进入新课学习。  观看水稻梯田实景图，对比梯田人工物种、森林野生物种丰富度差异，预判森林物种更多、稳定性更强，记录本课时四大学习板块，准备小组交流三道梯田思考题。 环节二 模块一 三层生物多样性内涵，多样性决定生态系统稳定性（13 分钟）  组织小组完整作答三道水稻梯田思考题，汇总答案后分层讲解三层生物多样性概念： 第一层：遗传多样性，出示不同品种稻米实拍图 同种水稻不同籽粒外形、口感、抗逆能力，根源是个体基因存在差异；遗传多样性越高，物种越能抵御病害、培育新品种，单一遗传品种易大规模受灾，爱尔兰马铃薯饥荒就是典型案例。 第二层：物种多样性，指区域内动植物微生物全部物种种类，我国特有银杏、水杉、大熊猫等珍稀物种，物种数量越丰富，生态系统营养链条越多。 第三层：生态系统多样性，出示四类不同类型生态系统对比实景图 包含西双版纳森林、南海珊瑚海洋、呼伦贝尔草原、塔克拉玛干沙漠，不同生境形成差异化物质循环、能量流动通路；三层逻辑递进：遗传多样性构成物种多样性基础，多样物种组成多样生态系统。  推导核心规律：遗传、物种、生态系统三层多样性越丰富，食物链食物网节点越多，物质、能量、信息传递路径多元，生态系统自我调节能力更强，抵抗力稳定性更高；单一稻田物种简单，抵抗干旱、虫害能力弱，原始森林多层多样性完备，稳态更强。 同步设置辨析提问，带领学生即时区分：野生水稻育种利用哪一层多样性？森林、草原分属哪一层多样性？  观看稻米品种图、四类生态系统对比图，完整抄写遗传、物种、生态系统三层多样性定义，小组完整口述三道水稻梯田思考题标准答案，梳理三层多样性层层递进逻辑链条。  分组绘制三层多样性递进表格，逐条记录定义、典型实例、对生态稳态的作用，同桌互相举例身边三层多样性实例，强化分层概念区分。  标记核心知识点：三层多样性层层支撑；多样性越高，生态系统抵抗力稳定性越强。 环节三 模块二 生物多样性三类价值，对人类生存发展的意义（12 分钟）  过渡讲解生物多样性三大价值，依次结合教材图片分层拆解： 第一类：直接价值，出示两种药用植物实拍图 包含提取抗癌紫杉醇的红豆杉、提取美容物质的花，直接价值包含食用、药用、工业原料、生态旅游、科研美学；出示屠呦呦科研工作实拍图 青蒿素从野生青蒿提取，依靠物种直接价值攻克疟疾，挽救千万生命。 第二类：间接价值，指生态调节功能，森林、梯田、湿地保持水土、调节气候、固碳供氧，是维持生物圈物质循环的基础，间接价值总量远高于直接利用价值。 第三类：潜在价值，当下未研究清楚、未开发利用的野生物种基因资源，一旦物种灭绝，潜在价值永久消失，野生水稻、野生马铃薯都具备巨大育种潜在价值。  拓展生物学与社会马铃薯种子库案例，出示梵高马铃薯画作、多种马铃薯品种实拍图 讲解爱尔兰只种植单一马铃薯品种，遗传多样性缺失引发真菌病害，饥荒导致大量人口死亡；全球建立种子库留存各类作物野生基因，规避粮食安全风险，出示全球种子库内外实景图 说明种子库是留存遗传多样性、保护潜在价值的核心工程。  观看药用植物图、屠呦呦科研图、马铃薯、种子库实景图，完整抄写直接、间接、潜在三类价值定义，分组绘制三类价值对比表格，标注实例与对人类的作用。  小组讨论单一品种马铃薯饥荒的成因，梳理遗传多样性缺失带来的连锁粮食危机，列举校园、生活中体现三类价值的本土动植物。  标记核心知识点：直接 = 食用药用旅游；间接 = 水土气候生态调节；潜在 = 未开发基因资源，不可再生。 环节四 模块三 生物多样性两类保护手段、探究活动设计（10 分钟）  过渡讲解保护生物多样性两大核心措施，依托实景图分层说明： 第一类：就地保护，建立自然保护区、国家公园，在物种原生栖息地完整保护生态系统；出示大熊猫、藏羚羊就地保护实景图 我国设立三江源、大熊猫等首批国家公园，管控人类活动，野生大熊猫、藏羚羊种群数量持续回升。广角镜拓展我国国家公园体系，以完整生态系统为保护对象，兼顾科研、旅游、生态修复多重功能。 第二类：迁地保护，物种原生栖息地破坏后，在动物园、植物园、种子库临时繁育，条件成熟后野放回归原生环境；出示五类迁地保护物种实景图 麋鹿、朱鹮、扬子鳄、獐、狗獾均通过迁地繁育重建野生种群。 分层总结保护原则：优先就地保护，辅以迁地保护、种子库基因留存，兼顾生态系统完整性与周边人类发展，实现人与自然和谐统一。  开展探究・活动 4-2 探讨身边的生物多样性保护现状教学讲解，完整拆解活动框架：活动目标为收集本地物种保护实例、梳理人与生物关联、提出实操保护建议；活动内容分为小组设计调研方案、多渠道收集本土物种现状、威胁因素、保护措施、班级主题交流；活动评价从资料完整度、证据支撑、创新保护建议三个维度评判；引导小组自主选取城郊林地、校园、社区绿化带作为调研区域，规划查阅文献、走访农林站、居民访谈完整调研步骤，梳理三层多样性观测、物种威胁因素记录、分层保护对策撰写完整流程。  课堂三层阶段性小结：第一，遗传、物种、生态系统三层多样性，丰富度越高生态系统稳态越强；第二，生物多样性分为直接、间接、潜在三类价值，间接生态价值是生存根本；第三，保护分为就地、迁地两类，搭配国家公园、种子库长期留存遗传资源；可实地调研本土物种现状设计保护方案。  布置分层课后巩固任务：基础任务整理三层多样性、三类价值对比表格；提升任务草拟本地林地生物多样性简易调研方案；拓展任务搜集本地野生药用植物，梳理其直接、潜在保护价值。  观看就地保护大熊猫藏羚羊图、五类迁地物种实景图、种子库实景图，完整记录就地、迁地保护适用场景与典型案例，小组分工完成探究活动调研方案初稿，规划实地走访、访谈、记录的完整步骤。  结合马铃薯饥荒、青蒿素案例，论述保护野生物种遗传资源对粮食、医药安全的关键作用，区分就地、迁地保护的优势与局限。  跟随教师梳理本课时全部核心知识点，同桌互相抽查三层多样性区分、三类价值实例、两类保护手段，记录三层课后巩固任务。 环节五 课堂收尾，整合第四章前两节完整知识框架（4 分钟） 引导学生梳理本课时完整知识脉络：水稻梯田情境导入→三层生物多样性内涵与稳态关联→直接 / 间接 / 潜在三类价值分层辨析→就地、迁地保护 + 国家公园、种子库工程→探究活动本地生物多样性调研方案设计；整合第四章前两节主线：人口增长加剧资源开采与污染，压缩生物生存空间、降低生物多样性；三层生物多样性是维持生物圈稳态、保障人类生存发展的核心基础，通过就地、迁地两类手段开展保护。标记高频易错汇总点：多样性分为基因、物种、生态系统三层；间接生态价值大于直接利用价值；就地保护为最优方案；单一品种缺失遗传多样性会引发粮食危机；种子库留存物种潜在遗传价值。预告第四章单元综合复习，梳理三层多样性、三类价值、两类保护思维导图复习要求。 完善课堂全部笔记，重点抄写三层多样性递进逻辑、三类价值对比、就地迁地保护适用场景三大核心内容，同桌互相抽查三层多样性实例、三类价值区分、国家公园与种子库保护作用，巩固本节全部定性知识点。 八、板书设计 九、课程思政 本节课依托我国水稻育种、青蒿素研发、大熊猫藏羚羊保护、三江源国家公园、野生植物种子库等本土案例，引导学生树立稳态平衡、人与自然生命共同体的生命观念，认识三层生物多样性是生物圈自我调节、人类粮食医药安全的底层保障，人口扩张、单一化种植会破坏遗传与物种多样性，带来饥荒、疾病等全球性生存危机；通过水稻梯田、稻米品种、多类型生态系统、珍稀保护动物、种子库多组实景图文分层分析，培养学生依托实景图像分层归纳多样性内涵、辩证区分三类价值、对比两类保护手段、自主设计本地物种调研方案的严谨科学探究素养；结合我国六十余年自然保护区建设、国家公园试点、全球种子库共建等国家级生态保护工程，体会我国兼顾民生发展、粮食安全、全球生物多样性保护的大国责任；依托探究活动引导学生走进本地林地、社区实地调研本土物种现状，主动宣传保护野生植物、多样化农耕、拒绝随意破坏栖息地的环保行为，树立保护三层生物多样性、守护全球生物圈长期稳态的社会责任。 十、教学反思与修改措施 1 教学反思 本节课使用水稻梯田实景图、稻米品种图、四类生态系统对比图、药用植物图、屠呦呦科研图、就地 / 迁地保护动物实景、马铃薯与种子库实景多组教材素材，按照三层多样性→三类价值→两类保护手段→本地调研探究方案逻辑完成 45 分钟授课。多数学生能记住存在三层生物多样性，但课堂短板明显：一是学生无法理清遗传、物种、生态系统三层多样性层层递进的支撑逻辑，答题时常混淆三层对应的实例；二是极易混淆直接价值与间接生态价值，只记住食用药用，忽略水土气候调节的间接核心价值；三是区分就地、迁地保护时，分不清原生栖息地完整留存、临时繁育野放的适用边界，无法结合案例说明就地保护为最优手段；四是分析马铃薯饥荒、种子库案例时，只能复述表层事件，缺少遗传多样性缺失、潜在价值消失的原理支撑论述；五是课堂留给小组绘制三层多样性逻辑链、完整撰写本地调研方案的研讨时间不足，课后多样性分层、价值辨析、调研方案类习题逻辑片面、答题不完整。 2 修改措施 课前发放三层多样性递进填空预习单，配套水稻、马铃薯实例当堂分层辨析训练；课堂增加三类价值分层填空互动，明确生态调节属于间接价值、优先级高于直接利用，配套森林梯田简答当堂训练；补充就地、迁地保护标准化区分框架，明确原生完整生态系统用就地、栖息地损毁物种用迁地，当堂分组举例区分；压缩教师图示、理论讲解时长，增加小组绘制三层多样性逻辑链条、讨论本地林地保护方案的交流时间；课前给价值辨析、保护措施论述题设置分层答题框架，要求答案必须串联三层多样性、三类价值、稳态三层原理；课后配套三层多样性实例辨析、三类价值区分简答、本地调研简易方案书写三类专项习题，夯实分层多样性逻辑、价值区分、保护手段适用场景、对照调研方案完整设计能力，提升学生依托各类实景图综合分析生物多样性对生态稳态、人类发展作用的逻辑水平。 学科网（北京）股份有限公司 $