基于5E教學模式的“人類遺傳病”教學設計

［摘 要］在“人類遺傳病”一節的教學設計中，基于5E教學模式創設以“地中海貧血”為真實情境的體驗式教學，促進學生對人類遺傳病的全面認識，激發學生對遺傳病患者的關愛，提升學生的生物學學科核心素養。為此，教師精心設計多個評價量表和問題串，以全面評估學生的學習效果。

［關鍵詞］ 5E教學模式；人類遺傳病；教學設計；評價量表

［中圖分類號］ G633.91 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-6058（2024）26-0084-04

一、教材內容分析及教學設計思路

“人類遺傳病”是人教版高中生物學必修2《遺傳與進化》第5章第3節的內容，課標對本節內容的要求是“舉例說明人類遺傳病是可以檢測和預防的”[1]。本節內容包括兩個模塊：“人類常見遺傳病的類型”和“遺傳病的檢測和預防”，其中安排了兩個探究活動：“調查人群中的遺傳病”和“基因檢測的利與弊”。

學生已掌握孟德爾遺傳定律、伴性遺傳、減數分裂和生物變異等遺傳學相關知識，具備了一定的分析遺傳學現象的能力，初步形成了生命信息觀，但還沒有形成該模塊完整的知識體系，且對實踐調查類的探究活動存在畏難心理。對此，可通過設置情境吸引學生進行探究，從而有效建構概念，進而提升其科學素養。

本節課結合5E教學模式（主要由5個環節構成，即引入、探究、解釋、遷移、評價），設計了“構建‘人類常見遺傳病的類型’概念模型圖”和“調查人類遺傳病”的探究活動，以促進學生認識遺傳病的遺傳特點、發病情況以及對人體健康的影響；讓學生通過角色扮演學習遺傳咨詢的內容、步驟以及產前診斷的步驟和方法，構建學生愛學、易學的學習情境，使得原本陌生的技術與方法變得顯性化、清晰化和生動化。在遺傳咨詢的基礎上進行基因檢測可更精確地預防遺傳病的發生，但基因檢測存在諸多爭議。為此，本節課安排了“思考·討論”活動，引導學生探討基因檢測的利與弊，從而理解科學技術的發展存在兩面性，這對于提高生活質量和人口素質有重要的現實指導意義[2]。本節課的教學設計思路如圖1所示。

二、教學目標

（1）以“地中海貧血”為例，總結人類遺傳病的概念，歸納常見人類遺傳病的類型，認RHhyG6yZKELh0gfDOdLPrw==識其對人體健康產生的重要影響，喚起對遺傳病患者的關愛，提升社會責任感。

（2）嘗試調查某種人類遺傳病的遺傳方式和發病率，設計調查方案，參與、引領小組的調查活動，培養科學探究能力。

（3）通過小組合作探究活動，闡明遺傳咨詢的內容和步驟，舉例說明產前診斷的手段，認同遺傳病的檢測和預防，建立正確的生育觀。

（4）通過討論基因檢測的利與弊，理解科學技術發展的兩面性，培養科學思維。

三、教學過程

（一）引入：創設情境，感知概念

教師播放地中海貧血患者的日常生活視頻并介紹：地中海貧血簡稱“地貧”，是一種遺傳性血液疾病。地貧患者由于身體無法正常制造健康的紅細胞，因此經常感到疲勞無力，無法正常參與日常活動。對于地貧患者來說，定期的輸血治療是常態，存在感染疾病和其他健康風險。

設計意圖：通過視頻給予學生最強烈的視覺沖擊，激發學生對“人類遺傳病”的原理、影響、檢測等內容產生濃厚的學習興趣。同時，視頻還可以喚起學生對遺傳病患者的關愛，使學生體會并認同“應用所學知識解決生活中的生物學問題”這一社會責任[3]。

（二）探究與解釋：情境學習，理解概念

1.人類常見遺傳病的類型

從“人類遺傳病通常是指由遺傳物質改變而引起的疾病”這一定義入手，教師引導學生進行3分鐘的“人類常見遺傳病的類型”文本學習，并給出如下探究提示：在學習過程中，請整理并歸納人類遺傳病的實質、類型，初步概括出每一類遺傳病的特點，并舉出相應的實例，同時構建人類遺傳病類型的概念圖或者思維導圖。概念圖或者思維導圖的設計要求：內容要完整、準確，結構清晰、美觀且直觀，最好有原創性和創新性，可以聯系前幾章所學知識，融入自己的理解和思考。

設計意圖：引導學生從單基因遺傳病、多基因遺傳病到染色體異常遺傳病，逐步認識遺傳病的變異來源，將遺傳知識與可遺傳變異緊密聯系，按照先總后分的順序整體把握遺傳病的概念及類型。通過列舉遺傳病的類型，使學生認識到遺傳病的真實存在，從而更加珍惜自身健康。

2.遺傳咨詢和產前診斷

環節一：角色扮演體驗遺傳咨詢。教師提供素材：重型[β]地貧患兒需要終身輸血治療，其平均存活年齡僅為10歲，得不到有效治療的重型地貧患兒很難活到5歲[4]。地貧不僅給患者個人帶來極大的痛苦，也給家庭和社會造成了沉重的負擔。因此，做好地貧的檢測與預防工作，減少地貧患兒的出生顯得尤為重要。教師由此引出遺傳咨詢和產前診斷的課題。隨后，提出以下文本探究提示（限時3分鐘）：通過閱讀教材，了解遺傳咨詢的內容和步驟，并思考作為一名醫生，應向來訪者提供哪些方面的建議。

情境設計：假設一對家族中有地貧史的夫婦前來咨詢，請學生分組扮演來訪夫婦和醫生，展現遺傳咨詢的過程。

教師小結：遺傳咨詢旨在運用科學技術來規避或降低后代患遺傳病的風險，但不能因為有患遺傳病的風險就剝奪其生育的權利。

環節二：問題串引導深度學習“產前診斷”。情境設計：經過咨詢和推算，確定來訪夫婦生育出地中海貧血患兒的風險很大。小組合作探究以下問題：（1）產前診斷有哪些措施？（2）羊水檢查中獲取的樣品為何要進行細胞培養，其目的是什么？（3）B超檢查的目的是什么？（4）孕后期的B超檢查是可以鑒別胎兒性別的，醫生可以向這對夫婦透漏胎兒的性別信息嗎？為什么？（5）若這對夫婦進行了“地中海貧血基因檢測”，檢測報告如教材第95頁所示，請根據此檢測報告分析并回答：①從堿基序列層面看，地貧相關基因突變有哪些類型？②該患者HBB基因突變影響到RNA加工，導致β珠蛋白肽鏈合成減少，進而引起珠蛋白的α/β肽鏈失衡，從穩態和平衡的角度分析，你能得出什么結論？③人體對鐵元素缺乏有效排出機制，地貧患者經常需要輸血治療，他們可以采用“補鐵”的方式治療嗎？（6）地貧患者可以進行基因治療嗎？你能否設計初步的治療方案？（7）禁止近親結婚可以降低地貧的發生概率嗎？為什么？

教師小結：生活中許多簡單的活動對地貧患者來說充滿了挑戰。他們必須小心飲食，避免某些活動，以防脆弱的身體受到傷害。地貧不僅是一種身體疾病，也是心理和情感上的考驗。患者需要不斷地與疾病作斗爭，同時保持積極的生活態度。他們的堅韌和勇氣值得敬佩，同時也提醒我們要更加關注和理解這一常被忽視的疾病群體。

設計意圖：通過情境的創設和角色扮演活動，真實還原遺傳咨詢的場景，使學生能夠將所學知識與相關的生活實際相聯系，引導其在問題設計和解決的過程中完成學習任務，對相關知識有更加深刻的理解。

（三）遷移：落實責任，深化概念

情境設計：地中海貧血是一種多發于我國南方地區的遺傳病。官方調查數據顯示，我國廣西地區地貧基因攜帶率高達23.98%，廣東地區達16.8%。設計拓展性作業：（1）以小組為單位設計一份調查方案，調查某一地區地貧的發病率，同時引導學生對獲得的證據或數據進行解釋，各組之間進行評價與交流。（2）設計一條公益廣告詞，通過所學所知讓身邊更多的人了解地貧，關心地貧，讓愛在社會中傳遞。（3）查閱資料，進一步討論基因檢測的利與弊。

設計意圖：靈活的作業設計，可解決課堂時間不足的矛盾并拓展學生的學習視野。設計“調查人類遺傳病”的探究活動，目的是引導學生在初步了解人類遺傳病相關知識的基礎上，進行人類遺傳病調查，正確設計調查方案，在科學探究實踐中培養社會責任和實踐能力；設計公益廣告詞，目的是培養學生的表達能力和社會責任感；查閱資料，進一步討論基因檢測的利與弊，目的是培養學生獲取信息的能力和批判性思維。

（四）評價：多元評價，全面考查

在這一環節中，教師開發了多種評價量表，以全面評估學生的學習效果。學生根據教師提供的“遺傳病概念模型圖評價量表”“遺傳咨詢角色扮演活動評價量表”“調查人類遺傳病評價量表”“導學案問題串”等，對自身學習成果進行自我評價、小組互評，最后由教師整合評價。

1.遺傳病概念模型圖評價量表（如表1）

設計意圖：師生按照該量表標準，綜合評估概念圖，并積極進行評價，以此驅動學習進程。這種評價方式不僅有助于客觀評價學生的學習成果，還能夠培養學生的團隊合作精神、社會責任感和表達能力。

2.遺傳咨詢角色扮演活動評價量表（如表2）

設計意圖：每個評價標準都針對學生的不同技能和知識進行了考核，包括他們對遺傳咨詢過程的理解、專業知識的應用、邏輯推理與決策能力、溝通技巧以及團隊合作能力。該評價量表有助于全面地評估學生在角色扮演活動中的表現，并為學生提供具體的反饋和改進建議。

3.課堂小組討論的評價

在討論開始前明確評價標準，能夠讓學生對評價有預期，促進他們的主動性和討論的目標性。教師主要從以下幾個方面來評估學生的討論活動。

參與度：考量學生在討論中的積極參與程度。比如，是否主動發言，是否在討論中保持專注。

貢獻內容的質量：評估學生所提供信息的準確性、相關性以及討論的深度。

團隊合作能力：觀察學生在小組內的互動表現。比如，是否能夠傾聽他人的觀點，對同伴的想法給予尊重，以及是否能夠有效地與他人合作。

批判性思維：分析學生是否能夠對問題進行深入思考，提出獨到見解或質疑。

表達能力：評價學生表達自己想法時的清晰度和邏輯性，包括語言表達和非語言溝通方式。

4.拓展作業的全方位評價

為了評估學生完成拓展作業的情況，教師設計了一個包含多個評估指標的量表（如表3）。量表分為三個部分，分別對應作業的三個任務。每個任務可以根據不同的評估維度進行打分，以確保評估的全面性和客觀性。

設計意圖：“內容準確性”，目的是評估學生對地貧知識的理解程度及設計實驗方案的可行性；“創意與創新”，目的是評價學生在作業設計上的創新思維和創意表現；“團隊合作”，目的是評價小組成員間的協作和交流情況；“數據處理”，目的是評估學生在處理調查數據時的能力；“語言表達”，目的是考量學生書面語言表達的清晰度和流暢性。該評價量表可根據實際需要進行調整和完善。如“調查人類遺傳病”這一拓展作業，考慮到實際困難，可將評價重點放到調查方案的設計上，如果學生到醫院、疾控中心或通過網絡進行調查，可作為“創意與創新”中的加分項。

四、教學反思

在本節課的教學中，設置了問題探究、情境分析、角色扮演等活動，力求以問題為導向，引導學生思考，逐步解決問題，使學習變得更有條理，注重激發學生的情感共鳴，促進學生的認知發展。本節課程內容涉及多個議題，要求學生課前查閱相關材料，課上組內分享、全班交流，這對學生搜集、整理資料及語言表達的能力要求比較高，在這一過程中教師要做好引導，有效掌控課堂氣氛，確保各環節的有序推進。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 中華人民共和國教育部.普通高中生物學課程標準：2017年版2020年修訂[M].北京：人民教育出版社，2020.

[2] 翁希凝.“關注人類遺傳病”一課的教學設計[J].生物學通報，2015（6）：26-28.

[3] 陳一波.核心素養導向的高中生物課堂教學設計：以“人類遺傳病的主要類型、遺傳咨詢與優生”為例[J].中學生物學，2021（5）：32-34.

[4] 沈吟琴.第三代測序技術在地中海貧血基因檢測和產前診斷中的應用價值研究[D].南昌：南昌大學，2023.

（責任編輯 羅 艷）