为深化高中生物核心素养教学,创新情境化课堂设计,提升课堂教学实效,高2027届组长隆继芳老师于2026年4月1日在年级内开展高中生物公开课教研活动。本节课选自2019人教版高中生物学选择性必修 2《生物与环境》第3章第4节《生态系统的信息传递》。课堂以蝗虫聚集信息素4VA为主线情境,围绕信息类型、传递特点、生态功能及实践应用展开,将抽象的生态学知识与真实科研案例结合,落实核心概念、强化科学思维,实现知识学习与素养提升同步推进。

本节课首先系统梳理生态系统中信息的三大类型,明确物理信息、化学信息、行为信息的来源、传递形式与典型实例。物理信息来源于非生物环境或生物自身,以光、声、温度、湿度、磁场、振动等形式传递,贯穿生物生长、发育、觅食、避敌等生命活动;化学信息来自生物代谢产物或分泌物,如植物的生物碱、有机酸,动物的性外激素、信息素等,依靠化学分子实现个体间、物种间的交流;行为信息通过动物特有的行为动作传递信号,展现生物在求偶、警示、协作等场景下的信息交流方式。课堂结合向日葵向光生长、蜘蛛网振动、孔雀开屏、蜜蜂跳舞、宠物辨识身份等实例,引导学生准确区分信息类型,并重点指出蝗虫释放的4VA属于典型的化学信息,为后续深入探究奠定基础。

在信息传递的特点上,课堂总结出三点关键规律:生物可通过一种或多种信息类型完成交流,实现多通道、多形式的信号感知与传递;信息传递既发生在同种生物内部,也普遍存在于不同物种之间,是连接生物与生物、生物与环境的重要纽带;信息传递通常表现为双向性,与能量流动单向递减、物质循环全球性往复的特征明显不同。通过与能量流动、物质循环的对比,帮助学生理解三者共同构成生态系统的三大基本功能,三者相互依存、相互影响,使生态系统成为统一协调的有机整体,离开信息传递,能量流动与物质循环都难以高效、稳定地进行。

信息传递在生态系统中的作用是本节课的核心重点,课堂从个体、种群、群落与生态系统三个层次展开讲解。在个体层面,生命活动的正常进行离不开信息的作用,植物的向光性、春化作用,动物的觅食、避敌行为,都依赖信息传递才能顺利完成;在种群层面,信息传递直接保障种群繁衍,动物通过求偶信号、性外激素实现交配,植物依靠开花信息吸引传粉者,维持种群数量稳定;在群落与生态系统层面,信息传递能够有效调节种间关系,通过捕食、竞争、互利共生等关系中的信号交流,维持生物数量动态平衡,进而保障生态系统的稳定与可持续发展。这一部分内容层层递进,帮助学生建立从微观个体到宏观生态系统的完整认知。

课堂以我国科学家研究的蝗虫聚集信息素4VA为真实情境,进行深度探究与应用拓展。少量蝗虫聚集后释放4VA,吸引同类由散居转变为群居,最终引发大规模蝗灾。4VA的合成、释放、传递与接收,完整体现信息传递的三要素:信息源是蝗虫体内合成4VA的部位,信道是空气、体表、粪便等传播媒介,信息受体是蝗虫触角上的嗅觉受体。结合4VA合成路径与分子机制,课堂引导学生从抑制合成、阻断结合、干扰酶活性等角度提出蝗灾治理思路,并结合托卡朋(4NP)实验分析药物作用原理,让学生体会生物学研究在农业生产、灾害防控中的现实价值,实现从理论知识到实践应用的迁移。

本次《生态系统的信息传递》课堂教学结构完整、逻辑清晰、内容充实,紧扣教材与新课标要求,以真实科研案例贯穿始终,有效提升课堂趣味性与科学性。教学重点突出,对三类信息的辨析、信息传递的特点与作用讲解细致到位,难点突破自然,对比分析、实例判断、实验探究等环节设计合理,符合高二学生的认知水平。课堂注重知识体系构建,将信息传递与能量流动、物质循环有机结合,帮助学生形成生态系统功能的整体观念。同时融入我国科研成果,增强民族自豪感与学科认同感。为生态相关内容的教学提供了良好示范与借鉴。

图文:石 妮
核稿:张黎虹
编辑:文洪浪
初审:高 旭
复审:李 朦
终审:冉 鹏