核心素养立意下的生物学单元作业设计

张冠云

（福州第一中学，福建 福州 350108）

单元教学即围绕特定的目标或主题，将诸多具有关系的课组合形成一个教学单位，该教学单位的内容可以来自教科书的某一章节，也可以是围绕某个主题或重要概念，跨章节甚至跨模块内容的组合。［1］研究表明，单元教学能防止知识“碎片化”，促进学生整体性、综合性地有意义地学习。［2］单元作业是单元教学的重要组成部分，是实现单元教学目标的重要途径。笔者尝试在高中生物学单元教学中，以真实问题情境为背景原创单元作业，帮助学生通过解决真实的实际问题，“做中学”“悟中学”生物学知识，在不断消化、内化知识的过程中，提高学生的参与感与获得感，发展生物学学科核心素养。［3］

一、单元作业设计意图

癌症与人类健康密切相关，是学生比较感兴趣的学习主题。“癌症”单元教学围绕癌细胞的特点、癌变的机理、治疗癌症的方法等关键点将高中生物学中与癌症相关的知识串联起来。该单元主要涉及基因突变、基因表达、有丝分裂、免疫调节等生物学重要概念，单元教学内容示意图旨在打破教科书章节的局限，帮助学生深入理解生物学概念之间的逻辑关系，建立概念体系。同时促进学生了解生物学与社会生活的密切关系，提升社会责任感。

根据“癌症”单元教学内容及教学目标，选择相关社会热点问题、生物科学史、诺贝尔奖获奖项目、近期正式发表的科研论文等，原创具有一定信息量、复杂性及真实性问题情境的单元作业，加强生命观念、科学思维、科学探究及社会责任等生物学学科核心素养的练习。以“1 星”到“5 星”呈现“癌症”单元作业题的难度值，以便学生根据自己对知识的掌握程度，选择性地完成作业。该单元作业也适合作为高三二轮专题复习资料。

二、例析原创的单元作业题

（一）以生物科学史为背景创设单元作业题

高中生物学是一门理科课程，其中生物学实验、生物科学史是学生学习生物学知识、提高生物学学科核心素养的重要途径。现行人教版高中《生物学》教科书缺少“癌症”研究科学史。笔者尝试根据荣获诺贝尔奖的癌症科学史原创单元作业题，让学生置身癌症科学研究情境中，根据所学知识设计实验方案，解决癌症研究方面的争议问题，体验“实验出真知”的道理，提升科学思维能力及科学探究能力。

［例1］Peyton Rous 博士把一只鸡的肿瘤组织取下来，移植到另一只鸡的身上，结果另一只鸡也长出了肿瘤。他把这块肿瘤组织进行研磨，用过滤器（不允许细胞通过）过滤，然后把滤液注入一只正常鸡的组织中，结果这只鸡也长出了肿瘤。Rous 因而得出结论：病毒导致鸡产生了肿瘤。55 年后Rous 获得诺贝尔生理学或医学奖。

（1）第二只鸡的免疫系统的监控及清除功能出现了差错。

（2）研究表明，该病毒是RNA 病毒，遗传物质可整合到宿主细胞的DNA 中，其引发癌症可能与逆转录酶活性有关。

（3）当时看来，实验结论争议很大，原因是滤液中除了病毒以外，可能含有导致产生肿瘤的化学物质。

（4）你认为，可增加什么实验才能使实验结论没有争议呢？说出你的实验思路。

该单元作业题以癌症为线索，整合免疫调节、病毒、中心法则、实验设计等知识。从题中“过滤器（不允许细胞通过）”这句话，可以得出（3）的答案可能还有化学物质。第（4）小题是开放性问题，要求学生通过深度阅读，获取题干中的关键信息，设计实验验证假说。其中可能的实验思路是：提纯病毒，单独将病毒注射到鸡的组织中，观察鸡会不会得肿瘤。学生的答案可能不止一种，只要是设计合理的实验方案都可以得分。该作业题有助于培养学生的阅读能力、获取信息的能力及发散性思维能力。

（二）以科学研究数据为背景创设单元作业题

从近期发表的科技论文中寻找与“癌症”契合度比较高的研究数据，因论文提供的信息相对比较深奥，需要从中选择合适的内容，并进行简化处理，创设具有层次性问题情境的单元作业，促进学生提高解决复杂的、新情境中问题的能力及“学以致用”的能力。

［例2］慢性粒细胞白血病（CML）的主要原因是9号染色体的片段接到了22 号染色体上导致产生融合基因bcr-abl，它的表达产物可以激活酪氨酸激酶（TK），进而促进造血干细胞异常增殖。《我不是药神》中的格列卫是基于TK 研制的治疗CML 的第一代靶向药物。［4］下列说法错误的是（）。

A.造血干细胞异常增殖方式为有丝分裂

B.格列卫可能通过抑制TK 的活性从而起到靶向药物的作用

C.融合基因bcr-abl 的产生原因是染色体倒位

D.异常增殖的造血干细胞对凋亡诱导因子敏感性下降

例2 题目的题干内容选自某一生物科技论文，为了减少题目的文字数量，降低学生阅读难度，使用CML 代替慢性粒细胞白血病、TK 代替酪氨酸激酶。并将原文中的“易位”两个字替换成“接”，创设C 选项。另外，该题目改变研究结论的表达顺序，先叙述TK 的作用，再叙述格列卫是基于TK 研制的药物，让学生通过逻辑思维去推测格列卫可能的治疗原理，从而创设B 选项。

该题要求学生面对陌生的问题情境，认真阅读题干，获取解题关键信息，综合运用已学过的有关有丝分裂、变异、细胞凋亡等生物学概念，就能得出正确的答案，明确“基因发生改变后，功能发生了改变，进而导致癌症的产生”，建立结构与功能观的生命观念。

（三）以社会热点问题为背景创设单元作业题

以现实生活中激烈讨论的热点问题为背景创设单元作业题，引导学生利用所学的生物学知识关注、讨论社会热点问题，并作出自己的理性判断，加强社会责任意识，提高终身学习能力。

［例3］（★）HPV 病毒的DNA 整合到宿主的基因组中导致产生宫颈癌。厦门大学的夏宁邵团队研发出新一代宫颈癌疫苗，能针对更多类型的HPV 病毒。下列说法错误的是（）。

A.HPV 的遗传物质整合后，可能导致原癌基因被抑制或者抑癌基因被激活

B.注射宫颈癌疫苗属于主动免疫，能让机体产生相应的抗体和记忆细胞

C.HPV 与宿主细胞共用一套遗传密码，利用宿主细胞的核糖体合成所需蛋白质

D.不同类型HPV 的抗原有所差异，需借助体液免疫和细胞免疫将其清除

［例4］研究发现，幽门螺杆菌寄生在人的胃黏膜组织中，可导致胃黏膜细胞周期发生改变，诱发胃癌。下列说法错误的是（）。

A.胃黏膜细胞产生癌变后，细胞周期会变短

B.胃癌细胞易扩散转移，与胃癌细胞表面的糖蛋白减少有关

C.幽门螺杆菌核糖体的产生与核仁有关

D.倡导使用公筷，可以降低胃癌的发病率

例3、4 两题围绕有关癌症预防这一社会热点问题，将病毒、免疫调节、原核生物、有丝分裂、细胞核等生物学概念整合到“癌症”单元作业中。这两题背景资料贴近学生的日常生活，有助于学生产生亲切感，激发学生答题的兴趣。同时，普及宫颈癌疫苗、预防幽门螺旋杆菌感染等的生活常识，促进学生认识到生物学与现实生活密切相关，激发民族自豪感，形成关爱生命、健康生活的意识。

癌症单元教学及配套的单元作业，有助于学生改变机械地、盲目地记忆碎片化知识点，深刻理解生物学重要概念，并尝试综合运用所学知识解决真实情境中的问题，提高分析问题、解决问题等关键能力。