学科大概念指引下的大单元复习教学实践——以“遗传的基本规律”为例

安徽 刘丽娜

学科大概念反映着学科本质，具有高度的概括性，对学科知识起着支撑和架构作用。大单元教学是指以某个主题(核心概念等)综合相关知识为中心，设计多种教学形式和策略，从而实现预期目标和达成学科核心素养教学的过程。而基于学科大概念的大单元整体教学是促进知识的结构化和功能化，知识内化为学科核心素养的重要途径。现以“遗传的基本规律”复习课为例，探讨基于学科大概念指引下的大单元复习教学在高中生物一轮复习中的运用。

1.大单元教学内容分析

必修2 《遗传与进化》 模块涉及“遗传的细胞基础”“遗传的分子基础”“遗传的基本规律”“生物的变异”“生物的进化”等内容，围绕大概念3“遗传信息控制生物性状，并代代相传”(统领内容如图1)和大概念4“生物的多样性和适应性是进化的结果”展开的。本单元将大概念3作为大单元的教学主线，依据“三级概念体系”构建课程内容框架(表1)，重要概念“有性生殖中基因的分离和重组导致双亲后代的基因组合有多种可能”即“遗传的基本规律”可作为一个大单元主题，将关联性较强的学习内容重组，打破传统章节界限以实现学科内相关性知识的综合，建构完整的知识概念体系，形成生命观念学科核心素养。

表1 大单元“遗传的基本规律”内容及要求

2.大单元教学目标

教学目标是教学主题的具体化，起着引领教学过程、教学方向与最终目的的作用。设计大单元复习教学目标不仅要基于高中生物学学科核心素养，同时还需结合《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》规定的内容和学业要求以及《中国高考评价体系》(以下简称《评价体系》)的内容，使教学目标能够来源于课本又高于课本，才能使学生一轮复习过程中在原有基础上取得进步。因此，大概念统摄下“遗传的基本规律”大单元整体复习教学目标设定如下：

(1)通过小组合作方式运用建构概念图的方法总结出以遗传规律为中心的概念网络图，深化核心概念的理解，形成生命观念学科核心素养；(2)运用假说-演绎法对遗传规律发现的再认知，归纳和概括生物的一般遗传规律，并能运用此规律解决生产中的实际问题，发展科学思维学科核心素养；(3)能够正确书写遗传图解并运用科学方法在真实情境下进行实验探究设计或验证相关结论，进一步提升科学探究能力；(4)从遗传学角度关注人类健康相关热题，预测遗传疾病的发病情况，树立健康生活的理念，增强社会责任意识。

3.大单元教学实施过程

3.1 创设情境，引入主题

大单元教学涵盖内容较多，可能需要划分若干课时，这时需要在第一课时教学前创设一个“大情境”，以串联整个单元内容，引领学生进入学习内容。在进行本单元教学前播放介绍遗传学三大遗传定律的相关视频，学生结合视频回忆孟德尔和摩尔根等人在遗传学上的杰出贡献，并回顾有关遗传规律。

3.2 单元学习活动

一轮复习时间紧任务重，为提高复习的有效性，精心设计学习任务单，以学习任务单作为复习内容的载体，推进复习进程。任务单在大单元复习前发放给学生，课前完成基础内容的复习，重难点内容在课堂上由师生共同探讨，计划利用4课时完成。根据课时进行以下4个单元的学习活动。

活动一：孟德尔和摩尔根杂交实验过程

任务1 基于遗传规律核心概念进行测试与辨析

针对学生之前学习过程中易错的核心概念设计判断题，让学生进行判断并辨析：(1)异花传粉植物进行的是杂交，自花传粉植物进行的是自交；(2)一只黑羊和一只白羊交配生出两只羊是性状分离的结果；(3)生物体未表现出的性状是隐性性状；(4)一个存在AA、Aa、aa三种基因型且自由交配的种群中，个体间交配方式有6种；(5)表型相同的生物，基因型不一定相同，基因型相同时表型也不一定相同。

设计意图：通过学生对判断辨析问题的回答，可以诊断出学生存在的问题，有针对性地帮助学生纠正误区，同时训练学生学会用批判性的眼光看待问题。

任务2 基于假说-演绎法梳理豌豆杂交实验和果蝇杂交实验

回顾孟德尔两次豌豆杂交实验的过程，请学生简述实验过程并写出相关遗传图解，根据所写遗传图解，完成学习任务单中的表格(表2)。完成表2后，请学生归纳遗传实验常用材料——豌豆、果蝇的特点。

表2 豌豆杂交实验和果蝇杂交实验

设计意图：采用列表的方法进行孟德尔和摩尔根经典实验过程的回顾，梳理基础知识，重新体验科学方法——假说-演绎法的科学思想和一般步骤。

活动二：分离定律和自由组合定律的比较与验证

任务1 分离定律和自由组合定律的比较

让学生结合摩尔根的实验发现以及前面复习的“遗传的细胞学基础”单元中的有关内容，将孟德尔两大遗传定律进行比较，完成学习任务单中的表格(表3)，并绘制两大遗传定律的细胞学基础(图2)。

表3 两大遗传定律的比较

设计意图：自由组合定律是以分离定律为基础，同时两大定律又是建立在细胞学基础之上，只有将两大遗传定律和减数分裂联系在一起，学生才能真正理解其实质，这也是本单元教学的重难点，通过列表比较、绘制图像模型更好实现重难点的突破。

任务2 分离定律和自由组合定律的验证

【例1】某种水稻有非糯性(A)与糯性(a)、茎有高秆(B)与矮秆(b)、花粉粒有长形(D)与圆形(d)，且非糯性花粉遇碘液呈蓝色，糯性花粉遇碘液呈棕色，控制三对基因的关系如图3所示。现有四种基因型的纯合子①AABBdd、②AAbbDD、③AAbbdd、④aabbdd，请回答下列问题。

(1)若验证分离定律应选择___________________，若用花粉鉴定法验证分离定律应选择___________________。

(2)若验证自由组合定律应选择___________________，若用花粉鉴定法验证自由组合定律应选择___________________。

设置意图：通过任务1(活动二中)的学习，学生已经明确两大遗传定律及其实质，结合孟德尔实验过程，再进行孟德尔遗传定律的验证对学生而言变得相对简单。

活动三：伴性遗传及遗传规律的应用

任务1 伴性遗传

【例2】在下列系谱图中，可以由X染色体上的隐性基因决定遗传病的是

( )

设计意图：本题考查的是遗传系谱图中单基因遗传病遗传方式的判断，通过题目帮助学生深化对伴性遗传特点的理解，掌握单基因遗传病遗传方式的判断技巧。

任务2 遗传规律的应用

【例3】现有水稻品种1高秆抗稻瘟病(DDRR)、品种2矮秆易感稻瘟病(ddrr)，且两对性状独立遗传。假如作为遗传工作者的你要利用这两个品种获得具有矮秆抗病优良性状的新品种。育种前，按照孟德尔遗传定律预测哪一代最早出现优良性状，需要满足三个条件：条件之一是高秆与矮秆这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律。请回答下列问题：

(1)除上述条件外，其余两个条件是______________、___________________。

(2)为了确定决定上述两对相对性状的基因是否满足上述条件，可用测交实验来进行检验。请简要写出该测交实验的过程。

(3)若测交实验证明可以满足上述条件，杂交育种哪一代最早出现优良性状，怎样处理才能获得稳定遗传的优良品种？

【例4】假如作为遗传咨询师的你正接待一对男性正常但女性并指的夫妇，这对夫妇曾生了一个并指并患有色盲的儿子，担心再生一个孩子也会患有并指或色盲。经询问得知女性的父母均为并指但其有一个手指正常的弟弟。请你给这对夫妇解答以下问题：

(1)并指是由显性基因还是隐性基因控制的？

(2)他们再生一个孩子有可能正常吗？所生孩子正常的概率是多少？

设计意图：通过设置情境问题 ，让学生以社会工作者的身份用遗传规律解决实际问题，培养学生的社会责任感；体验生物科学相关职业带来的乐趣，为高考选择学习和职业方向奠定了一定的基础。

上述学习任务完成后让学生构建出本单元的知识框架(图4)，通过建构概念内容之间的联系，形成知识脉络。

图4 “遗传的基本规律”概念图

活动四：知识延伸——遗传实验设计

(1)仅根据同学甲的实验，能不能证明控制黄体的基因位于X染色体上，并表现为隐性？

(2)请用同学甲得到的子代果蝇为材料设计两个不同的实验，这两个实验都能独立证明同学乙的结论。(要求：每个实验只用一个杂交组合，并指出支持同学乙结论的预期实验结果)

设计意图：题目选自2016年全国卷Ⅰ，是一道十分经典的遗传学实验设计题，题目考查了性状显隐性的判断以及基因所在位置的判断，综合性强，思维能力较强，通过题目的分析过程让学生归纳总结出判断性状显隐性以及基因所在位置的方法，以题促学。

4.大单元教学反思

大单元教学具有整体性和系统性的特点，要求教师要做到大视角下统筹安排教学，不让学生觉得复习课就是把所学知识再过一遍，提高学生生物复习课的积极性，同时也使教师教学水平得到提高。 此教学实践正是采用大单元教学模式，以学科大概念为统摄，根据学生的认知基础和《评价体系》要求，精心编排教学活动，实现了学科大概念与具体概念的联系。同时教学过程中结合典型例题促进学生理解并内化概念，取得了良好的教学效果，并使学生的学科核心素养水平得到进一步提升，使学科育人价值充分体现。