基于“穩(wěn)態(tài)與平衡觀”的“血糖平衡調(diào)節(jié)”教學(xué)設(shè)計(jì)

王建華

(江蘇省溧陽(yáng)市南渡高級(jí)中學(xué) 溧陽(yáng) 213371)

“生命觀念”是生物學(xué)核心素養(yǎng)的主要內(nèi)容之一。《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》指出，“生命觀念”是指對(duì)觀察到的生命現(xiàn)象及相互關(guān)系或特性進(jìn)行解釋后的抽象，是經(jīng)過(guò)實(shí)證后的想法或觀點(diǎn)，是能夠理解或解釋相關(guān)事件和現(xiàn)象的意識(shí)、觀念和思想方法。其中“穩(wěn)態(tài)與平衡觀”是“生命觀念”的重要內(nèi)容，而“血糖平衡的調(diào)節(jié)”是幫助學(xué)生形成這一生命觀念的重要內(nèi)容之一。

1 教材分析與設(shè)計(jì)思路

“血糖平衡的調(diào)節(jié)”是人教版高中生物學(xué)教材必修3第2章“動(dòng)物和人體生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)”中第2節(jié)“通過(guò)激素的調(diào)節(jié)”中的內(nèi)容。作為第一課時(shí)，既要調(diào)動(dòng)學(xué)生已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)(初中時(shí)對(duì)激素調(diào)節(jié)的認(rèn)識(shí))，又要在舊知的基礎(chǔ)上建立新的知識(shí)體系。特別是本節(jié)內(nèi)容涉及到“穩(wěn)態(tài)與平衡觀”這一生命觀念的形成，是發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的一個(gè)重要內(nèi)容。本節(jié)內(nèi)容不僅作為個(gè)體水平上穩(wěn)態(tài)的學(xué)習(xí)，也可以為后面學(xué)習(xí)系統(tǒng)層面的穩(wěn)態(tài)打下良好的基礎(chǔ)。

本節(jié)課具體的教學(xué)策略就是以“穩(wěn)態(tài)”為中心，以“不穩(wěn)”為切入點(diǎn)，通過(guò)學(xué)生活動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生把所學(xué)知識(shí)與社會(huì)生活中的實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合，分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，建構(gòu)模型、應(yīng)用模型，從而來(lái)達(dá)成本課的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

2 教學(xué)目標(biāo)

基于課程標(biāo)準(zhǔn)并圍繞培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的要求，制訂了如下教學(xué)目標(biāo)：

(1) 通過(guò)血糖調(diào)節(jié)模型的建構(gòu)與應(yīng)用，從系統(tǒng)分析的角度，初步認(rèn)識(shí)個(gè)體生命系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)。

(2) 在學(xué)習(xí)過(guò)程中逐步發(fā)展學(xué)生模型與建模的科學(xué)思維。

(3) 培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行觀察、提問(wèn)、設(shè)計(jì)、實(shí)施以及結(jié)果的交流與討論的科學(xué)探究能力。

(4) 能夠運(yùn)用“穩(wěn)態(tài)與平衡觀”這一生命觀念分析和解決社會(huì)生活中的問(wèn)題，并建立健康文明的生活方式。

3 教學(xué)過(guò)程

3.1 情境呈現(xiàn) 呈現(xiàn)血常規(guī)化驗(yàn)圖提問(wèn)學(xué)生： 你看到了什么？想到了什么？通過(guò)一張血常規(guī)化驗(yàn)圖，引導(dǎo)學(xué)生觀察和思考，從而理解穩(wěn)態(tài)因子的正常數(shù)值是一個(gè)范圍，而不是一個(gè)絕對(duì)的數(shù)字，為穩(wěn)態(tài)與平衡觀確定一個(gè)正確的基調(diào)。

3.2 經(jīng)驗(yàn)分析 結(jié)合已學(xué)知識(shí)和生活體驗(yàn)，分析血糖的來(lái)源與去路。生命活動(dòng)需要糖類，葡萄糖是細(xì)胞呼吸的反應(yīng)底物，細(xì)胞中的葡萄糖從哪里來(lái)呢?從而引入血糖這一概念；再通過(guò)實(shí)際生活的體驗(yàn)分析血糖的主要來(lái)源——食物中的糖類，然后由其他實(shí)例明確其他非糖物質(zhì)也可以和血糖相互轉(zhuǎn)化。從人體內(nèi)這些物質(zhì)的來(lái)源和去路要相對(duì)平衡才能維持其在人體內(nèi)含量的相對(duì)穩(wěn)定的想法出發(fā)，深入分析人體內(nèi)血糖來(lái)源和去路，逐漸完成“血糖的來(lái)源與去路”示意圖(圖1)，并通過(guò)分析把圖示的脈絡(luò)理解透徹。

圖1 人體血糖的來(lái)源與去路

3.3 情境說(shuō)明 呈現(xiàn)正常人進(jìn)食后血糖濃度與胰島素濃度、胰島素濃度與胰高血糖素濃度關(guān)系曲線圖(圖2)，請(qǐng)學(xué)生思考： 你又看到了什么？想到了什么？可以得到什么初步結(jié)論？通過(guò)一系列問(wèn)題的設(shè)計(jì)和對(duì)曲線圖的思考，學(xué)生對(duì)人體可以通過(guò)自身的調(diào)節(jié)機(jī)制而維持血糖濃度的相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)有了初步的認(rèn)識(shí)，初步形成生命觀念和科學(xué)思維。

圖2 正常人進(jìn)食后血糖濃度與胰島素濃度、胰島素濃度與胰高血糖素濃度關(guān)系

3.4 模型建構(gòu) 在具體的調(diào)節(jié)過(guò)程中，胰島素和胰高血糖素又是如何發(fā)揮作用來(lái)維持人體血糖濃度的穩(wěn)定的呢？用不同顏色的卡片代表葡萄糖、糖原、胰島素、胰高血糖素，以小組為單位模擬吃飯后和運(yùn)動(dòng)后體內(nèi)葡萄糖、糖原、胰島素、胰高血糖素的變化，建構(gòu)如圖3所示血糖調(diào)節(jié)模型。進(jìn)一步理解人體內(nèi)血糖含量升高時(shí)，刺激胰島B細(xì)胞，促進(jìn)它分泌胰島素，同時(shí)作用于胰島A細(xì)胞，使之減少胰高血糖素的分泌。當(dāng)胰島素隨血液運(yùn)輸?shù)礁魏图∪獾绕鞴倩蚪M織時(shí)，能促進(jìn)細(xì)胞對(duì)葡萄糖的攝取和利用，還可促進(jìn)肝細(xì)胞和肌肉細(xì)胞將葡萄糖合成為糖原儲(chǔ)存起來(lái)，從而使血糖含量下降。當(dāng)血糖含量降低到一定程度時(shí)，就會(huì)抑制胰島素的分泌，增加胰高血糖素的分泌，從而促進(jìn)肝糖原的分解，形成較多的葡萄糖，使血糖含量升高。可見(jiàn)胰島素的作用結(jié)果會(huì)反過(guò)來(lái)影響胰島素的分泌，胰高血糖素也是如此。這就是負(fù)反饋調(diào)節(jié)。

圖3 血糖的負(fù)反饋調(diào)節(jié)模型

3.5 應(yīng)用模型 提供早餐飯后血糖濃度的變化曲線或馬拉松運(yùn)動(dòng)時(shí)血糖濃度的曲線變化圖(圖略)，要求學(xué)生在圖中表示出各激素的濃度變化，在一定的生物學(xué)事實(shí)基礎(chǔ)上進(jìn)一步建構(gòu)穩(wěn)態(tài)和反饋的概念。

3.6 進(jìn)一步思考 對(duì)于一個(gè)正常的人來(lái)說(shuō)，如果飲食不當(dāng)，則會(huì)造成胰島素過(guò)量分泌，引起肥胖，請(qǐng)嘗試分析原因。再結(jié)合上述血糖調(diào)節(jié)的負(fù)反饋調(diào)節(jié)模型，分析減肥的有效措施有哪些？學(xué)生通過(guò)小組內(nèi)分析和討論，師生互動(dòng)獲得正確的答案或共識(shí)。這樣的思考與討論加深了學(xué)生對(duì)血糖調(diào)節(jié)機(jī)制的理解，培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用生物學(xué)知識(shí)解決生活中實(shí)際問(wèn)題的思維習(xí)慣和能力，認(rèn)同并采納健康文明的生活方式，有利于學(xué)生科學(xué)思維和社會(huì)責(zé)任的形成。

4 教學(xué)反思

血糖平衡是穩(wěn)態(tài)與生命觀的重要內(nèi)容，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任都有著其不可或缺的作用。本節(jié)課的教學(xué)中，從生活現(xiàn)實(shí)出發(fā)，再回歸現(xiàn)實(shí)；從“穩(wěn)”的分析出發(fā)，再到“不穩(wěn)”的討論，都需要教師密切注意教學(xué)過(guò)程中動(dòng)態(tài)生成的資源，要讓學(xué)生成為模型建構(gòu)與應(yīng)用的真正實(shí)施者，這樣才能真正達(dá)成本節(jié)課的基于核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

(基金項(xiàng)目： 江蘇省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2015年度立項(xiàng)課題“基于學(xué)科思想的中學(xué)生物課型設(shè)計(jì)、實(shí)施與評(píng)價(jià)研究”，No.D/2015/02/004)