“血糖平衡的調節”一節的教學設計

王吉文

(江蘇省南京市人民中學 210005)

1教材分析

“血糖平衡的調節”是人教版高中生物學教材《穩態與環境》3第二章第二節“通過激素調節”中“激素調節的實例”內容之一，包括血糖的來源和去向、血糖平衡的調節過程兩部分。其中人體血糖濃度變化引起下丘腦和胰島細胞活動來維持血糖穩定的過程，即血糖平衡的調節過程是教學重點。這一內容對于學生有很重要的意義，因為在繼神經調節之后，學生可以通過認識血糖平衡的調節，初步了解激素調節的基本方式與特點，以及神經調節和激素調節之間的關系，進而了解生命系統基本調節機制之一“反饋調節”的一般特點，認同系統內部各部分協調性和整體性等特點。但是血糖平衡的調節過程較為復雜和抽象，教學的難點在于如何有效幫助學生建構血糖平衡的調節模型以及利用建構模型的過程充分發展學生的多種能力。基于這些思考，筆者嘗試引導學生通過合作和探究的方式，在分析日常生活現象中提出問題，進而在模擬實驗設計、分析實驗和形成結論等活動中不斷建構、完善和分析血糖調節的模型，逐步形成從系統的角度去思考生命活動調節過程的習慣和能力。

2教學目標

2.1 知識目標 概述血糖調節的過程。

2.2 能力目標 嘗試通過設計實驗、分析實驗結果建構血糖調節模型。

2.3 情感態度和價值觀目標 形成以系統觀點思考生命活動調節過程的習慣。

3教學過程

3.1 聯系學生生活創設情境，激發探究欲望 教師展示某人運動前后血液中的血糖、胰島素和胰高血糖素變化曲線圖(圖略)，提出：為什么正常人體血糖能維持穩定呢？為什么血糖的升高和降低能分別引起兩種激素的分泌呢？人體血糖調節的過程是怎樣的呢？

3.2 模擬設計實驗和分析實驗，初步建構血糖平衡的調節模型 教師提供一份資料和實驗現象：胰高血糖素和胰島素分別由胰島A細胞和B細胞分泌，而這兩種細胞都連有神經元，并且此神經元通過脊髓和下丘腦神經元相連；人體血糖濃度降低時，測得此時下丘腦某一區域神經元放電增強，如果此時注射葡萄糖則發現此區域神經元放電減弱；如果血糖濃度升高到一定程度，則又發現下丘腦另一區域神經元放電增強。(結合實驗現象)設問：你能提出什么問題或猜想？(全班學生分為10個小組，根據實驗現象生生間進行交流和討論，說出自己的猜想，提出探究的問題，并和其他同學分享自己的想法)然后讓各組派一位代表交流討論的結果。在此基礎上，教師和學生共同確立一種猜想：血糖濃度的變化通過下丘腦影響胰島A細胞和B細胞分泌相應的激素。教師接著提出：如何去驗證我們的猜想呢？提供材料和技術方面的資料：若干年齡、體重和生長狀況完全一致的家兔、葡萄糖溶液、注射器、其他實驗必備條件；可以利用某些藥物針對性地破壞下丘腦某一區域神經元胞體；可以通過一定方法精確測定血液中的胰島素和胰高血糖素的濃度。

學生閱讀資料后，教師對學生進行任務分工，讓5個小組學生思考如何設計實驗驗證血糖變化通過下丘腦對胰島A細胞分泌胰高血糖素的影響；另5個小組思考如何設計實驗驗證血糖變化通過下丘腦對胰島B細胞分泌胰高血糖素的影響。要求各小組設計實驗方案，教師進行啟發、提供一些背景知識和指導，注意引導學生全面、嚴謹地思考問題。小組分別展示討論結果，共同修改和完善實驗方案1和方案2。

然后，展示實驗結果：方案1和2實驗組的家兔血糖和激素分泌都出現異常。教師提出：根據實驗現象能得出什么結論？引導學生最終得出結論：血糖濃度降低會通過下丘腦影響胰島A細胞分泌胰高血糖素升高血糖；血糖濃度升高會通過下丘腦影響胰島B細胞分泌胰島素降低血糖。在此基礎上，讓學生嘗試根據實驗結論利用一些名詞、帶箭頭的線段初步構建血糖平衡的調節模型1(圖1)。實際上，此模型需要進一步完善。

圖1 血糖調節模型1

3.3 完善血糖平衡的調節模型 教師引導學生充分思考、討論和交流，建構并完善血糖平衡的調節模型。然后利用探究性問題串引導學生對模型進行分析，建構反饋調節的概念，領會反饋調節的特點和意義。同時，初步形成以系統觀點思考的能力和習慣。

3.3.1 創設新情境幫助學生發現新問題繼續建構模型 教師提出：人們發現實驗組家兔仍然存在激素的分泌，但所分泌激素的量沒有達到正常水平。進而引導學生思考這一現象背后的原因，引發新的認知矛盾：剛才總結的血糖的調節模型是不是很完善？血糖平衡的調節還有其他途徑嗎？接著順勢引導：針對這一現象，你能提出哪些猜想？(學生思考、討論和交流)

此后，教師選取提出的猜想“血糖濃度變化可能通過直接刺激胰島A細胞和胰島B細胞引起相應激素的分泌”，提出：如何驗證我們的想法？(學生容易得出：分離胰島A細胞和B細胞后，分別置于不同濃度的葡萄糖培養液中培養，再通過檢測不同葡萄糖濃度培養液中激素的含量變化來確定猜想是否正確)揭示結果：細胞分離培養狀態下，隨著葡萄糖濃度提高，在一定范圍內胰島B細胞分泌胰島素逐漸增加，胰島A細胞分泌的胰高血糖素逐漸減少。引導學生發現血糖濃度的確可以直接刺激胰島A細胞和B細胞來影響相應激素的分泌，從而得出結論：葡萄糖濃度降低可直接刺激胰島A細胞分泌胰高血糖素，葡萄糖濃度升高可直接刺激胰島B細胞分泌胰島素。教師要求學生根據此結論將調節血糖平衡的其他可能途徑用相關的名詞、帶箭頭線條表示出來，建構血糖平衡的調節模型2：

圖2 血糖平衡的調節模型2

3.3.2 建構完整血糖平衡的調節模型，形成系統思考的習慣 在建構兩種模型基礎上，引導學生在小組內討論，嘗試對初步建構的模型進行總結歸納和完善，并將完善后的模型用箭頭、線條和相關的名詞完整地畫出來。教師再補充關于下丘腦通過影響腎上腺分泌腎上腺素提高血糖的知識，與學生一起對血糖平衡的調節模型進一步完善(圖3)：

圖3 血糖平衡的調節模型的進一步完善

接著，引導學生分析模型，提出：血糖平衡的調節過程是一種“自我調節”過程，能說說這是為什么嗎？(讓學生認識在血糖平衡的調節過程中，調節的結果又可以作為信息重新作用于該系統)自然地引出反饋調節的概念：在一個系統中，系統本身工作的效果，反過來作為信息調節該系統的工作，這種調節方式叫做反饋調節。隨之提出：結合對模型的分析，在一個系統內部，各組分的功能和系統整體的功能之間存在著怎樣的區別和聯系？為什么說這些組成部分能構成一個系統？(幫助學生初步形成系統思考的習慣和能力)

4形成性評價

在本節課中，通過血糖平衡的調節模型的建構，讓學生理解“反饋調節”的概念，但又如何知道學生對“反饋調節”這一概念理解的程度呢？由于甲狀腺激素的分泌調節過程也體現出系統工作原理中的“自我調節”的特點，教師可結合教材中“甲狀腺激素分泌的分級調節”，設計如下評價過程：學生2人為一組對甲狀腺激素分泌的分級調節進行5min自學，回答問題：

甲狀腺激素分泌的分級調節過程是怎樣的？血糖平衡的調節和甲狀腺激素的調節都能在一定條件下達到“自我”調節，你能說說這是為什么嗎？此外，能列舉其他類似的例子嗎？還能想出其他感興趣的問題嗎？這一過程，實際是對前一段學習過程中學生理解學習狀況及時的評價，加強和激勵他們對“反饋調節”特點的深入把握。

對電腦技術較好的學生，教師要鼓勵他們利用相關軟件構建血糖平衡調節的計算機模型，并幫助其他同學運用計算機模型搞清楚血糖平衡調節的過程，以加深對知識的理解。