“基因突变及其他变异”单元学习设计

吕国裕 王瑞

（1.厦门海沧实验中学，福建厦门 361026；2.厦门市海沧区教师进修学校，福建厦门 361026）

与熟悉的课时教学设计相比，单元学习设计对多数教师而言并不是一件轻松的工作，普遍存在缺乏可参考的模板及可借鉴的案例。单元学习设计一般包括单元学习主题、单元学习目标、单元学习活动、单元学习评价及单元作业等内容的设计。［1］笔者尝试以2019年版人教社《生物学·必修2·遗传与进化》（下文简称教科书）第5单元“基因突变及其他变异”实践与研究单元学习设计。

一、确定单元学习主题，构建学习内容框架

单元学习主题是对单元学习内容的概括，具有统领作用。根据《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》（下文简称课程标准）和教科书中相关重要概念条目，确定“基因突变及其他变异”单元学习主题。单元主题确定后，进一步分析、梳理单元学习内容逻辑关系（如图1），组织单元学习内容及学习顺序。“基因突变及其他变异”单元学习共需5课时，由1课时预习、3课时交流、实验与点拨以及1课时检测等组成。

图1 单元学习内容的逻辑关系图

二、明确单元学习目标，挖掘单元教育价值

单元学习目标是学生完成单元学习后应该获得的学科核心素养发展成果，是单元学习设计的关键，以及单元学习活动、单元学习评价方案设计的重要依据。［2］单元学习目标包括单元学习总目标以及各课时学习目标。文章重点阐述“基因突变及其他变异”单元学习总目标的设计。

“基因突变及其他变异”单元是在学习了遗传的细胞基础、分子基础及其基本规律的基础上，进一步学习重要概念“由基因突变、染色体变异和基因重组引起的变异是可以遗传的”。根据课程标准的内容要求、学业要求以及教科书内容，分析生物学概念间的关系，设计该单元学习总目标为：

第一，通过镰刀型细胞贫血症等实例分析，尝试解释基因突变可能导致其所编码的蛋白质及相应的细胞功能发生变化，甚至带来致命的后果。阐明细胞在外因作用下，基因突变所具有的提高基因突变概率、导致细胞分裂失控以及发生癌变等特性，说明人类遗传病是可以检测和预防的。认同生命的物质性、变异为进化提供原材料等观点，树立结构与功能观、进化与适应观以及人与自然和谐发展等生命观念，学会尊重生命、珍惜生命、善待生命，提高生命质量。第二，比较分析常见的遗传病，说出遗传病的分类依据，归纳基因突变的特点及原因，尝试对遗传病进行分类，阐明基因与性状的关系，提高观察能力、分析综合能力及批判性思维能力。第三，通过人类遗传病发病率和遗传方式实际调查，初步学会调查和统计人类遗传病的方法，提升获取资料或数据的能力。通过低温诱导探究实验，体验染色体数目加倍的方法，增强提出问题、作出假设、实验设计、交流实验结果与结论等科学探究能力，初步形成实事求是科学态度，以及勇于创新与合作的科学精神。第四，调查人群中的遗传病，主动参与社会热点议题讨论，宣传婚前检查、遗传咨询和产前诊断的重要性，争当健康婚育的宣传者和监督者。通过分析色盲、白化病和近亲结婚等实例，养成健康的生活方式，能抵制封建迷信和辨别伪科学，［3］以此促进学生发展生命观念、科学思维、科学探究及社会责任等生物学学科核心素养。

三、设计单元学习活动，开发单元学习资源

单元学习活动是达成单元学习目标、开展深度学习、践行高中生物学课程基本理念的重要载体。单元学习活动设计主要包括确定单元学习活动目标及活动内容、开发单元学习资源等。

（一）确定单元学习活动目标及活动内容

单元学习活动目标及单元学习活动内容是单元学习活动的重要组成。单元活动内容是单元活动目标的实现媒介，单元活动目标是单元活动内容设计与实施的依据，二者相互依存、相得益彰。

例如，将“基因突变及其他变异”单元学习总目标分解成每一课时学习目标，根据课时学习目标制定单元学习活动目标，再结合教科书相关内容，确定单元学习活动名称，设计单元学习活动内容（如表1），使得单元学习活动不偏离主题，保证其方向性和有效性。

（二）开发单元学习资源

单元学习活动的开展需要单元学习资源的支持。通过搜集、改造等方式研发了系列“基因突变及其他变异”单元学习资源（如表2），确保各项单元学习活动顺利开展。

表2 “基因突变及其他变异”单元学习资源

四、明晰单元学习评价，发展学科核心素养

单元学习评价是单元学习不可或缺的组成部分，应聚焦学科核心素养发展，对学生单元学习表现及其学习成果进行评价。只有系统地、持续地评价与反馈学生生物学学科核心素养的发展水平，才能实现精准的教与学。

单元学习评价方法多样，主体多元。评价由终结性、过程性及表现性评价构成。终结性评价主要依据单元笔试考试成绩，总分100分，记入学程成绩时折合成60分。过程性评价总分100分，记入学程成绩时折合成40分。“基因突变及其他变异”过程性评价项目及各项分值（如表3）。

此外，还以中国肺癌、肝癌和结肠癌的比较研究小论文、无子西瓜（或草莓）种植小视频、2019年新型冠状病毒及疫情海报以及实验报告、调查报告等形式进行“基因突变及其他变异”单元学习表现性评价，作为学业成就的参考（加分项）。

表3 “基因突变及其他变异”过程性评价表

五、设计单元作业,指向学业质量水平

单元作业是单元学习评价的重要组成。根据单元学习目标设计单元作业。单元作业聚焦必备知识、关键能力及学科素养培育等三方面，密切联系生产、生活实际创设真实的问题情境，注重检测学生综合运用所学的知识和技能解决问题的能力。单元作业包括基础题和提高题。基础题是每位学生必做题，提高题适合优生使用，其他学生可以选做。可以设计混合型、多样化的单元作业，包括小组合作型作业、探究性作业及创编型作业，提高学生交流合作能力、科学探究能力和写作能力。一般每课时单元作业题包括10道选择题及4道非选择题，4道非选择题中一道为选做题，一道要求小组合作完成，使得习题涉及面广，不重复练习有关概念，减轻学生的作业负担，突出单元作业的适标性、科学性、情境性、校本性及原创性等特点。

例如，学生学习了“人类遗传病”知识后，完成下列作业。

1.据《实用医技杂志》报道，6岁女孩患范科尼贫血病，患者父母为姨表兄妹（均正常），4岁开始无明显诱因出现乏力、苍白等症状，血红蛋白91g/L，染色体检查未见异常，发现有13个相关基因发生突变。下列叙述正确的是（）。

A.范科尼贫血病是一种单基因遗传病

B.该女孩患病与父母近亲结婚一定无关

C.乏力、苍白等症状与血红蛋白偏低无关

D.该女孩患病根本原因可通过基因检测手段

该题为原创的选择题，围绕课程标准创设一定的问题情境，考查学生遗传病类型、基因检测等必备知识；能以结构与功能适应观为指导，分析特定的问题情境中乏力、苍白等生命现象，形成敬畏生命的观念，遵循正确的伦理道德，对近亲结婚进行理性判断和科学对待。

2.请以小组为单位，两周内完成下列课题之一，要求拍摄成小视频或撰写成小论文。作为单元学习表现性评价的依据，择优在教室展览交流。

（1）基因检测的利弊辩论（选正方或反方一方即可）

（2）遗传咨询与产前诊断（建议到附近医院）

（3）调查人群中的遗传病（选择一种单基因遗传病）

（4）人类遗传病的基因检测（选择任意一种遗传病）

（5）结合色盲谈近亲结婚的危害性（调查并撰写小论文）

（6）制作某种遗传病的系谱图。（任选一种，制作模型）

该题为小组合作完成的、开放的表现性作业，侧重考查学生获取信息、模型构建、写作及与人交往等能力，有助于学生关注“2019年新冠（COVID-19）”基因检测等社会热点，树立关爱色盲等遗传病患者的社会责任感，形成珍爱生命的观念，养成远离癌症、健康文明的生活方式，能够鉴别并自觉地抵制色盲原因迷信和近亲结婚伪科学。

总之，通过本课题组的实践与研究，证明单元学习能以真实的问题情境为载体，开展形式多样的探究性学习活动，促进学生深度学习，建立、理解与应用生物学核心概念，发展生物学学科核心素养。同时，发现单元学习存在备课量极大、备课资源严重缺乏、单元学习检测与学校统一安排的学业质量测试时间不同步等问题。应加强区域教研，发挥区域生物学教师的集体智慧，合作开发相关课程资源，深入开展单元学习设计的实践与研究。