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2020 版 沪科技版 高中生物学 选择性必修 2 生物与

环境 《第 2 章 生态系统的结构与功能》大单元整体

教学设计[2020 课标]

一、内容分析与整合

二、《普通高中生物学课程标准（2017 年版 2020 年修订）》分

解

三、学情分析

四、大主题或大概念设计

五、大单元目标叙写

六、大单元教学重点

七、大单元教学难点

八、大单元整体教学思路

九、学业评价

十、大单元实施思路及教学结构图

十一、大情境、大任务创设

十二、单元学历案

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十三、学科实践与跨学科学习设计

十四、大单元作业设计

十五、“教-学-评”一致性课时设计

十六、大单元教学反思

一、内容分析与整合

（一）教学内容分析

本次大单元教学设计围绕沪科技版高中生物学选择性必修 2 《生物与环

境》的第 2 章《生态系统的结构与功能》展开。这一章节是生物学课程中理解

生态系统基本原理的重要部分，它不仅涵盖了生态系统的组成、能量流动、物

质循环等基础知识，还深入探讨了信息传递在生态系统中的作用。通过本章的

学习，学生将能够全面理解生态系统的复杂性和稳定性，以及人类活动对生态

系统的影响。

本章内容分为四个主要部分：

第 1 节 生态系统各组分紧密联系成一体：本节介绍了生态系统的基本概念，

包括生态系统的定义、组成成分（生产者、消费者、分解者和非生物环境）以

及它们之间的相互作用。通过实例分析，学生将理解生态系统各组分如何紧密

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联系，共同维持生态系统的稳定。

第 2 节 能量在单向流动中逐级递减：本节探讨了能量在生态系统中的流动

规律，重点讲解了能量沿食物链单向流动和逐级递减的原理。通过实例和数据

分析，学生将理解能量流动对生态系统结构和功能的影响，以及能量利用效率

在生态系统中的重要性。

第 3 节 物质在生态系统中循环利用：本节介绍了物质在生态系统中的循环

过程，包括碳循环、水循环等主要物质循环。学生将学习物质如何在生物群落

和无机环境之间不断循环，以及物质循环对生态系统稳定性的影响。

第 4 节 生态系统运行离不开信息传递：本节讨论了信息传递在生态系统中

的作用，包括物理信息、化学信息和行为信息的传递方式。通过实例分析，学

生将理解信息传递如何调节生物的生命活动、种群繁衍和种间关系，以及信息

传递在生态系统稳定性中的重要作用。

本章还包含了一个探究活动——“调查本地一个生态系统的能量流动或物

质循环”。通过这一活动，学生将亲身体验生态系统的研究过程，加深对生态

系统结构和功能的理解。

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（二）单元内容分析

本单元内容紧密围绕生态系统的结构与功能展开，旨在通过系统的学习，

使学生全面理解生态系统的基本原理和运行机制。以下是对单元内容的详细分

析：

生态系统的组成与结构

生态系统的定义：生态系统是由生物群落和无机环境相互作用而形成的统

一整体，具有一定的结构和功能。

生态系统的组成：包括生产者（如绿色植物）、消费者（如动物）、分解

者（如细菌和真菌）以及非生物环境（如阳光、空气、水等）。

生态系统的结构：包括食物链、食物网和营养级等概念，以及它们之间的

相互作用和关系。

能量流动

能量流动的概念：能量在生态系统中沿食物链单向流动，并在流动过程中

逐级递减。

能量流动的过程：从生产者通过光合作用固定太阳能开始，能量沿食物链

传递到各级消费者，最终在分解者作用下释放回无机环境。

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能量流动的特点：能量流动具有单向性和逐级递减性，这些特点决定了生

态系统的营养结构和能量利用效率。

物质循环

物质循环的概念：物质在生态系统中被生物群落反复利用，形成周而复始

的循环过程。

主要物质循环：包括碳循环、水循环、氮循环和磷循环等，这些循环过程

共同维持着生态系统的稳定性和可持续性。

物质循环的意义：物质循环对生态系统的物质平衡和生态平衡具有重要意

义，它确保了生态系统中物质的持续供应和循环利用。

信息传递

信息传递的概念：信息在生态系统中以物理信息、化学信息和行为信息等

形式传递，调节着生物的生命活动、种群繁衍和种间关系。

信息传递的方式：包括声波、光波、化学物质和行为动作等传递方式，这

些方式共同构成了生态系统中的信息传递网络。

信息传递的作用：信息传递在维持生态系统稳定性、 促进 生物种群繁衍和

调节种间关系中 发挥 着重要作用。

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探究活动

活动 目 的：通过调查本地一个生态系统的能量流动或物质循环，使学生亲

身体验生态系统的研究过程，加深对生态系统结构和功能的理解。

活动方 法 ： 采 用实地 观察 、数据 收集 和分析等方 法 ，对本地生态系统的能

量流动或物质循环 进 行调查和研究。

活动成 果 ：形成调查 报告 或研究论 文 ，展 示 调查结 果 和分析结论，并 提出

相应的保 护建议 或 改进措施 。

（ 三 ）单元内容整合

在整合单元内容 时 ， 我 们将 注 重知识的系统性和 连贯 性，确保各部分内容

之间的有机联系和相互 支撑 。具体整合 思路 如下：

以生态系统的基本概念为 起 点： 首先 介绍生态系统的定义、组成和结构等

基础知识，为 后 续学习 奠 定基础。

深入分析能量流动和物质循环：在理解生态系统基本结构的基础 上 ，深入

探讨能量流动和物质循环的规律和特点，使学生全面理解生态系统的物质和能

量基础。

强 调信息传递的重要性：在分析能量流动和物质循环的同 时 ， 强 调信息传

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递在生态系统中的作用和意义，使学生 认 识到信息传递是维持生态系统稳定性

和可持续性的关 键因素 。

通过探究活动加深理解：结合单元内容设计探究活动，使学生在实 践 中加

深对生态系统结构和功能的理解，并 培 养 其 科学探究能 力 和实 践操 作能 力 。

注 重知识的应用和实 践 ：在整合单元内容 时 ， 注 重知识的应用和实 践 性，

引导 学生将 所 学知识应用 于 实 际问题 的解决中， 提 高 其综 合运用知识的能 力 。

通过以 上 整合 思路 ， 我 们旨在构 建 一个系统、 连贯 、实用的生态系统知识

体系， 帮助 学生全面理解生态系统的结构与功能，并 培 养 其 科学探究能 力 和实

践操 作能 力 。

二、《普通高中生物学课程标准（ 2017 年版 2020 年修订）》分解

高中生物学学科 核心素 养

本次大单元教学设计旨在通过《 普 通高中生物学课程 标准 （ 2017 年 版

2020 年 修 订 ）》的 指导 ，全面 培 养学生的生物学学科 核心素 养。以下是对高

中生物学学科 核心素 养的详细分解：

（一）生命 观 念

生命 观 念是 指 对 观察 到的生命 现象 及相互关系或特性 进 行解释 后 的 抽象 ，

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是人们 经 过实 证后 的 观 点，是能够理解或解释生物学相关 事件 和 现象 的意识、

观 念和 思想 方 法 。在本次大单元教学中， 我 们将重点 培 养学生的生命 观 念，具

体包括：

结构与功能 观 ：通过实例分析，使学生理解生物体结构和功能之间的紧密

联系。例如，通过分析 叶片 的结构特点（如气 孔 、 叶脉 等）和功能（如光合作

用、 蒸腾 作用等），使学生 认 识到 叶片 结构对 其 功能的 适 应性和 优 化性。

进 化与 适 应 观 ：通过介绍生物 进 化的 历 程和机制，使学生理解生物如何通

过 自然 选择和 遗 传 变异来适 应环境。例如，通过分析 长颈鹿长颈 的形成过程，

使学生 认 识到 长颈鹿长颈 是对 其 生活环境的 适 应和 进 化结 果 。

稳态与平衡 观 ：通过探讨生态系统的稳态和平衡机制，使学生理解生物体

如何通过 自我 调节 来 维持 其 内部环境的稳定。例如，通过分析人体内的体 温 调

节机制（如 皮肤散热 、 汗液蒸发 等），使学生 认 识到人体如何通过 自我 调节 来

维持体 温 的 恒 定。

物质与能量 观 ：通过介绍能量流动和物质循环的规律，使学生理解生物体

如何 获取 和利用物质和能量。例如，通过分析食物链和食物网中的能量流动过

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程，使学生 认 识到能量在生态系统中的单向流动和逐级递减规律。

（二）科学 思 维

科学 思 维是 指尊 重 事 实和 证 据， 崇尚严谨 和 务 实的 求 知态 度 ，运用科学的

思 维方 法认 识 事 物、解决实 际问题 的 思 维习 惯 和能 力 。在本次大单元教学中，

我 们将重点 培 养学生的科学 思 维，具体包括：

归纳 与概括能 力 ：通过 引导 学生对大量生物 现象 和 事 实 进 行 归纳 和概括，

培 养 其 从个 别 到一 般 、从具体到 抽象 的 思 维能 力 。例如，通过分析不同生态系

统的结构和功能特点， 引导 学生概括 出 生态系统的 普遍 规律和特点。

演绎 与 推 理能 力 ：通过 引导 学生运用 已 学知识对 未 知 问题进 行 演绎 和 推 理，

培 养 其逻辑推 理和 问题 解决能 力 。例如，通过 已 知能量流动和物质循环的规律，

引导 学生 推 理 出某 一生态系统中物质和能量的流动 情况 。

模型 与 建模 能 力 ：通过 引导 学生构 建 生态系统 模型 或能量流动 模型 等科学

模型 ， 培 养 其模型思 维和 建模 能 力 。例如，通过 引导 学生构 建 食物链或食物网

模型来 展 示 生态系统中生物之间的相互作用和关系。

批判 性 思 维与 创造 性 思 维能 力 ：通过 引导 学生对生物学 问题 和 现象进 行 批

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判 性 思考 和 创造 性 思考 ， 培 养 其独立思考 和 创新 能 力 。例如，通过分析 某 一生

态系统的稳定性 问题 ， 引导 学生 提出改进 方 案 或 创新思路 。

（ 三 ）科学探究

科学探究是 指 能够 发现现 实 世界 中的生物学 问题 ， 针 对特定的生物学 现象

进 行 观察 、 提问 、实验设计、方 案 实 施 以及对结 果 的 交 流与讨论的能 力 。在本

次大单元教学中， 我 们将重点 培 养学生的科学探究能 力 ，具体包括：

发现问题 的能 力 ：通过 引导 学生 观察 和分析 现 实 世界 中的生物学 现象 和 问

题 ， 培 养 其发现问题 的能 力 。例如，通过 观察校园 内的生态系统 现象 （如植物

的生 长情况 、动物的活动规律等）， 引导 学生 提出 相关的生物学 问题 。

实验设计与实 施 能 力 ：通过 引导 学生设计并实 施 生物学实验 来 探究生物学

问题 或验 证 生物学 假 设， 培 养 其 实验设计与实 施 能 力 。例如，通过设计并实 施

关 于 生态系统能量流动的实验 来 探究能量在生态系统中的流动规律和特点。

数据 收集 与分析能 力 ：通过 引导 学生 收集 并分析生物学实验数据或 现 实数

据 来得出 科学结论或验 证 科学 假 设， 培 养 其 数据 收集 与分析能 力 。例如，通过

收集 并分析 某 一生态系统的物质循环数据 来 验 证 物质循环的规律和特点。