基于5E教学模式的“人类遗传病”教学设计

［摘 要］在“人类遗传病”一节的教学设计中，基于5E教学模式创设以“地中海贫血”为真实情境的体验式教学，促进学生对人类遗传病的全面认识，激发学生对遗传病患者的关爱，提升学生的生物学学科核心素养。为此，教师精心设计多个评价量表和问题串，以全面评估学生的学习效果。

［关键词］ 5E教学模式；人类遗传病；教学设计；评价量表

［中图分类号］ G633.91 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-6058（2024）26-0084-04

一、教材内容分析及教学设计思路

“人类遗传病”是人教版高中生物学必修2《遗传与进化》第5章第3节的内容，课标对本节内容的要求是“举例说明人类遗传病是可以检测和预防的”[1]。本节内容包括两个模块：“人类常见遗传病的类型”和“遗传病的检测和预防”，其中安排了两个探究活动：“调查人群中的遗传病”和“基因检测的利与弊”。

学生已掌握孟德尔遗传定律、伴性遗传、减数分裂和生物变异等遗传学相关知识，具备了一定的分析遗传学现象的能力，初步形成了生命信息观，但还没有形成该模块完整的知识体系，且对实践调查类的探究活动存在畏难心理。对此，可通过设置情境吸引学生进行探究，从而有效建构概念，进而提升其科学素养。

本节课结合5E教学模式（主要由5个环节构成，即引入、探究、解释、迁移、评价），设计了“构建‘人类常见遗传病的类型’概念模型图”和“调查人类遗传病”的探究活动，以促进学生认识遗传病的遗传特点、发病情况以及对人体健康的影响；让学生通过角色扮演学习遗传咨询的内容、步骤以及产前诊断的步骤和方法，构建学生爱学、易学的学习情境，使得原本陌生的技术与方法变得显性化、清晰化和生动化。在遗传咨询的基础上进行基因检测可更精确地预防遗传病的发生，但基因检测存在诸多争议。为此，本节课安排了“思考·讨论”活动，引导学生探讨基因检测的利与弊，从而理解科学技术的发展存在两面性，这对于提高生活质量和人口素质有重要的现实指导意义[2]。本节课的教学设计思路如图1所示。

二、教学目标

（1）以“地中海贫血”为例，总结人类遗传病的概念，归纳常见人类遗传病的类型，认RHhyG6yZKELh0gfDOdLPrw==识其对人体健康产生的重要影响，唤起对遗传病患者的关爱，提升社会责任感。

（2）尝试调查某种人类遗传病的遗传方式和发病率，设计调查方案，参与、引领小组的调查活动，培养科学探究能力。

（3）通过小组合作探究活动，阐明遗传咨询的内容和步骤，举例说明产前诊断的手段，认同遗传病的检测和预防，建立正确的生育观。

（4）通过讨论基因检测的利与弊，理解科学技术发展的两面性，培养科学思维。

三、教学过程

（一）引入：创设情境，感知概念

教师播放地中海贫血患者的日常生活视频并介绍：地中海贫血简称“地贫”，是一种遗传性血液疾病。地贫患者由于身体无法正常制造健康的红细胞，因此经常感到疲劳无力，无法正常参与日常活动。对于地贫患者来说，定期的输血治疗是常态，存在感染疾病和其他健康风险。

设计意图：通过视频给予学生最强烈的视觉冲击，激发学生对“人类遗传病”的原理、影响、检测等内容产生浓厚的学习兴趣。同时，视频还可以唤起学生对遗传病患者的关爱，使学生体会并认同“应用所学知识解决生活中的生物学问题”这一社会责任[3]。

（二）探究与解释：情境学习，理解概念

1.人类常见遗传病的类型

从“人类遗传病通常是指由遗传物质改变而引起的疾病”这一定义入手，教师引导学生进行3分钟的“人类常见遗传病的类型”文本学习，并给出如下探究提示：在学习过程中，请整理并归纳人类遗传病的实质、类型，初步概括出每一类遗传病的特点，并举出相应的实例，同时构建人类遗传病类型的概念图或者思维导图。概念图或者思维导图的设计要求：内容要完整、准确，结构清晰、美观且直观，最好有原创性和创新性，可以联系前几章所学知识，融入自己的理解和思考。

设计意图：引导学生从单基因遗传病、多基因遗传病到染色体异常遗传病，逐步认识遗传病的变异来源，将遗传知识与可遗传变异紧密联系，按照先总后分的顺序整体把握遗传病的概念及类型。通过列举遗传病的类型，使学生认识到遗传病的真实存在，从而更加珍惜自身健康。

2.遗传咨询和产前诊断

环节一：角色扮演体验遗传咨询。教师提供素材：重型[β]地贫患儿需要终身输血治疗，其平均存活年龄仅为10岁，得不到有效治疗的重型地贫患儿很难活到5岁[4]。地贫不仅给患者个人带来极大的痛苦，也给家庭和社会造成了沉重的负担。因此，做好地贫的检测与预防工作，减少地贫患儿的出生显得尤为重要。教师由此引出遗传咨询和产前诊断的课题。随后，提出以下文本探究提示（限时3分钟）：通过阅读教材，了解遗传咨询的内容和步骤，并思考作为一名医生，应向来访者提供哪些方面的建议。

情境设计：假设一对家族中有地贫史的夫妇前来咨询，请学生分组扮演来访夫妇和医生，展现遗传咨询的过程。

教师小结：遗传咨询旨在运用科学技术来规避或降低后代患遗传病的风险，但不能因为有患遗传病的风险就剥夺其生育的权利。

环节二：问题串引导深度学习“产前诊断”。情境设计：经过咨询和推算，确定来访夫妇生育出地中海贫血患儿的风险很大。小组合作探究以下问题：（1）产前诊断有哪些措施？（2）羊水检查中获取的样品为何要进行细胞培养，其目的是什么？（3）B超检查的目的是什么？（4）孕后期的B超检查是可以鉴别胎儿性别的，医生可以向这对夫妇透漏胎儿的性别信息吗？为什么？（5）若这对夫妇进行了“地中海贫血基因检测”，检测报告如教材第95页所示，请根据此检测报告分析并回答：①从碱基序列层面看，地贫相关基因突变有哪些类型？②该患者HBB基因突变影响到RNA加工，导致β珠蛋白肽链合成减少，进而引起珠蛋白的α/β肽链失衡，从稳态和平衡的角度分析，你能得出什么结论？③人体对铁元素缺乏有效排出机制，地贫患者经常需要输血治疗，他们可以采用“补铁”的方式治疗吗？（6）地贫患者可以进行基因治疗吗？你能否设计初步的治疗方案？（7）禁止近亲结婚可以降低地贫的发生概率吗？为什么？

教师小结：生活中许多简单的活动对地贫患者来说充满了挑战。他们必须小心饮食，避免某些活动，以防脆弱的身体受到伤害。地贫不仅是一种身体疾病，也是心理和情感上的考验。患者需要不断地与疾病作斗争，同时保持积极的生活态度。他们的坚韧和勇气值得敬佩，同时也提醒我们要更加关注和理解这一常被忽视的疾病群体。

设计意图：通过情境的创设和角色扮演活动，真实还原遗传咨询的场景，使学生能够将所学知识与相关的生活实际相联系，引导其在问题设计和解决的过程中完成学习任务，对相关知识有更加深刻的理解。

（三）迁移：落实责任，深化概念

情境设计：地中海贫血是一种多发于我国南方地区的遗传病。官方调查数据显示，我国广西地区地贫基因携带率高达23.98%，广东地区达16.8%。设计拓展性作业：（1）以小组为单位设计一份调查方案，调查某一地区地贫的发病率，同时引导学生对获得的证据或数据进行解释，各组之间进行评价与交流。（2）设计一条公益广告词，通过所学所知让身边更多的人了解地贫，关心地贫，让爱在社会中传递。（3）查阅资料，进一步讨论基因检测的利与弊。

设计意图：灵活的作业设计，可解决课堂时间不足的矛盾并拓展学生的学习视野。设计“调查人类遗传病”的探究活动，目的是引导学生在初步了解人类遗传病相关知识的基础上，进行人类遗传病调查，正确设计调查方案，在科学探究实践中培养社会责任和实践能力；设计公益广告词，目的是培养学生的表达能力和社会责任感；查阅资料，进一步讨论基因检测的利与弊，目的是培养学生获取信息的能力和批判性思维。

（四）评价：多元评价，全面考查

在这一环节中，教师开发了多种评价量表，以全面评估学生的学习效果。学生根据教师提供的“遗传病概念模型图评价量表”“遗传咨询角色扮演活动评价量表”“调查人类遗传病评价量表”“导学案问题串”等，对自身学习成果进行自我评价、小组互评，最后由教师整合评价。

1.遗传病概念模型图评价量表（如表1）

设计意图：师生按照该量表标准，综合评估概念图，并积极进行评价，以此驱动学习进程。这种评价方式不仅有助于客观评价学生的学习成果，还能够培养学生的团队合作精神、社会责任感和表达能力。

2.遗传咨询角色扮演活动评价量表（如表2）

设计意图：每个评价标准都针对学生的不同技能和知识进行了考核，包括他们对遗传咨询过程的理解、专业知识的应用、逻辑推理与决策能力、沟通技巧以及团队合作能力。该评价量表有助于全面地评估学生在角色扮演活动中的表现，并为学生提供具体的反馈和改进建议。

3.课堂小组讨论的评价

在讨论开始前明确评价标准，能够让学生对评价有预期，促进他们的主动性和讨论的目标性。教师主要从以下几个方面来评估学生的讨论活动。

参与度：考量学生在讨论中的积极参与程度。比如，是否主动发言，是否在讨论中保持专注。

贡献内容的质量：评估学生所提供信息的准确性、相关性以及讨论的深度。

团队合作能力：观察学生在小组内的互动表现。比如，是否能够倾听他人的观点，对同伴的想法给予尊重，以及是否能够有效地与他人合作。

批判性思维：分析学生是否能够对问题进行深入思考，提出独到见解或质疑。

表达能力：评价学生表达自己想法时的清晰度和逻辑性，包括语言表达和非语言沟通方式。

4.拓展作业的全方位评价

为了评估学生完成拓展作业的情况，教师设计了一个包含多个评估指标的量表（如表3）。量表分为三个部分，分别对应作业的三个任务。每个任务可以根据不同的评估维度进行打分，以确保评估的全面性和客观性。

设计意图：“内容准确性”，目的是评估学生对地贫知识的理解程度及设计实验方案的可行性；“创意与创新”，目的是评价学生在作业设计上的创新思维和创意表现；“团队合作”，目的是评价小组成员间的协作和交流情况；“数据处理”，目的是评估学生在处理调查数据时的能力；“语言表达”，目的是考量学生书面语言表达的清晰度和流畅性。该评价量表可根据实际需要进行调整和完善。如“调查人类遗传病”这一拓展作业，考虑到实际困难，可将评价重点放到调查方案的设计上，如果学生到医院、疾控中心或通过网络进行调查，可作为“创意与创新”中的加分项。

四、教学反思

在本节课的教学中，设置了问题探究、情境分析、角色扮演等活动，力求以问题为导向，引导学生思考，逐步解决问题，使学习变得更有条理，注重激发学生的情感共鸣，促进学生的认知发展。本节课程内容涉及多个议题，要求学生课前查阅相关材料，课上组内分享、全班交流，这对学生搜集、整理资料及语言表达的能力要求比较高，在这一过程中教师要做好引导，有效掌控课堂气氛，确保各环节的有序推进。

［ 参 考 文 献 ］

[1] 中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准：2017年版2020年修订[M].北京：人民教育出版社，2020.

[2] 翁希凝.“关注人类遗传病”一课的教学设计[J].生物学通报，2015（6）：26-28.

[3] 陈一波.核心素养导向的高中生物课堂教学设计：以“人类遗传病的主要类型、遗传咨询与优生”为例[J].中学生物学，2021（5）：32-34.

[4] 沈吟琴.第三代测序技术在地中海贫血基因检测和产前诊断中的应用价值研究[D].南昌：南昌大学，2023.

（责任编辑 罗 艳）