學科大概念指引下的大單元復習教學實踐
——以“遺傳的基本規律”為例

安徽 劉麗娜

學科大概念反映著學科本質，具有高度的概括性，對學科知識起著支撐和架構作用。大單元教學是指以某個主題(核心概念等)綜合相關知識為中心，設計多種教學形式和策略，從而實現預期目標和達成學科核心素養教學的過程。而基于學科大概念的大單元整體教學是促進知識的結構化和功能化，知識內化為學科核心素養的重要途徑。現以“遺傳的基本規律”復習課為例，探討基于學科大概念指引下的大單元復習教學在高中生物一輪復習中的運用。

1.大單元教學內容分析

必修2 《遺傳與進化》 模塊涉及“遺傳的細胞基礎”“遺傳的分子基礎”“遺傳的基本規律”“生物的變異”“生物的進化”等內容，圍繞大概念3“遺傳信息控制生物性狀，并代代相傳”(統領內容如圖1)和大概念4“生物的多樣性和適應性是進化的結果”展開的。本單元將大概念3作為大單元的教學主線，依據“三級概念體系”構建課程內容框架(表1)，重要概念“有性生殖中基因的分離和重組導致雙親后代的基因組合有多種可能”即“遺傳的基本規律”可作為一個大單元主題，將關聯性較強的學習內容重組，打破傳統章節界限以實現學科內相關性知識的綜合，建構完整的知識概念體系，形成生命觀念學科核心素養。

表1 大單元“遺傳的基本規律”內容及要求

2.大單元教學目標

教學目標是教學主題的具體化，起著引領教學過程、教學方向與最終目的的作用。設計大單元復習教學目標不僅要基于高中生物學學科核心素養，同時還需結合《普通高中生物學課程標準(2017年版2020年修訂)》規定的內容和學業要求以及《中國高考評價體系》(以下簡稱《評價體系》)的內容，使教學目標能夠來源于課本又高于課本，才能使學生一輪復習過程中在原有基礎上取得進步。因此，大概念統攝下“遺傳的基本規律”大單元整體復習教學目標設定如下：

(1)通過小組合作方式運用建構概念圖的方法總結出以遺傳規律為中心的概念網絡圖，深化核心概念的理解，形成生命觀念學科核心素養；(2)運用假說-演繹法對遺傳規律發現的再認知，歸納和概括生物的一般遺傳規律，并能運用此規律解決生產中的實際問題，發展科學思維學科核心素養；(3)能夠正確書寫遺傳圖解并運用科學方法在真實情境下進行實驗探究設計或驗證相關結論，進一步提升科學探究能力；(4)從遺傳學角度關注人類健康相關熱題，預測遺傳疾病的發病情況，樹立健康生活的理念，增強社會責任意識。

3.大單元教學實施過程

3.1 創設情境，引入主題

大單元教學涵蓋內容較多，可能需要劃分若干課時，這時需要在第一課時教學前創設一個“大情境”，以串聯整個單元內容，引領學生進入學習內容。在進行本單元教學前播放介紹遺傳學三大遺傳定律的相關視頻，學生結合視頻回憶孟德爾和摩爾根等人在遺傳學上的杰出貢獻，并回顧有關遺傳規律。

3.2 單元學習活動

一輪復習時間緊任務重，為提高復習的有效性，精心設計學習任務單，以學習任務單作為復習內容的載體，推進復習進程。任務單在大單元復習前發放給學生，課前完成基礎內容的復習，重難點內容在課堂上由師生共同探討，計劃利用4課時完成。根據課時進行以下4個單元的學習活動。

活動一：孟德爾和摩爾根雜交實驗過程

任務1 基于遺傳規律核心概念進行測試與辨析

針對學生之前學習過程中易錯的核心概念設計判斷題，讓學生進行判斷并辨析：(1)異花傳粉植物進行的是雜交，自花傳粉植物進行的是自交；(2)一只黑羊和一只白羊交配生出兩只羊是性狀分離的結果；(3)生物體未表現出的性狀是隱性性狀；(4)一個存在AA、Aa、aa三種基因型且自由交配的種群中，個體間交配方式有6種；(5)表型相同的生物，基因型不一定相同，基因型相同時表型也不一定相同。

設計意圖：通過學生對判斷辨析問題的回答，可以診斷出學生存在的問題，有針對性地幫助學生糾正誤區，同時訓練學生學會用批判性的眼光看待問題。

任務2 基于假說-演繹法梳理豌豆雜交實驗和果蠅雜交實驗

回顧孟德爾兩次豌豆雜交實驗的過程，請學生簡述實驗過程并寫出相關遺傳圖解，根據所寫遺傳圖解，完成學習任務單中的表格(表2)。完成表2后，請學生歸納遺傳實驗常用材料——豌豆、果蠅的特點。

表2 豌豆雜交實驗和果蠅雜交實驗

設計意圖：采用列表的方法進行孟德爾和摩爾根經典實驗過程的回顧，梳理基礎知識，重新體驗科學方法——假說-演繹法的科學思想和一般步驟。

活動二：分離定律和自由組合定律的比較與驗證

任務1 分離定律和自由組合定律的比較

讓學生結合摩爾根的實驗發現以及前面復習的“遺傳的細胞學基礎”單元中的有關內容，將孟德爾兩大遺傳定律進行比較，完成學習任務單中的表格(表3)，并繪制兩大遺傳定律的細胞學基礎(圖2)。

表3 兩大遺傳定律的比較

設計意圖：自由組合定律是以分離定律為基礎，同時兩大定律又是建立在細胞學基礎之上，只有將兩大遺傳定律和減數分裂聯系在一起，學生才能真正理解其實質，這也是本單元教學的重難點，通過列表比較、繪制圖像模型更好實現重難點的突破。

任務2 分離定律和自由組合定律的驗證

【例1】某種水稻有非糯性(A)與糯性(a)、莖有高稈(B)與矮稈(b)、花粉粒有長形(D)與圓形(d)，且非糯性花粉遇碘液呈藍色，糯性花粉遇碘液呈棕色，控制三對基因的關系如圖3所示。現有四種基因型的純合子①AABBdd、②AAbbDD、③AAbbdd、④aabbdd，請回答下列問題。

(1)若驗證分離定律應選擇___________________，若用花粉鑒定法驗證分離定律應選擇___________________。

(2)若驗證自由組合定律應選擇___________________，若用花粉鑒定法驗證自由組合定律應選擇___________________。

設置意圖：通過任務1(活動二中)的學習，學生已經明確兩大遺傳定律及其實質，結合孟德爾實驗過程，再進行孟德爾遺傳定律的驗證對學生而言變得相對簡單。

活動三：伴性遺傳及遺傳規律的應用

任務1 伴性遺傳

【例2】在下列系譜圖中，可以由X染色體上的隱性基因決定遺傳病的是

( )

設計意圖：本題考查的是遺傳系譜圖中單基因遺傳病遺傳方式的判斷，通過題目幫助學生深化對伴性遺傳特點的理解，掌握單基因遺傳病遺傳方式的判斷技巧。

任務2 遺傳規律的應用

【例3】現有水稻品種1高稈抗稻瘟病(DDRR)、品種2矮稈易感稻瘟病(ddrr)，且兩對性狀獨立遺傳。假如作為遺傳工作者的你要利用這兩個品種獲得具有矮稈抗病優良性狀的新品種。育種前，按照孟德爾遺傳定律預測哪一代最早出現優良性狀，需要滿足三個條件：條件之一是高稈與矮稈這對相對性狀受一對等位基因控制，且符合分離定律。請回答下列問題：

(1)除上述條件外，其余兩個條件是______________、___________________。

(2)為了確定決定上述兩對相對性狀的基因是否滿足上述條件，可用測交實驗來進行檢驗。請簡要寫出該測交實驗的過程。

(3)若測交實驗證明可以滿足上述條件，雜交育種哪一代最早出現優良性狀，怎樣處理才能獲得穩定遺傳的優良品種？

【例4】假如作為遺傳咨詢師的你正接待一對男性正常但女性并指的夫婦，這對夫婦曾生了一個并指并患有色盲的兒子，擔心再生一個孩子也會患有并指或色盲。經詢問得知女性的父母均為并指但其有一個手指正常的弟弟。請你給這對夫婦解答以下問題：

(1)并指是由顯性基因還是隱性基因控制的？

(2)他們再生一個孩子有可能正常嗎？所生孩子正常的概率是多少？

設計意圖：通過設置情境問題 ，讓學生以社會工作者的身份用遺傳規律解決實際問題，培養學生的社會責任感；體驗生物科學相關職業帶來的樂趣，為高考選擇學習和職業方向奠定了一定的基礎。

上述學習任務完成后讓學生構建出本單元的知識框架(圖4)，通過建構概念內容之間的聯系，形成知識脈絡。

圖4 “遺傳的基本規律”概念圖

活動四：知識延伸——遺傳實驗設計

(1)僅根據同學甲的實驗，能不能證明控制黃體的基因位于X染色體上，并表現為隱性？

(2)請用同學甲得到的子代果蠅為材料設計兩個不同的實驗，這兩個實驗都能獨立證明同學乙的結論。(要求：每個實驗只用一個雜交組合，并指出支持同學乙結論的預期實驗結果)

設計意圖：題目選自2016年全國卷Ⅰ，是一道十分經典的遺傳學實驗設計題，題目考查了性狀顯隱性的判斷以及基因所在位置的判斷，綜合性強，思維能力較強，通過題目的分析過程讓學生歸納總結出判斷性狀顯隱性以及基因所在位置的方法，以題促學。

4.大單元教學反思

大單元教學具有整體性和系統性的特點，要求教師要做到大視角下統籌安排教學，不讓學生覺得復習課就是把所學知識再過一遍，提高學生生物復習課的積極性，同時也使教師教學水平得到提高。 此教學實踐正是采用大單元教學模式，以學科大概念為統攝，根據學生的認知基礎和《評價體系》要求，精心編排教學活動，實現了學科大概念與具體概念的聯系。同時教學過程中結合典型例題促進學生理解并內化概念，取得了良好的教學效果，并使學生的學科核心素養水平得到進一步提升，使學科育人價值充分體現。