核心素養立意下的生物學單元作業設計

張冠云

（福州第一中學，福建 福州 350108）

單元教學即圍繞特定的目標或主題，將諸多具有關系的課組合形成一個教學單位，該教學單位的內容可以來自教科書的某一章節，也可以是圍繞某個主題或重要概念，跨章節甚至跨模塊內容的組合。［1］研究表明，單元教學能防止知識“碎片化”，促進學生整體性、綜合性地有意義地學習。［2］單元作業是單元教學的重要組成部分，是實現單元教學目標的重要途徑。筆者嘗試在高中生物學單元教學中，以真實問題情境為背景原創單元作業，幫助學生通過解決真實的實際問題，“做中學”“悟中學”生物學知識，在不斷消化、內化知識的過程中，提高學生的參與感與獲得感，發展生物學學科核心素養。［3］

一、單元作業設計意圖

癌癥與人類健康密切相關，是學生比較感興趣的學習主題?！鞍┌Y”單元教學圍繞癌細胞的特點、癌變的機理、治療癌癥的方法等關鍵點將高中生物學中與癌癥相關的知識串聯起來。該單元主要涉及基因突變、基因表達、有絲分裂、免疫調節等生物學重要概念，單元教學內容示意圖旨在打破教科書章節的局限，幫助學生深入理解生物學概念之間的邏輯關系，建立概念體系。同時促進學生了解生物學與社會生活的密切關系，提升社會責任感。

根據“癌癥”單元教學內容及教學目標，選擇相關社會熱點問題、生物科學史、諾貝爾獎獲獎項目、近期正式發表的科研論文等，原創具有一定信息量、復雜性及真實性問題情境的單元作業，加強生命觀念、科學思維、科學探究及社會責任等生物學學科核心素養的練習。以“1 星”到“5 星”呈現“癌癥”單元作業題的難度值，以便學生根據自己對知識的掌握程度，選擇性地完成作業。該單元作業也適合作為高三二輪專題復習資料。

二、例析原創的單元作業題

（一）以生物科學史為背景創設單元作業題

高中生物學是一門理科課程，其中生物學實驗、生物科學史是學生學習生物學知識、提高生物學學科核心素養的重要途徑?，F行人教版高中《生物學》教科書缺少“癌癥”研究科學史。筆者嘗試根據榮獲諾貝爾獎的癌癥科學史原創單元作業題，讓學生置身癌癥科學研究情境中，根據所學知識設計實驗方案，解決癌癥研究方面的爭議問題，體驗“實驗出真知”的道理，提升科學思維能力及科學探究能力。

［例1］Peyton Rous 博士把一只雞的腫瘤組織取下來，移植到另一只雞的身上，結果另一只雞也長出了腫瘤。他把這塊腫瘤組織進行研磨，用過濾器（不允許細胞通過）過濾，然后把濾液注入一只正常雞的組織中，結果這只雞也長出了腫瘤。Rous 因而得出結論：病毒導致雞產生了腫瘤。55 年后Rous 獲得諾貝爾生理學或醫學獎。

（1）第二只雞的免疫系統的監控及清除功能出現了差錯。

（2）研究表明，該病毒是RNA 病毒，遺傳物質可整合到宿主細胞的DNA 中，其引發癌癥可能與逆轉錄酶活性有關。

（3）當時看來，實驗結論爭議很大，原因是濾液中除了病毒以外，可能含有導致產生腫瘤的化學物質。

（4）你認為，可增加什么實驗才能使實驗結論沒有爭議呢？說出你的實驗思路。

該單元作業題以癌癥為線索，整合免疫調節、病毒、中心法則、實驗設計等知識。從題中“過濾器（不允許細胞通過）”這句話，可以得出（3）的答案可能還有化學物質。第（4）小題是開放性問題，要求學生通過深度閱讀，獲取題干中的關鍵信息，設計實驗驗證假說。其中可能的實驗思路是：提純病毒，單獨將病毒注射到雞的組織中，觀察雞會不會得腫瘤。學生的答案可能不止一種，只要是設計合理的實驗方案都可以得分。該作業題有助于培養學生的閱讀能力、獲取信息的能力及發散性思維能力。

（二）以科學研究數據為背景創設單元作業題

從近期發表的科技論文中尋找與“癌癥”契合度比較高的研究數據，因論文提供的信息相對比較深奧，需要從中選擇合適的內容，并進行簡化處理，創設具有層次性問題情境的單元作業，促進學生提高解決復雜的、新情境中問題的能力及“學以致用”的能力。

［例2］慢性粒細胞白血病（CML）的主要原因是9號染色體的片段接到了22 號染色體上導致產生融合基因bcr-abl，它的表達產物可以激活酪氨酸激酶（TK），進而促進造血干細胞異常增殖。《我不是藥神》中的格列衛是基于TK 研制的治療CML 的第一代靶向藥物。［4］下列說法錯誤的是（）。

A.造血干細胞異常增殖方式為有絲分裂

B.格列衛可能通過抑制TK 的活性從而起到靶向藥物的作用

C.融合基因bcr-abl 的產生原因是染色體倒位

D.異常增殖的造血干細胞對凋亡誘導因子敏感性下降

例2 題目的題干內容選自某一生物科技論文，為了減少題目的文字數量，降低學生閱讀難度，使用CML 代替慢性粒細胞白血病、TK 代替酪氨酸激酶。并將原文中的“易位”兩個字替換成“接”，創設C 選項。另外，該題目改變研究結論的表達順序，先敘述TK 的作用，再敘述格列衛是基于TK 研制的藥物，讓學生通過邏輯思維去推測格列衛可能的治療原理，從而創設B 選項。

該題要求學生面對陌生的問題情境，認真閱讀題干，獲取解題關鍵信息，綜合運用已學過的有關有絲分裂、變異、細胞凋亡等生物學概念，就能得出正確的答案，明確“基因發生改變后，功能發生了改變，進而導致癌癥的產生”，建立結構與功能觀的生命觀念。

（三）以社會熱點問題為背景創設單元作業題

以現實生活中激烈討論的熱點問題為背景創設單元作業題，引導學生利用所學的生物學知識關注、討論社會熱點問題，并作出自己的理性判斷，加強社會責任意識，提高終身學習能力。

［例3］（★）HPV 病毒的DNA 整合到宿主的基因組中導致產生宮頸癌。廈門大學的夏寧邵團隊研發出新一代宮頸癌疫苗，能針對更多類型的HPV 病毒。下列說法錯誤的是（）。

A.HPV 的遺傳物質整合后，可能導致原癌基因被抑制或者抑癌基因被激活

B.注射宮頸癌疫苗屬于主動免疫，能讓機體產生相應的抗體和記憶細胞

C.HPV 與宿主細胞共用一套遺傳密碼，利用宿主細胞的核糖體合成所需蛋白質

D.不同類型HPV 的抗原有所差異，需借助體液免疫和細胞免疫將其清除

［例4］研究發現，幽門螺桿菌寄生在人的胃黏膜組織中，可導致胃黏膜細胞周期發生改變，誘發胃癌。下列說法錯誤的是（）。

A.胃黏膜細胞產生癌變后，細胞周期會變短

B.胃癌細胞易擴散轉移，與胃癌細胞表面的糖蛋白減少有關

C.幽門螺桿菌核糖體的產生與核仁有關

D.倡導使用公筷，可以降低胃癌的發病率

例3、4 兩題圍繞有關癌癥預防這一社會熱點問題，將病毒、免疫調節、原核生物、有絲分裂、細胞核等生物學概念整合到“癌癥”單元作業中。這兩題背景資料貼近學生的日常生活，有助于學生產生親切感，激發學生答題的興趣。同時，普及宮頸癌疫苗、預防幽門螺旋桿菌感染等的生活常識，促進學生認識到生物學與現實生活密切相關，激發民族自豪感，形成關愛生命、健康生活的意識。

癌癥單元教學及配套的單元作業，有助于學生改變機械地、盲目地記憶碎片化知識點，深刻理解生物學重要概念，并嘗試綜合運用所學知識解決真實情境中的問題，提高分析問題、解決問題等關鍵能力。