“基因突變及其他變異”單元學習設計

呂國裕 王瑞

（1.廈門海滄實驗中學，福建廈門 361026；2.廈門市海滄區(qū)教師進修學校，福建廈門 361026）

與熟悉的課時教學設計相比，單元學習設計對多數(shù)教師而言并不是一件輕松的工作，普遍存在缺乏可參考的模板及可借鑒的案例。單元學習設計一般包括單元學習主題、單元學習目標、單元學習活動、單元學習評價及單元作業(yè)等內容的設計。［1］筆者嘗試以2019年版人教社《生物學·必修2·遺傳與進化》（下文簡稱教科書）第5單元“基因突變及其他變異”實踐與研究單元學習設計。

一、確定單元學習主題，構建學習內容框架

單元學習主題是對單元學習內容的概括，具有統(tǒng)領作用。根據(jù)《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》（下文簡稱課程標準）和教科書中相關重要概念條目，確定“基因突變及其他變異”單元學習主題。單元主題確定后，進一步分析、梳理單元學習內容邏輯關系（如圖1），組織單元學習內容及學習順序?！盎蛲蛔兗捌渌儺悺眴卧獙W習共需5課時，由1課時預習、3課時交流、實驗與點撥以及1課時檢測等組成。

圖1 單元學習內容的邏輯關系圖

二、明確單元學習目標，挖掘單元教育價值

單元學習目標是學生完成單元學習后應該獲得的學科核心素養(yǎng)發(fā)展成果，是單元學習設計的關鍵，以及單元學習活動、單元學習評價方案設計的重要依據(jù)。［2］單元學習目標包括單元學習總目標以及各課時學習目標。文章重點闡述“基因突變及其他變異”單元學習總目標的設計。

“基因突變及其他變異”單元是在學習了遺傳的細胞基礎、分子基礎及其基本規(guī)律的基礎上，進一步學習重要概念“由基因突變、染色體變異和基因重組引起的變異是可以遺傳的”。根據(jù)課程標準的內容要求、學業(yè)要求以及教科書內容，分析生物學概念間的關系，設計該單元學習總目標為：

第一，通過鐮刀型細胞貧血癥等實例分析，嘗試解釋基因突變可能導致其所編碼的蛋白質及相應的細胞功能發(fā)生變化，甚至帶來致命的后果。闡明細胞在外因作用下，基因突變所具有的提高基因突變概率、導致細胞分裂失控以及發(fā)生癌變等特性，說明人類遺傳病是可以檢測和預防的。認同生命的物質性、變異為進化提供原材料等觀點，樹立結構與功能觀、進化與適應觀以及人與自然和諧發(fā)展等生命觀念，學會尊重生命、珍惜生命、善待生命，提高生命質量。第二，比較分析常見的遺傳病，說出遺傳病的分類依據(jù)，歸納基因突變的特點及原因，嘗試對遺傳病進行分類，闡明基因與性狀的關系，提高觀察能力、分析綜合能力及批判性思維能力。第三，通過人類遺傳病發(fā)病率和遺傳方式實際調查，初步學會調查和統(tǒng)計人類遺傳病的方法，提升獲取資料或數(shù)據(jù)的能力。通過低溫誘導探究實驗，體驗染色體數(shù)目加倍的方法，增強提出問題、作出假設、實驗設計、交流實驗結果與結論等科學探究能力，初步形成實事求是科學態(tài)度，以及勇于創(chuàng)新與合作的科學精神。第四，調查人群中的遺傳病，主動參與社會熱點議題討論，宣傳婚前檢查、遺傳咨詢和產前診斷的重要性，爭當健康婚育的宣傳者和監(jiān)督者。通過分析色盲、白化病和近親結婚等實例，養(yǎng)成健康的生活方式，能抵制封建迷信和辨別偽科學，［3］以此促進學生發(fā)展生命觀念、科學思維、科學探究及社會責任等生物學學科核心素養(yǎng)。

三、設計單元學習活動，開發(fā)單元學習資源

單元學習活動是達成單元學習目標、開展深度學習、踐行高中生物學課程基本理念的重要載體。單元學習活動設計主要包括確定單元學習活動目標及活動內容、開發(fā)單元學習資源等。

（一）確定單元學習活動目標及活動內容

單元學習活動目標及單元學習活動內容是單元學習活動的重要組成。單元活動內容是單元活動目標的實現(xiàn)媒介，單元活動目標是單元活動內容設計與實施的依據(jù)，二者相互依存、相得益彰。

例如，將“基因突變及其他變異”單元學習總目標分解成每一課時學習目標，根據(jù)課時學習目標制定單元學習活動目標，再結合教科書相關內容，確定單元學習活動名稱，設計單元學習活動內容（如表1），使得單元學習活動不偏離主題，保證其方向性和有效性。

（二）開發(fā)單元學習資源

單元學習活動的開展需要單元學習資源的支持。通過搜集、改造等方式研發(fā)了系列“基因突變及其他變異”單元學習資源（如表2），確保各項單元學習活動順利開展。

表2 “基因突變及其他變異”單元學習資源

四、明晰單元學習評價，發(fā)展學科核心素養(yǎng)

單元學習評價是單元學習不可或缺的組成部分，應聚焦學科核心素養(yǎng)發(fā)展，對學生單元學習表現(xiàn)及其學習成果進行評價。只有系統(tǒng)地、持續(xù)地評價與反饋學生生物學學科核心素養(yǎng)的發(fā)展水平，才能實現(xiàn)精準的教與學。

單元學習評價方法多樣，主體多元。評價由終結性、過程性及表現(xiàn)性評價構成。終結性評價主要依據(jù)單元筆試考試成績，總分100分，記入學程成績時折合成60分。過程性評價總分100分，記入學程成績時折合成40分。“基因突變及其他變異”過程性評價項目及各項分值（如表3）。

此外，還以中國肺癌、肝癌和結腸癌的比較研究小論文、無子西瓜（或草莓）種植小視頻、2019年新型冠狀病毒及疫情海報以及實驗報告、調查報告等形式進行“基因突變及其他變異”單元學習表現(xiàn)性評價，作為學業(yè)成就的參考（加分項）。

表3 “基因突變及其他變異”過程性評價表

五、設計單元作業(yè),指向學業(yè)質量水平

單元作業(yè)是單元學習評價的重要組成。根據(jù)單元學習目標設計單元作業(yè)。單元作業(yè)聚焦必備知識、關鍵能力及學科素養(yǎng)培育等三方面，密切聯(lián)系生產、生活實際創(chuàng)設真實的問題情境，注重檢測學生綜合運用所學的知識和技能解決問題的能力。單元作業(yè)包括基礎題和提高題。基礎題是每位學生必做題，提高題適合優(yōu)生使用，其他學生可以選做?？梢栽O計混合型、多樣化的單元作業(yè)，包括小組合作型作業(yè)、探究性作業(yè)及創(chuàng)編型作業(yè)，提高學生交流合作能力、科學探究能力和寫作能力。一般每課時單元作業(yè)題包括10道選擇題及4道非選擇題，4道非選擇題中一道為選做題，一道要求小組合作完成，使得習題涉及面廣，不重復練習有關概念，減輕學生的作業(yè)負擔，突出單元作業(yè)的適標性、科學性、情境性、校本性及原創(chuàng)性等特點。

例如，學生學習了“人類遺傳病”知識后，完成下列作業(yè)。

1.據(jù)《實用醫(yī)技雜志》報道，6歲女孩患范科尼貧血病，患者父母為姨表兄妹（均正常），4歲開始無明顯誘因出現(xiàn)乏力、蒼白等癥狀，血紅蛋白91g/L，染色體檢查未見異常，發(fā)現(xiàn)有13個相關基因發(fā)生突變。下列敘述正確的是（）。

A.范科尼貧血病是一種單基因遺傳病

B.該女孩患病與父母近親結婚一定無關

C.乏力、蒼白等癥狀與血紅蛋白偏低無關

D.該女孩患病根本原因可通過基因檢測手段

該題為原創(chuàng)的選擇題，圍繞課程標準創(chuàng)設一定的問題情境，考查學生遺傳病類型、基因檢測等必備知識；能以結構與功能適應觀為指導，分析特定的問題情境中乏力、蒼白等生命現(xiàn)象，形成敬畏生命的觀念，遵循正確的倫理道德，對近親結婚進行理性判斷和科學對待。

2.請以小組為單位，兩周內完成下列課題之一，要求拍攝成小視頻或撰寫成小論文。作為單元學習表現(xiàn)性評價的依據(jù)，擇優(yōu)在教室展覽交流。

（1）基因檢測的利弊辯論（選正方或反方一方即可）

（2）遺傳咨詢與產前診斷（建議到附近醫(yī)院）

（3）調查人群中的遺傳?。ㄟx擇一種單基因遺傳病）

（4）人類遺傳病的基因檢測（選擇任意一種遺傳?。?/p>

（5）結合色盲談近親結婚的危害性（調查并撰寫小論文）

（6）制作某種遺傳病的系譜圖。（任選一種，制作模型）

該題為小組合作完成的、開放的表現(xiàn)性作業(yè)，側重考查學生獲取信息、模型構建、寫作及與人交往等能力，有助于學生關注“2019年新冠（COVID-19）”基因檢測等社會熱點，樹立關愛色盲等遺傳病患者的社會責任感，形成珍愛生命的觀念，養(yǎng)成遠離癌癥、健康文明的生活方式，能夠鑒別并自覺地抵制色盲原因迷信和近親結婚偽科學。

總之，通過本課題組的實踐與研究，證明單元學習能以真實的問題情境為載體，開展形式多樣的探究性學習活動，促進學生深度學習，建立、理解與應用生物學核心概念，發(fā)展生物學學科核心素養(yǎng)。同時，發(fā)現(xiàn)單元學習存在備課量極大、備課資源嚴重缺乏、單元學習檢測與學校統(tǒng)一安排的學業(yè)質量測試時間不同步等問題。應加強區(qū)域教研，發(fā)揮區(qū)域生物學教師的集體智慧，合作開發(fā)相關課程資源，深入開展單元學習設計的實踐與研究。