張冠云
(福州第一中學(xué),福建 福州 350108)
單元教學(xué)即圍繞特定的目標(biāo)或主題,將諸多具有關(guān)系的課組合形成一個教學(xué)單位,該教學(xué)單位的內(nèi)容可以來自教科書的某一章節(jié),也可以是圍繞某個主題或重要概念,跨章節(jié)甚至跨模塊內(nèi)容的組合。[1]研究表明,單元教學(xué)能防止知識“碎片化”,促進學(xué)生整體性、綜合性地有意義地學(xué)習(xí)。[2]單元作業(yè)是單元教學(xué)的重要組成部分,是實現(xiàn)單元教學(xué)目標(biāo)的重要途徑。筆者嘗試在高中生物學(xué)單元教學(xué)中,以真實問題情境為背景原創(chuàng)單元作業(yè),幫助學(xué)生通過解決真實的實際問題,“做中學(xué)”“悟中學(xué)”生物學(xué)知識,在不斷消化、內(nèi)化知識的過程中,提高學(xué)生的參與感與獲得感,發(fā)展生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。[3]
癌癥與人類健康密切相關(guān),是學(xué)生比較感興趣的學(xué)習(xí)主題?!鞍┌Y”單元教學(xué)圍繞癌細胞的特點、癌變的機理、治療癌癥的方法等關(guān)鍵點將高中生物學(xué)中與癌癥相關(guān)的知識串聯(lián)起來。該單元主要涉及基因突變、基因表達、有絲分裂、免疫調(diào)節(jié)等生物學(xué)重要概念,單元教學(xué)內(nèi)容示意圖旨在打破教科書章節(jié)的局限,幫助學(xué)生深入理解生物學(xué)概念之間的邏輯關(guān)系,建立概念體系。同時促進學(xué)生了解生物學(xué)與社會生活的密切關(guān)系,提升社會責(zé)任感。
根據(jù)“癌癥”單元教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)目標(biāo),選擇相關(guān)社會熱點問題、生物科學(xué)史、諾貝爾獎獲獎項目、近期正式發(fā)表的科研論文等,原創(chuàng)具有一定信息量、復(fù)雜性及真實性問題情境的單元作業(yè),加強生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究及社會責(zé)任等生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的練習(xí)。以“1 星”到“5 星”呈現(xiàn)“癌癥”單元作業(yè)題的難度值,以便學(xué)生根據(jù)自己對知識的掌握程度,選擇性地完成作業(yè)。該單元作業(yè)也適合作為高三二輪專題復(fù)習(xí)資料。
高中生物學(xué)是一門理科課程,其中生物學(xué)實驗、生物科學(xué)史是學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)知識、提高生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要途徑?,F(xiàn)行人教版高中《生物學(xué)》教科書缺少“癌癥”研究科學(xué)史。筆者嘗試根據(jù)榮獲諾貝爾獎的癌癥科學(xué)史原創(chuàng)單元作業(yè)題,讓學(xué)生置身癌癥科學(xué)研究情境中,根據(jù)所學(xué)知識設(shè)計實驗方案,解決癌癥研究方面的爭議問題,體驗“實驗出真知”的道理,提升科學(xué)思維能力及科學(xué)探究能力。
[例1]Peyton Rous 博士把一只雞的腫瘤組織取下來,移植到另一只雞的身上,結(jié)果另一只雞也長出了腫瘤。他把這塊腫瘤組織進行研磨,用過濾器(不允許細胞通過)過濾,然后把濾液注入一只正常雞的組織中,結(jié)果這只雞也長出了腫瘤。Rous 因而得出結(jié)論:病毒導(dǎo)致雞產(chǎn)生了腫瘤。55 年后Rous 獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。
(1)第二只雞的免疫系統(tǒng)的監(jiān)控及清除功能出現(xiàn)了差錯。
(2)研究表明,該病毒是RNA 病毒,遺傳物質(zhì)可整合到宿主細胞的DNA 中,其引發(fā)癌癥可能與逆轉(zhuǎn)錄酶活性有關(guān)。
(3)當(dāng)時看來,實驗結(jié)論爭議很大,原因是濾液中除了病毒以外,可能含有導(dǎo)致產(chǎn)生腫瘤的化學(xué)物質(zhì)。
(4)你認(rèn)為,可增加什么實驗才能使實驗結(jié)論沒有爭議呢?說出你的實驗思路。
該單元作業(yè)題以癌癥為線索,整合免疫調(diào)節(jié)、病毒、中心法則、實驗設(shè)計等知識。從題中“過濾器(不允許細胞通過)”這句話,可以得出(3)的答案可能還有化學(xué)物質(zhì)。第(4)小題是開放性問題,要求學(xué)生通過深度閱讀,獲取題干中的關(guān)鍵信息,設(shè)計實驗驗證假說。其中可能的實驗思路是:提純病毒,單獨將病毒注射到雞的組織中,觀察雞會不會得腫瘤。學(xué)生的答案可能不止一種,只要是設(shè)計合理的實驗方案都可以得分。該作業(yè)題有助于培養(yǎng)學(xué)生的閱讀能力、獲取信息的能力及發(fā)散性思維能力。
從近期發(fā)表的科技論文中尋找與“癌癥”契合度比較高的研究數(shù)據(jù),因論文提供的信息相對比較深奧,需要從中選擇合適的內(nèi)容,并進行簡化處理,創(chuàng)設(shè)具有層次性問題情境的單元作業(yè),促進學(xué)生提高解決復(fù)雜的、新情境中問題的能力及“學(xué)以致用”的能力。
[例2]慢性粒細胞白血病(CML)的主要原因是9號染色體的片段接到了22 號染色體上導(dǎo)致產(chǎn)生融合基因bcr-abl,它的表達產(chǎn)物可以激活酪氨酸激酶(TK),進而促進造血干細胞異常增殖?!段也皇撬幧瘛分械母窳行l(wèi)是基于TK 研制的治療CML 的第一代靶向藥物。[4]下列說法錯誤的是()。
A.造血干細胞異常增殖方式為有絲分裂
B.格列衛(wèi)可能通過抑制TK 的活性從而起到靶向藥物的作用
C.融合基因bcr-abl 的產(chǎn)生原因是染色體倒位
D.異常增殖的造血干細胞對凋亡誘導(dǎo)因子敏感性下降
例2 題目的題干內(nèi)容選自某一生物科技論文,為了減少題目的文字?jǐn)?shù)量,降低學(xué)生閱讀難度,使用CML 代替慢性粒細胞白血病、TK 代替酪氨酸激酶。并將原文中的“易位”兩個字替換成“接”,創(chuàng)設(shè)C 選項。另外,該題目改變研究結(jié)論的表達順序,先敘述TK 的作用,再敘述格列衛(wèi)是基于TK 研制的藥物,讓學(xué)生通過邏輯思維去推測格列衛(wèi)可能的治療原理,從而創(chuàng)設(shè)B 選項。
該題要求學(xué)生面對陌生的問題情境,認(rèn)真閱讀題干,獲取解題關(guān)鍵信息,綜合運用已學(xué)過的有關(guān)有絲分裂、變異、細胞凋亡等生物學(xué)概念,就能得出正確的答案,明確“基因發(fā)生改變后,功能發(fā)生了改變,進而導(dǎo)致癌癥的產(chǎn)生”,建立結(jié)構(gòu)與功能觀的生命觀念。
以現(xiàn)實生活中激烈討論的熱點問題為背景創(chuàng)設(shè)單元作業(yè)題,引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)的生物學(xué)知識關(guān)注、討論社會熱點問題,并作出自己的理性判斷,加強社會責(zé)任意識,提高終身學(xué)習(xí)能力。
[例3](★)HPV 病毒的DNA 整合到宿主的基因組中導(dǎo)致產(chǎn)生宮頸癌。廈門大學(xué)的夏寧邵團隊研發(fā)出新一代宮頸癌疫苗,能針對更多類型的HPV 病毒。下列說法錯誤的是()。
A.HPV 的遺傳物質(zhì)整合后,可能導(dǎo)致原癌基因被抑制或者抑癌基因被激活
B.注射宮頸癌疫苗屬于主動免疫,能讓機體產(chǎn)生相應(yīng)的抗體和記憶細胞
C.HPV 與宿主細胞共用一套遺傳密碼,利用宿主細胞的核糖體合成所需蛋白質(zhì)
D.不同類型HPV 的抗原有所差異,需借助體液免疫和細胞免疫將其清除
[例4]研究發(fā)現(xiàn),幽門螺桿菌寄生在人的胃黏膜組織中,可導(dǎo)致胃黏膜細胞周期發(fā)生改變,誘發(fā)胃癌。下列說法錯誤的是()。
A.胃黏膜細胞產(chǎn)生癌變后,細胞周期會變短
B.胃癌細胞易擴散轉(zhuǎn)移,與胃癌細胞表面的糖蛋白減少有關(guān)
C.幽門螺桿菌核糖體的產(chǎn)生與核仁有關(guān)
D.倡導(dǎo)使用公筷,可以降低胃癌的發(fā)病率
例3、4 兩題圍繞有關(guān)癌癥預(yù)防這一社會熱點問題,將病毒、免疫調(diào)節(jié)、原核生物、有絲分裂、細胞核等生物學(xué)概念整合到“癌癥”單元作業(yè)中。這兩題背景資料貼近學(xué)生的日常生活,有助于學(xué)生產(chǎn)生親切感,激發(fā)學(xué)生答題的興趣。同時,普及宮頸癌疫苗、預(yù)防幽門螺旋桿菌感染等的生活常識,促進學(xué)生認(rèn)識到生物學(xué)與現(xiàn)實生活密切相關(guān),激發(fā)民族自豪感,形成關(guān)愛生命、健康生活的意識。
癌癥單元教學(xué)及配套的單元作業(yè),有助于學(xué)生改變機械地、盲目地記憶碎片化知識點,深刻理解生物學(xué)重要概念,并嘗試綜合運用所學(xué)知識解決真實情境中的問題,提高分析問題、解決問題等關(guān)鍵能力。