“建立血糖調節的模型”教學組織與反思

蔣從鳳 （廣東省臺山市第一中學 廣東臺山 529200）

1 教材分析

“血糖平衡的調節”是人教版高中生物學教材必修3《穩態與環境》第2章“動物和人體生命活動的調節”第2節“通過激素的調節”中的部分內容。人體內血糖調節的過程十分復雜，既有激素調節，也有神經調節的參與，內容較為抽象，若單憑教師講述，學生很難理解。教材采用模型構建的方法處理這部分知識，充分利用學生已有的知識儲備和生活經驗，通過教師的引導，由學生主動探究有關血糖平衡調節的知識。但教材中的模型構建方法在實際教學中操作較困難，為此筆者對模型構建的材料和步驟進行了改進，將構建物理模型與概念模型相結合，收到了較好的教學效果。

2 教學目標

1）知識目標：①描述進食后和運動時人體內血糖的來源和去路；②掌握胰島素和胰高血糖素的作用和分泌的相互關系；③理解血糖調節的過程和機制。

2）能力目標：①通過構建血糖調節的動態物理模型，掌握構建物理模型的一般方法；②通過構建血糖來源和去路的概念模型等，掌握構建概念模型的一般方法。

3）情感態度與價值觀目標：①培養學生理論聯系生活實際，學以致用的意識；②增強學生自我保健意識，更加珍愛生命，養成良好的生活習慣。

3 教具準備

構建模型的材料：代表葡萄糖的黃色圓形小磁珠30粒（直徑為3 cm），代表胰島素的白色小磁珠10粒，代表胰高血糖素的粉紅色小磁珠10粒，代表糖原的黃色大磁珠5粒（直徑為5 cm），代表脂肪的紅色大磁珠5粒。

4 教學過程

4.1 創設情境，導入新課 用多媒體展示視頻《新聞大求真——糖尿病》，提出要探索的問題，導入新課：通過視頻學習概括糖尿病的主要癥狀，哪些激素與糖尿病的形成有關？參照教材理解胰島素和胰高血糖素的功能。

4.2 構建餐后血糖調節的模型

4.2.1 構建餐后血糖來源和去路的概念模型

教師提出問題：餐后血糖為什么會升高（來源）？機體如何使升高的血糖下降到正常水平（去路）？

學生1在黑板上嘗試構建餐后血糖來源和去路的概念模型。

教師提出新問題：此時胰島素和胰高血糖素的含量發生怎樣的變化？

學生討論后得出結論：胰島素含量增加，胰高血糖素的含量減少，即胰島素能抑制胰高血糖素的分泌。

師生共同完善餐后血糖來源和去路的概念模型，如圖 1。

圖1 餐后血糖的來源和去路概念圖

4.2.2 構建餐后血糖調節的動態物理模型 教師介紹構建模型的材料并提出要求，學生分組討論，小組派2個代表在黑板上的概念圖中模擬調節過程。一位學生負責解說，另一位學生負責演示。

語言描述1：穩態時，人體內血糖的來源和去路能保持動態平衡，使血糖含量維持在0.8～1.2 g/L左右。胰島素和胰高血糖素的含量也穩定在一定的水平。

活動1：將9個黃色圓形小磁珠放在“血糖”處，模擬血糖含量在正常范圍內（0.9 g/L）。將 5個白色和4個粉紅色小磁珠分別放在“胰島素”和“胰高血糖素”處，模擬激素處于正常水平（胰島素的含量比胰高血糖素的含量略高）。

語言描述2：人體進食后，食物中的糖類經消化吸收后，大量葡萄糖被吸收到血液中，血糖升高，超出正常值。

活動2：將7個黃色小磁珠放在“食物中的糖類”處，用以模擬食物中糖類消化產生葡萄糖；接著又順著消化吸收的箭頭轉移至“血糖”處，模擬食物中糖類被消化吸收后使血糖升高到1.6 g/L。

語言描述3：血糖升高后，刺激胰島B細胞增加胰島素分泌，同時抑制胰島A細胞分泌胰高血糖素。

活動3：增加3個白色小磁珠至“胰島素”處，模擬胰島素分泌增加；從“胰高血糖素”處拿走2個粉紅色小磁珠，模擬胰高血糖素含量減少。

語言描述4：在胰島素的作用下，促進血糖大量氧化分解，其次合成糖原和轉化成非糖物質，從而降低血糖。

活動 4：將“血糖”處的3個黃色小磁珠轉移至“CO2+H2O+能量”處，2 個轉移至“糖原”處，2 個轉移至“非糖物質”處。模擬血糖的去路增加。將“糖原”處的黃色小磁珠換成1個大的黃色磁珠，模擬糖原的合成。將“非糖物質”處的黃色小磁珠換成1個大的紅色磁珠，模擬轉化成脂肪。

4.3 構建運動時血糖調節的模型

4.3.1 構建運動時血糖來源和去路的概念模型

教師提出問題：運動時血糖為什么會下降（去路）？機體如何使下降的血糖回到正常水平（來源）？

學生2在黑板上嘗試構建運動時血糖來源和去路的概念模型。

教師提出新問題：此時，胰島素和胰高血糖素的含量應發生怎樣的變化？胰島素的含量是否會顯著減少？

學生討論得出結論：胰高血糖素的含量增加，但胰島素含量不會大量減少甚至還略有增加，即胰高血糖素會促進胰島素的分泌（升血糖是為了用血糖）。

師生共同完善運動時血糖來源和去路的概念模型，如圖2。

圖2 運動時血糖的來源和去路概念圖

4.3.2 構建運動時血糖調節的動態物理模型教師提出要求，學生分組討論，小組派2位代表在黑板上的概念圖中模擬調節過程。一位學生負責解說，另一位學生負責演示。

語言描述1：穩態時，人體內血糖的來源和去路能保持動態平衡，使血糖含量維持在0.8～1.2 g/L。胰島素和胰高血糖素的含量也穩定在一定的水平。

活動1：將9個黃色圓形小磁珠放在“血糖”處，模擬血糖含量在正常范圍內。將5個白色和4個粉紅色小磁珠分別放在“胰島素”和“胰高血糖素”處，模擬激素處于正常水平。

語言描述2：運動時，血糖氧化加快，血糖濃度下降。

活動2：將5個黃色小磁珠從“血糖”處轉移到“CO2+H2O+能量”處，模擬血糖被氧化分解，血糖濃度下降。

語言描述3：血糖降低到一定程度后，刺激胰島A細胞分泌胰高血糖素增加。

活動3：增加3個粉紅色小磁珠至“胰高血糖素”處，模擬胰高血糖素分泌增加。增加1個白色小磁珠至“胰島素”處，模擬胰島素略有增加。

語言描述4：在胰高血糖素的作用下，促進肝糖原分解補充血糖，促進非糖物質轉化，從而升高血糖。

活動演示4：將2個大的黃色磁珠放在“肝糖原”處，接著換成3個小磁珠，模擬肝糖原分解成葡萄糖，再轉移至“血糖”處，模擬補充血糖。將1個大的粉紅色磁珠放在“非糖物質”處，接著換成2個黃色小磁珠，模擬脂肪等轉化成葡萄糖，再轉移至“血糖”處，模擬補充血糖。

4.4 構建血糖的來源和去路的概念模型 學生通過構建上述模型已知人體內血糖的主要來源和去路，可將其構建成一個完整的概念模型，如圖3。

圖3 人體內血糖的來源和去路概念圖

4.5 構建血糖調節的概念模型 通過對血糖調節的過程進行動態模擬后，學生已基本掌握血糖調節的主要途徑——激素調節的過程，教師進一步闡述血糖調節的次要途徑神經調節過程，并構建血糖調節完整過程的概念模型，如圖4。

圖4 血糖調節過程概念圖

4.6 分析與應用

問題：如何檢測糖尿？出現糖尿一定是糖尿病嗎？糖尿病的病因是什么？現代社會糖尿病的發病率越來越高，這與人們的飲食和生活方式有什么關系？如何預防糖尿病？學生通過討論，發表自己的觀點并最終達成共識。

5 教學反思

本節課的核心是構建2個模型，即構建餐后血糖調節的模型和運動時血糖調節的模型。教材中也安排了類似的模型構建內容，但其操作非常復雜，學生不知從何做起。筆者將其進行了三大改進，一是對模型材料的改進，由原來的紙片改為彩色磁珠，可直接吸附在有磁性的綠板上，演示更方便、直觀，學生自行操作也更簡單。二是對模型內容的改進，既模擬了血糖的來源和去路變化，使學生更易理解和接受，又模擬了激素的變化，突破了胰島素和胰高血糖素的關系這一難點。三是對步驟的改進，將每一個大模型構建又分割成幾個小任務。例如，若直接讓學生構建餐后血糖調節的模型，學生肯定覺得難度太大，無從入手，而先讓他們構建正常情況下的血糖、胰島素和胰高血糖素的含量模型，后構建餐后血糖的來源和去路的概念模型，再構建餐后血糖調節的模型，學生的思路才能活躍，操作也更順暢。通過這種模型構建的方法，學生更易接受和理解血糖調節的知識，充分體現了學生的主體地位，激活了學生的思維。同時通過這節課的訓練學生還掌握了模型構建法的一般操作與步驟，為以后進一步學習奠定了基礎。當然，在實際操作時還需教師適當引導，在學生思維卡殼時教師要適時點撥，在學生思維偏移時要適時地撥正。這也體現了教師的教學智慧在課堂調控中的重要。

［1]張元.“建立血糖調節的模型”教學設計.中學生物教學，2009(12)：9.