“血糖平衡的调节”一节的教学设计

王吉文

(江苏省南京市人民中学 210005)

1教材分析

“血糖平衡的调节”是人教版高中生物学教材《稳态与环境》3第二章第二节“通过激素调节”中“激素调节的实例”内容之一，包括血糖的来源和去向、血糖平衡的调节过程两部分。其中人体血糖浓度变化引起下丘脑和胰岛细胞活动来维持血糖稳定的过程，即血糖平衡的调节过程是教学重点。这一内容对于学生有很重要的意义，因为在继神经调节之后，学生可以通过认识血糖平衡的调节，初步了解激素调节的基本方式与特点，以及神经调节和激素调节之间的关系，进而了解生命系统基本调节机制之一“反馈调节”的一般特点，认同系统内部各部分协调性和整体性等特点。但是血糖平衡的调节过程较为复杂和抽象，教学的难点在于如何有效帮助学生建构血糖平衡的调节模型以及利用建构模型的过程充分发展学生的多种能力。基于这些思考，笔者尝试引导学生通过合作和探究的方式，在分析日常生活现象中提出问题，进而在模拟实验设计、分析实验和形成结论等活动中不断建构、完善和分析血糖调节的模型，逐步形成从系统的角度去思考生命活动调节过程的习惯和能力。

2教学目标

2.1 知识目标 概述血糖调节的过程。

2.2 能力目标 尝试通过设计实验、分析实验结果建构血糖调节模型。

2.3 情感态度和价值观目标 形成以系统观点思考生命活动调节过程的习惯。

3教学过程

3.1 联系学生生活创设情境，激发探究欲望 教师展示某人运动前后血液中的血糖、胰岛素和胰高血糖素变化曲线图(图略)，提出：为什么正常人体血糖能维持稳定呢？为什么血糖的升高和降低能分别引起两种激素的分泌呢？人体血糖调节的过程是怎样的呢？

3.2 模拟设计实验和分析实验，初步建构血糖平衡的调节模型 教师提供一份资料和实验现象：胰高血糖素和胰岛素分别由胰岛A细胞和B细胞分泌，而这两种细胞都连有神经元，并且此神经元通过脊髓和下丘脑神经元相连；人体血糖浓度降低时，测得此时下丘脑某一区域神经元放电增强，如果此时注射葡萄糖则发现此区域神经元放电减弱；如果血糖浓度升高到一定程度，则又发现下丘脑另一区域神经元放电增强。(结合实验现象)设问：你能提出什么问题或猜想？(全班学生分为10个小组，根据实验现象生生间进行交流和讨论，说出自己的猜想，提出探究的问题，并和其他同学分享自己的想法)然后让各组派一位代表交流讨论的结果。在此基础上，教师和学生共同确立一种猜想：血糖浓度的变化通过下丘脑影响胰岛A细胞和B细胞分泌相应的激素。教师接着提出：如何去验证我们的猜想呢？提供材料和技术方面的资料：若干年龄、体重和生长状况完全一致的家兔、葡萄糖溶液、注射器、其他实验必备条件；可以利用某些药物针对性地破坏下丘脑某一区域神经元胞体；可以通过一定方法精确测定血液中的胰岛素和胰高血糖素的浓度。

学生阅读资料后，教师对学生进行任务分工，让5个小组学生思考如何设计实验验证血糖变化通过下丘脑对胰岛A细胞分泌胰高血糖素的影响；另5个小组思考如何设计实验验证血糖变化通过下丘脑对胰岛B细胞分泌胰高血糖素的影响。要求各小组设计实验方案，教师进行启发、提供一些背景知识和指导，注意引导学生全面、严谨地思考问题。小组分别展示讨论结果，共同修改和完善实验方案1和方案2。

然后，展示实验结果：方案1和2实验组的家兔血糖和激素分泌都出现异常。教师提出：根据实验现象能得出什么结论？引导学生最终得出结论：血糖浓度降低会通过下丘脑影响胰岛A细胞分泌胰高血糖素升高血糖；血糖浓度升高会通过下丘脑影响胰岛B细胞分泌胰岛素降低血糖。在此基础上，让学生尝试根据实验结论利用一些名词、带箭头的线段初步构建血糖平衡的调节模型1(图1)。实际上，此模型需要进一步完善。

图1 血糖调节模型1

3.3 完善血糖平衡的调节模型 教师引导学生充分思考、讨论和交流，建构并完善血糖平衡的调节模型。然后利用探究性问题串引导学生对模型进行分析，建构反馈调节的概念，领会反馈调节的特点和意义。同时，初步形成以系统观点思考的能力和习惯。

3.3.1 创设新情境帮助学生发现新问题继续建构模型 教师提出：人们发现实验组家兔仍然存在激素的分泌，但所分泌激素的量没有达到正常水平。进而引导学生思考这一现象背后的原因，引发新的认知矛盾：刚才总结的血糖的调节模型是不是很完善？血糖平衡的调节还有其他途径吗？接着顺势引导：针对这一现象，你能提出哪些猜想？(学生思考、讨论和交流)

此后，教师选取提出的猜想“血糖浓度变化可能通过直接刺激胰岛A细胞和胰岛B细胞引起相应激素的分泌”，提出：如何验证我们的想法？(学生容易得出：分离胰岛A细胞和B细胞后，分别置于不同浓度的葡萄糖培养液中培养，再通过检测不同葡萄糖浓度培养液中激素的含量变化来确定猜想是否正确)揭示结果：细胞分离培养状态下，随着葡萄糖浓度提高，在一定范围内胰岛B细胞分泌胰岛素逐渐增加，胰岛A细胞分泌的胰高血糖素逐渐减少。引导学生发现血糖浓度的确可以直接刺激胰岛A细胞和B细胞来影响相应激素的分泌，从而得出结论：葡萄糖浓度降低可直接刺激胰岛A细胞分泌胰高血糖素，葡萄糖浓度升高可直接刺激胰岛B细胞分泌胰岛素。教师要求学生根据此结论将调节血糖平衡的其他可能途径用相关的名词、带箭头线条表示出来，建构血糖平衡的调节模型2：

图2 血糖平衡的调节模型2

3.3.2 建构完整血糖平衡的调节模型，形成系统思考的习惯 在建构两种模型基础上，引导学生在小组内讨论，尝试对初步建构的模型进行总结归纳和完善，并将完善后的模型用箭头、线条和相关的名词完整地画出来。教师再补充关于下丘脑通过影响肾上腺分泌肾上腺素提高血糖的知识，与学生一起对血糖平衡的调节模型进一步完善(图3)：

图3 血糖平衡的调节模型的进一步完善

接着，引导学生分析模型，提出：血糖平衡的调节过程是一种“自我调节”过程，能说说这是为什么吗？(让学生认识在血糖平衡的调节过程中，调节的结果又可以作为信息重新作用于该系统)自然地引出反馈调节的概念：在一个系统中，系统本身工作的效果，反过来作为信息调节该系统的工作，这种调节方式叫做反馈调节。随之提出：结合对模型的分析，在一个系统内部，各组分的功能和系统整体的功能之间存在着怎样的区别和联系？为什么说这些组成部分能构成一个系统？(帮助学生初步形成系统思考的习惯和能力)

4形成性评价

在本节课中，通过血糖平衡的调节模型的建构，让学生理解“反馈调节”的概念，但又如何知道学生对“反馈调节”这一概念理解的程度呢？由于甲状腺激素的分泌调节过程也体现出系统工作原理中的“自我调节”的特点，教师可结合教材中“甲状腺激素分泌的分级调节”，设计如下评价过程：学生2人为一组对甲状腺激素分泌的分级调节进行5min自学，回答问题：

甲状腺激素分泌的分级调节过程是怎样的？血糖平衡的调节和甲状腺激素的调节都能在一定条件下达到“自我”调节，你能说说这是为什么吗？此外，能列举其他类似的例子吗？还能想出其他感兴趣的问题吗？这一过程，实际是对前一段学习过程中学生理解学习状况及时的评价，加强和激励他们对“反馈调节”特点的深入把握。

对电脑技术较好的学生，教师要鼓励他们利用相关软件构建血糖平衡调节的计算机模型，并帮助其他同学运用计算机模型搞清楚血糖平衡调节的过程，以加深对知识的理解。