“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，具有統領作用。根據《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。“基因突變及其他變異”單元學習共需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發展成果，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。［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”。根據課程標準的內容要求、學業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，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，通過人類遺傳病發病率和遺傳方式實際調查，初步學會調查和統計人類遺傳病的方法，提升獲取資料或數據的能力。通過低溫誘導探究實驗，體驗染色體數目加倍的方法，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度，以及勇于創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督者。通過分析色盲、白化病和近親結婚等實例，養成健康的生活方式，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。

三、設計單元學習活動，開發單元學習資源

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媒介，單元活動目標是單元活動內容設計與實施的依據，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，發展學科核心素養

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發展，對學生單元學習表現及其學習成果進行評價。只有系統地、持續地評價與反饋學生生物學學科核心素養的發展水平，才能實現精準的教與學。

單元學習評價方法多樣，主體多元。評價由終結性、過程性及表現性評價構成。終結性評價主要依據單元筆試考試成績，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”單元學習表現性評價，作為學業成就的參考（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,指向學業質量水平

單元作業是單元學習評價的重要組成。根據單元學習目標設計單元作業。單元作業聚焦必備知識、關鍵能力及學科素養培育等三方面，密切聯系生產、生活實際創設真實的問題情境，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，提高題適合優生使用，其他學生可以選做。可以設計混合型、多樣化的單元作業，包括小組合作型作業、探究性作業及創編型作業，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，減輕學生的作業負擔，突出單元作業的適標性、科學性、情境性、校本性及原創性等特點。

例如，學生學習了“人類遺傳病”知識后，完成下列作業。

1.據《實用醫技雜志》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乏力、蒼白等癥狀，血紅蛋白91g/L，染色體檢查未見異常，發現有13個相關基因發生突變。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

該題為原創的選擇題，圍繞課程標準創設一定的問題情境，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。作為單元學習表現性評價的依據，擇優在教室展覽交流。

（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（建議到附近醫院）

（3）調查人群中的遺傳病（選擇一種單基因遺傳病）

（4）人類遺傳病的基因檢測（選擇任意一種遺傳病）

（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、開放的表現性作業，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，發展生物學學科核心素養。同時，發現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一安排的學業質量測試時間不同步等問題。應加強區域教研，發揮區域生物學教師的集體智慧，合作開發相關課程資源，深入開展單元學習設計的實踐與研究。