淺談“建立血糖調(diào)節(jié)模型”的改進(jìn)與反思

摘 要：本節(jié)是必修3第2章《動物和人體生命活動的調(diào)節(jié)》的第2節(jié)。本節(jié)內(nèi)容包括激素調(diào)節(jié)的發(fā)現(xiàn)、激素調(diào)節(jié)的實(shí)例、激素調(diào)節(jié)的特點(diǎn)三部分內(nèi)容。“血糖平衡的調(diào)節(jié)”是激素調(diào)節(jié)的實(shí)例，在高中生物教材中一直是教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教材“穩(wěn)態(tài)與環(huán)境”模塊部分中采用了模型建構(gòu)的方法來處理這部分知識，本文對教材中的模型進(jìn)行改進(jìn)，充分利用學(xué)生已有的知識儲備和生活經(jīng)驗(yàn)，通過教師的引導(dǎo)，由學(xué)生主動地去探究有關(guān)血糖平衡調(diào)節(jié)的新內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：胰島素；胰高血糖素；血糖平衡；模型

在高中生物教材中，血糖平衡的調(diào)節(jié)一直是重要的教學(xué)內(nèi)容，但是，個體水平的調(diào)節(jié)與穩(wěn)態(tài)，內(nèi)容比較抽象。以往的教學(xué)在設(shè)計(jì)思路是主要僅憑教師講述，僅僅告訴了學(xué)生內(nèi)容，學(xué)生很難真正理解。根據(jù)高中生物新課標(biāo)人教版必修三教材《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》中，從建模的角度設(shè)計(jì)了“建立血糖調(diào)節(jié)的模型”探究實(shí)驗(yàn)，意在引導(dǎo)學(xué)生通過這個建模活動，更好地理解人體內(nèi)是如何對血糖含量進(jìn)行調(diào)節(jié)的，并在此基礎(chǔ)上理解體內(nèi)激素如何對生命活動進(jìn)行調(diào)節(jié)；同時，也力圖引導(dǎo)學(xué)生初步了解建構(gòu)模型，尤其是概念模型的基本方法和意義。學(xué)生所做的模擬活動，是構(gòu)建動態(tài)的物理模型，模擬活動之后，學(xué)生再根據(jù)在活動中的體驗(yàn)，構(gòu)建圖解式概念圖模型。但教材中的模型建構(gòu)方法在實(shí)際教學(xué)中存在一些不足，無法與血糖的來源去路相互聯(lián)系，為此筆者對模型建構(gòu)的方法進(jìn)行了改進(jìn)，并收到了良好的教學(xué)效果。

一、 教學(xué)改進(jìn)

針對教材中設(shè)計(jì)上的不盡如人意之處，將教材中的模型建構(gòu)活動做了改進(jìn)，改進(jìn)后的模型優(yōu)點(diǎn)是：能模擬出血糖、激素在人體內(nèi)的分布情況，能模擬出胰島素、胰高血糖具體的調(diào)節(jié)過程。具體有多種顏色的卡片分別代表血糖、胰島素、胰高血糖素、肝糖原、肌糖原、食物中的葡萄糖、脂肪和某些氨基酸、二氧化碳和水和能量，模擬運(yùn)動時血糖的利用及飯后血糖升高的過程，意在引導(dǎo)學(xué)生通過這個探究活動更好地理解人體內(nèi)是如何對血糖含量進(jìn)行調(diào)節(jié)的，同時，引導(dǎo)學(xué)生完成概念模型繪制（文字和箭頭）。

（一） 教學(xué)用具準(zhǔn)備

首先在給每個小組準(zhǔn)備一張A3張大小的平面圖，在平面圖上設(shè)計(jì)出以下區(qū)域：消化道、血液、胰島A細(xì)胞、胰島B細(xì)胞、肝臟細(xì)胞、肌肉細(xì)胞、其他組織細(xì)胞。具體分布如右圖：

其次課前分配任務(wù)給各個小組，任務(wù)如下：請各個小組的同學(xué)用紅色卡片制作12張“葡萄糖”卡，并在每張卡片上注明0.1g/L的葡萄糖；用黃色卡片制作2張“胰島素”卡，用藍(lán)色卡片制作2張“胰島血糖素”卡；用綠色卡片制作1張“肌糖原”卡，用紫色卡片制作1張“肝糖原”卡；用粉色卡片制作1張“食物中的糖類”卡，用橙色卡片制作1張“脂肪和某些氨基酸”卡，用白色卡片制作1張“CO2、H2O和能量”卡，各種卡片做成不同的形狀，如下圖：

課前布置小組完成卡片制作的意義在于：首先讓同學(xué)們課前熟悉本節(jié)所學(xué)的主要名詞，同時熟悉各種卡片，利用上課時物理模型的構(gòu)建；其次，在制作過程中，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和協(xié)調(diào)合作能力。

（二） 模型的構(gòu)建過程

模型一：血糖穩(wěn)態(tài)模型的構(gòu)建

情境設(shè)置：正常人的血糖含量一般穩(wěn)定在0.9 g/L左右，血液中也含有一定量的胰島素和胰高血糖素。

同學(xué)們根據(jù)所給的情景，利用卡片在平面圖上進(jìn)行模型的構(gòu)建：在平面圖的“血液”區(qū)域中擺9張葡萄糖卡，1張胰島素卡和1張胰高血糖素卡。通過這個人基礎(chǔ)模型的構(gòu)建，同學(xué)們既熟悉了卡片和平面圖的使用，也理解了“血糖”的概念（即血液中的葡萄糖），進(jìn)一步對胰島A細(xì)胞分泌胰高血糖素，胰島B細(xì)胞分泌胰島素，激素需要通過體液運(yùn)輸?shù)戎R進(jìn)行了鞏固。

模型二：血糖偏高時調(diào)節(jié)模型的構(gòu)建

情境設(shè)置：某高二學(xué)生吃完午飯后，血糖升高至1.2 g/L，一段時間后，血糖恢復(fù)為0.9 g/L。血糖是如何調(diào)節(jié)的？

（1）你能模擬出血糖含量為1.2 g/L的過程嗎？試一試。（2）血糖由1.2 g/L降低至0.9 g/L的過程中，主要由哪種激素發(fā)揮作用呢？請模擬出激素的變化。（3）血糖由1.2 g/L降低至0.9 g/L的過程中，細(xì)胞中主要發(fā)生了哪些變化？請模擬。

根據(jù)所給的提示，同學(xué)們在小組內(nèi)積極進(jìn)行模型的構(gòu)建。首先此時血糖的來源“食物中糖類”的消化吸收，在平面圖的“消化道”中加入“食物中的糖類”卡片，糖類消化吸收后，在平面圖的“血液”中加入3張葡萄糖卡。其次血糖由1.2 g/L降低至0.9 g/L的過程中（模擬降低血糖），同學(xué)們能夠模擬出胰島B細(xì)胞分泌胰島素進(jìn)入血液的過程，接著可以繼續(xù)模擬出胰島素作用于靶細(xì)胞，被靶細(xì)胞表面的特異性受體識別而發(fā)揮作用，而此時可以對血糖的去路進(jìn)行模擬，胰島素的作用效果是促進(jìn)血糖進(jìn)入組織細(xì)胞氧化分解成CO2、H2O并釋放出能量（葡萄糖卡從血液移入組織細(xì)胞，在組織細(xì)胞中取出葡萄糖卡，放入“CO2、H2O和能量”卡），促進(jìn)血糖進(jìn)入肝臟細(xì)胞合成肝糖原（葡萄糖卡從血液移入肝臟細(xì)胞，在肝臟細(xì)胞中取出葡萄糖卡，放入肝糖原卡），促進(jìn)血糖進(jìn)入肌肉細(xì)胞合成肌糖原（葡萄糖卡從血液移入肌肉細(xì)胞，在肌肉細(xì)胞中取出葡萄糖卡，放入肌糖原卡），促進(jìn)血糖轉(zhuǎn)化為脂肪、某些氨基酸等（萄糖卡從血液移入組織細(xì)胞，在組織細(xì)胞中取出葡萄糖卡，放入“脂肪、某些氨基酸”卡）。最后模擬胰島素發(fā)揮作用后被滅活（胰島素卡片被取下）。

模型三：血糖偏低時調(diào)節(jié)模型的構(gòu)建

情境設(shè)置：下午5：20某同學(xué)在操場打籃球，血糖含量下降至0.7 g/L，經(jīng)過調(diào)節(jié)，很快恢復(fù)到0.9 g/L。血糖含量是如何調(diào)節(jié)的呢？請構(gòu)建血糖恢復(fù)正常水平的過程的模型。

首先模擬血糖從0.9 g/L降低至0.7 g/L的過程（模擬血糖的去路），血液中的葡萄糖（血糖）進(jìn)入組織細(xì)胞被氧化分解，血糖降低；其次模擬血糖從0.7 g/L升高至0.9 g/L的過程（模擬升高血糖），胰島A細(xì)胞分泌胰高血糖素進(jìn)入血液，胰高血糖素作用于靶細(xì)胞，被靶細(xì)胞表面的特異性受體識別而發(fā)揮作用，同時可以對血糖的來源進(jìn)行模擬，胰高血糖素的作用效果是促進(jìn)肝糖原的分解（“肝糖原”卡在肝臟細(xì)胞中分解為“葡萄糖”卡，“葡萄糖”卡從肝臟細(xì)胞進(jìn)入血液），促進(jìn)脂肪等非糖物質(zhì)的轉(zhuǎn)化（“脂肪”卡片在組織細(xì)胞中分解為葡萄糖卡，葡萄糖卡從組織細(xì)胞進(jìn)去血液）。最后模擬胰高血糖素發(fā)揮作用后被滅活（胰高血糖素卡片取下）。

二、 小結(jié)

在人教版新課標(biāo)必修三《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》教材中，血糖平衡調(diào)節(jié)的模型只是簡單地模擬了胰島素能夠降低血糖，胰高血糖素能夠升高血糖。而通過改進(jìn)的三個模型的可以模擬出血糖的概念、胰島素和胰高血糖素的來源、血糖的來源和去路，通過模擬還能解決兩個教學(xué)中經(jīng)常容易忽視的問題：一是血糖需要進(jìn)入相應(yīng)的細(xì)胞才能被利用，二是激素要通過體液運(yùn)輸，激素要被靶細(xì)胞表面的特異性受體識別，發(fā)揮作用后激素會被滅活。

通過這樣的模型建構(gòu)活動，將這個教學(xué)難點(diǎn)化難為易，知識的呈現(xiàn)更為直觀、形象，每位學(xué)生都能看明白，有助于學(xué)生們在第一時間正確掌握知識。教師的適當(dāng)參與有助于活動的順利進(jìn)行。一方面有利于教師把握活動的方向；另一方面有了教師的適當(dāng)參與，學(xué)生的積極性更高，課堂氣氛更活躍，還拉近了師生關(guān)系。

本次模型的改進(jìn)中運(yùn)用的卡片種類較多，學(xué)生需要提前熟悉，在今后的教學(xué)可以進(jìn)一步改進(jìn)，例如嘗試用學(xué)生代替卡片進(jìn)行角色扮演，可以提高學(xué)生的參與度。

參考文獻(xiàn)：

[1] 普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)教科書必修3《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》[M].北京：人民教育出版社，2006.

[2] 劉恩山.中學(xué)生物教學(xué)論（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2009.

[3] 普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：人民教育出版社，2006.

作者簡介：

許玲靈，中學(xué)一級教師，云南省普洱市，普洱第二中學(xué)。endprint