基于“穩態與平衡觀”的模型思維的培養

高中生物學主要研究的內容相對較為寬泛，因此在核心素養培養的過程中，生命觀念就成為關鍵性的一個環節，是構成總體核心素養的關鍵性特質，必須要讓學生形成這樣的觀念，以此面對生物學課程方面的學習，借由穩態與平衡觀的支持，提高學生對生物學課程內容的理解。為了更好地培養學生的思維能力，促使他們構建起相應的模型思維，通過“血糖平衡的調節”一課進行遞進式教學就具有一定的價值，充分認識并積極應用相應的教學方法、策略以及措施等。

高中階段的生物學教學要著重培養學生的思維能力，從而促進學生自主學習并深入理解各類知識的內在邏輯，因此構建相應的模型思維就具有一定的價值和意義。模型思維本質意義上是某一個個體通過一種模型構建或者利用某一種模型來解決各類實際性問題，相應的思維有著直覺性和邏輯性方面的特點，利用遞進式的階梯性問題，能夠發展學生思維，然后進一步促使學生利用這一思維觀念去解決各類實質性問題，為后續的生物學知識學習提供支持。而這一過程中，穩態與平衡觀的模型思維培養就比較重要，是生物學核心素養培養的重要組成部分。

一、教學內容及目標

（一）血糖平衡的調節課程內容分析

“血糖平衡的調節”是高中階段諸多課程中的重點之一，也是總體的教學難點，這部分課程體現出了身體內在環境的穩態調節，同時也有著相互對立的關系，因此其教學內容有一定的難度性，對于學生思維能力有一定的考驗和挑戰。在這一課程教學過程中，加強其相應的模型思維培養就有一定的價值，有助于學生梳理相應的知識概念。

（二）血糖平衡的調節課程的教學目的

主要的教學目標有三個方面，即形成相應的生命觀念、科學思維，并在生活之中加以拓展。首先，通過對血糖“來”“去”路徑進行分析，通過充分了解血糖來源及相應的代謝過程，了解血糖在體內的穩態與平衡關系，形成血糖在人體內呈動態平衡的生命觀念。其次，通過各類階梯式的問題進一步構建起血糖平衡調節的概念模型，形成相應的科學思維，再由思維引導學生去探究其中的相關機理。最后，在生命觀念形成且構建了一個血糖調節的概念模型之后，再深入生活中，通過對日常現象的解讀，明確良好生活習慣與血糖調節的相關性，讓學生將課本的知識及思維拓展到生活。

二、設計思路

基于“血糖平衡的調節”這一知識難點的教學目的，在教案規劃時嚴格依據生命觀念、概念模型及生活實例三個點來進行。第一步，由學生直觀感知血糖平衡的調節，類比生活中保持平衡的物品，巧妙地設計問題，引導學生去思考培養其直覺性;第二步，構建模型并設計問題，培養學生的邏輯性;第三步，通過多媒體動畫展示其模具模擬，設計核心問題并引導學生去逐步解決;第四步，通過課堂的知識講解解讀動畫模型，培養學生的概括能力;最后，引入生活實例，并且解釋“血糖平衡的調節”的功能，加深學生的認知和理解。具體思路見圖1。

三、教學過程

（一）回顧分析課堂導入

之前，學生已經有了對血糖方面的簡單認知，學習血糖的來源和去路時可以采取回顧性分析的方法，進一步將相關知識導入到本次課程的教學中。也可以利用天平對比的方法，明確維持血糖平衡的關鍵所在，就是讓來源和去路保持平衡，這樣人體血糖才可以穩定。我們要進行生活類比，將各類生活知識與課本知識相對應展現給學生，并鼓勵學生自主參與到其中，將教學過程中的穩態平衡作為一個中心，然后將出現變動的不穩因素作為切入點，從而引出穩態與平衡觀，明確這一觀念在后續知識學習過程中的重要性，以及在人體血糖平衡中的特點。

（二）階梯問題鋪墊基礎

漸進式的教學最為根本一點在于要將問題由淺到深、由易到難地展現給學生，讓學生在解決問題時就發現下一個問題的線索，在掌握知識的同時掌握相應的思維方法。因此在鋪墊過程中首先提出：調節血糖平衡的激素包括哪幾種？

根據既往的學習經驗，學生普遍會將問題的答案放在胰島素和胰高糖素兩種激素上，這是根據既往學習經驗所得出的，因此還可以結合導學案之中關于胰島素a細胞和胰島素B細胞的相關資料，利用示意圖進一步展示胰島內部結構，展示不同的細胞，通過圖片采集展示和材料分析的方法，驗證學生的既往所知，用第一直覺構建出后續的模型思維。

（三）側面分析建立結構

第一直覺是構建相應模型思維的關鍵所在，但是第一直覺沒辦法有效地解決實際問題，因此從側面進行分析，進一步不斷豐富第一直覺是構建模型思維關鍵性一步。這一過程中，要著重培養學生的邏輯思維能力和推理能力，因此教師要提供更多的相關信息，圍繞著一個問題進行引導，然后得出相應的結論，進行歸納總結，系統性地掌握相應知識的內在邏輯。在這一階段再進一步提出更加細致的問題進行側面分析，即胰高糖素和胰島素在人體中所起到的作用是怎樣的。

提出這一問題之后，再進一步給予學生解決問題的素材，通過展示胰島素及胰高糖素伴隨進食時間推移變化的濃度曲線圖進行簡單解釋，并提出相應的問題，兩種激素在進食之后的濃度改變與血糖之間有怎樣的關聯？在高于正常值之后哪一類發揮作用？當低于正常值之后又哪一類發揮作用？提出這些問題之后，再進一步得出相應的結論，通過分組探討的方法自主總結，獲得相應的模型，為后續的各類知識學習提供一定的支持。該問題無法通過直觀認知來解決，可以通過曲線分析方式幫助學生建立思維模型，首先教師介紹曲線讓學生自行抓取重要信息，然后采用分組討論的方式活躍學生的思維，并且快速得到自己的結論。在歸納和總結期間盡可能將各個學習小組作為主體來構建模型，在構建過程中讓其了解其中內含的邏輯關系。

（四）類比拓展完善模型

在此之前提出的兩個問題已經為后續的模型完善提供了一定的知識和鋪墊，那么現階段所提出的問題則是本節課的關鍵性難點之一，即胰高糖素與胰島素如何發揮作用？之前，這一問題主要是通過直觀的方法進行講授，然后讓學生通過思維導圖等形式掌握相關知識，但是為了進一步培養學生的核心素養，就需要從其思維邏輯角度出發，鼓勵學生自主探究建立相應的模型，并對相應模型加以完善。

那么在具體教學時就需要應用到天平模型，因為天平在稱某個物體的重量時是通過重量的增加和減少得到一個平衡的狀態，這種狀態也是穩態與平衡的關鍵性體現之一，之前已經將血糖來源和去路利用天平進行了類比，現在還可以將天平左側視作來源，而右側視作去路。當來源已經大于去路的時候，引導學生站在平衡的角度思考，應該如何保持其正常平衡。這時候所發揮作用的是胰島素，因此其作用機理就是減少來源并增加去路，而這一過程如何保持平衡，則可以進一步用動畫觀摩等方法。掌握相關知識，對相關模型逐漸完善。通過這樣的觀察對比等方法，盡可能地給予學生總結的機會，讓學生掌握相應的知識總結方法，提升學生的思維能力，促進模型思維的發展，調動學生參與教學的主觀積極性。并以此進一步提出當天平向右傾斜及血糖的去數大于來源的情況下，學生進行自主分析得出胰高糖素的本質作用是減少去路而增加來源。通過進一步歸納總結，明確胰島素與胰高糖素相互拮抗，發揮維持一個穩態平衡的作用，進一步掌握相應的知識構建起完整的血糖代謝核心平衡的模型，促進學生思維能力等方面的提高，利用動手實踐，提升學生的綜合能力和綜合素養，提升學生的學習能力和學習水平。

（五）歸納總結形成體系

在歸納總結過程中，主要是對以往所學習的知識加以整合，除了要認識到兩種激素所帶來的影響之外，還要明確受到其他系統影響而產生的血糖變化，同時進一步提出，兩種激素及血糖濃度是否會受到其他系統影響？是否會由神經系統參與到整個調節的過程中？這一問題提出之后，可以通過直接講授的方法明確腎上腺激素和各類反饋調節過程，對于兩種激素分泌所帶來的影響共同完善血糖平衡調節的綜合性模型，然后形成一個系統性的知識體系，讓學生掌握血糖調節的相關知識。最后提出，在糖尿病高發的今天，應當如何保持健康的生活理念？將相關知識拓展到生活，進一步讓生物知識服務于生活，提升最終教學的質量和效果，在建立思維模型的同時，也進一步提升學生學習的真實性和有效性。

（六）進階性思考

以一個健康人為例，若日常飲食不規律、膳食營養搭配不合理，則會導致胰島素分泌異常引起肥胖或偏瘦的情況，嘗試去分析肥胖、偏瘦的原因。可以結合血糖調節負反饋調節模型，分析對于肥胖患者而言哪些減肥方法是行之有效的？再通過小組討論得出結論，老師可以對每個小組的結論進行解讀和分析，最后達成共識且形成正確的答案。通過進階性思考能夠引導學生去思考，生生互動及師生互動則能夠不斷加深學生對血糖平衡調節機制的理解。與此同時，也了解血糖平衡調節對健康的重要性，從而開始規范自己的飲食生活習慣。

四、結語

綜上所述，在目前高中生物學教學過程中，通過血糖平衡的調節一課，著重培養學生穩態與平衡觀的模型思維，要循序漸進地進行，切合具體教學方面的特點，著重調動學生的學習積極性，參與到相關教學活動中。

作者簡介：吳守娣（1983—），女，漢族，甘肅白銀人，碩士研究生，中學一級教師，就職于白銀市第二中學，研究方向：生物學。