“建立血糖调节的模型”教学组织与反思

蒋从凤 （广东省台山市第一中学 广东台山 529200）

1 教材分析

“血糖平衡的调节”是人教版高中生物学教材必修3《稳态与环境》第2章“动物和人体生命活动的调节”第2节“通过激素的调节”中的部分内容。人体内血糖调节的过程十分复杂，既有激素调节，也有神经调节的参与，内容较为抽象，若单凭教师讲述，学生很难理解。教材采用模型构建的方法处理这部分知识，充分利用学生已有的知识储备和生活经验，通过教师的引导，由学生主动探究有关血糖平衡调节的知识。但教材中的模型构建方法在实际教学中操作较困难，为此笔者对模型构建的材料和步骤进行了改进，将构建物理模型与概念模型相结合，收到了较好的教学效果。

2 教学目标

1）知识目标：①描述进食后和运动时人体内血糖的来源和去路；②掌握胰岛素和胰高血糖素的作用和分泌的相互关系；③理解血糖调节的过程和机制。

2）能力目标：①通过构建血糖调节的动态物理模型，掌握构建物理模型的一般方法；②通过构建血糖来源和去路的概念模型等，掌握构建概念模型的一般方法。

3）情感态度与价值观目标：①培养学生理论联系生活实际，学以致用的意识；②增强学生自我保健意识，更加珍爱生命，养成良好的生活习惯。

3 教具准备

构建模型的材料：代表葡萄糖的黄色圆形小磁珠30粒（直径为3 cm），代表胰岛素的白色小磁珠10粒，代表胰高血糖素的粉红色小磁珠10粒，代表糖原的黄色大磁珠5粒（直径为5 cm），代表脂肪的红色大磁珠5粒。

4 教学过程

4.1 创设情境，导入新课 用多媒体展示视频《新闻大求真——糖尿病》，提出要探索的问题，导入新课：通过视频学习概括糖尿病的主要症状，哪些激素与糖尿病的形成有关？参照教材理解胰岛素和胰高血糖素的功能。

4.2 构建餐后血糖调节的模型

4.2.1 构建餐后血糖来源和去路的概念模型

教师提出问题：餐后血糖为什么会升高（来源）？机体如何使升高的血糖下降到正常水平（去路）？

学生1在黑板上尝试构建餐后血糖来源和去路的概念模型。

教师提出新问题：此时胰岛素和胰高血糖素的含量发生怎样的变化？

学生讨论后得出结论：胰岛素含量增加，胰高血糖素的含量减少，即胰岛素能抑制胰高血糖素的分泌。

师生共同完善餐后血糖来源和去路的概念模型，如图 1。

图1 餐后血糖的来源和去路概念图

4.2.2 构建餐后血糖调节的动态物理模型 教师介绍构建模型的材料并提出要求，学生分组讨论，小组派2个代表在黑板上的概念图中模拟调节过程。一位学生负责解说，另一位学生负责演示。

语言描述1：稳态时，人体内血糖的来源和去路能保持动态平衡，使血糖含量维持在0.8～1.2 g/L左右。胰岛素和胰高血糖素的含量也稳定在一定的水平。

活动1：将9个黄色圆形小磁珠放在“血糖”处，模拟血糖含量在正常范围内（0.9 g/L）。将 5个白色和4个粉红色小磁珠分别放在“胰岛素”和“胰高血糖素”处，模拟激素处于正常水平（胰岛素的含量比胰高血糖素的含量略高）。

语言描述2：人体进食后，食物中的糖类经消化吸收后，大量葡萄糖被吸收到血液中，血糖升高，超出正常值。

活动2：将7个黄色小磁珠放在“食物中的糖类”处，用以模拟食物中糖类消化产生葡萄糖；接着又顺着消化吸收的箭头转移至“血糖”处，模拟食物中糖类被消化吸收后使血糖升高到1.6 g/L。

语言描述3：血糖升高后，刺激胰岛B细胞增加胰岛素分泌，同时抑制胰岛A细胞分泌胰高血糖素。

活动3：增加3个白色小磁珠至“胰岛素”处，模拟胰岛素分泌增加；从“胰高血糖素”处拿走2个粉红色小磁珠，模拟胰高血糖素含量减少。

语言描述4：在胰岛素的作用下，促进血糖大量氧化分解，其次合成糖原和转化成非糖物质，从而降低血糖。

活动 4：将“血糖”处的3个黄色小磁珠转移至“CO2+H2O+能量”处，2 个转移至“糖原”处，2 个转移至“非糖物质”处。模拟血糖的去路增加。将“糖原”处的黄色小磁珠换成1个大的黄色磁珠，模拟糖原的合成。将“非糖物质”处的黄色小磁珠换成1个大的红色磁珠，模拟转化成脂肪。

4.3 构建运动时血糖调节的模型

4.3.1 构建运动时血糖来源和去路的概念模型

教师提出问题：运动时血糖为什么会下降（去路）？机体如何使下降的血糖回到正常水平（来源）？

学生2在黑板上尝试构建运动时血糖来源和去路的概念模型。

教师提出新问题：此时，胰岛素和胰高血糖素的含量应发生怎样的变化？胰岛素的含量是否会显著减少？

学生讨论得出结论：胰高血糖素的含量增加，但胰岛素含量不会大量减少甚至还略有增加，即胰高血糖素会促进胰岛素的分泌（升血糖是为了用血糖）。

师生共同完善运动时血糖来源和去路的概念模型，如图2。

图2 运动时血糖的来源和去路概念图

4.3.2 构建运动时血糖调节的动态物理模型教师提出要求，学生分组讨论，小组派2位代表在黑板上的概念图中模拟调节过程。一位学生负责解说，另一位学生负责演示。

语言描述1：稳态时，人体内血糖的来源和去路能保持动态平衡，使血糖含量维持在0.8～1.2 g/L。胰岛素和胰高血糖素的含量也稳定在一定的水平。

活动1：将9个黄色圆形小磁珠放在“血糖”处，模拟血糖含量在正常范围内。将5个白色和4个粉红色小磁珠分别放在“胰岛素”和“胰高血糖素”处，模拟激素处于正常水平。

语言描述2：运动时，血糖氧化加快，血糖浓度下降。

活动2：将5个黄色小磁珠从“血糖”处转移到“CO2+H2O+能量”处，模拟血糖被氧化分解，血糖浓度下降。

语言描述3：血糖降低到一定程度后，刺激胰岛A细胞分泌胰高血糖素增加。

活动3：增加3个粉红色小磁珠至“胰高血糖素”处，模拟胰高血糖素分泌增加。增加1个白色小磁珠至“胰岛素”处，模拟胰岛素略有增加。

语言描述4：在胰高血糖素的作用下，促进肝糖原分解补充血糖，促进非糖物质转化，从而升高血糖。

活动演示4：将2个大的黄色磁珠放在“肝糖原”处，接着换成3个小磁珠，模拟肝糖原分解成葡萄糖，再转移至“血糖”处，模拟补充血糖。将1个大的粉红色磁珠放在“非糖物质”处，接着换成2个黄色小磁珠，模拟脂肪等转化成葡萄糖，再转移至“血糖”处，模拟补充血糖。

4.4 构建血糖的来源和去路的概念模型 学生通过构建上述模型已知人体内血糖的主要来源和去路，可将其构建成一个完整的概念模型，如图3。

图3 人体内血糖的来源和去路概念图

4.5 构建血糖调节的概念模型 通过对血糖调节的过程进行动态模拟后，学生已基本掌握血糖调节的主要途径——激素调节的过程，教师进一步阐述血糖调节的次要途径神经调节过程，并构建血糖调节完整过程的概念模型，如图4。

图4 血糖调节过程概念图

4.6 分析与应用

问题：如何检测糖尿？出现糖尿一定是糖尿病吗？糖尿病的病因是什么？现代社会糖尿病的发病率越来越高，这与人们的饮食和生活方式有什么关系？如何预防糖尿病？学生通过讨论，发表自己的观点并最终达成共识。

5 教学反思

本节课的核心是构建2个模型，即构建餐后血糖调节的模型和运动时血糖调节的模型。教材中也安排了类似的模型构建内容，但其操作非常复杂，学生不知从何做起。笔者将其进行了三大改进，一是对模型材料的改进，由原来的纸片改为彩色磁珠，可直接吸附在有磁性的绿板上，演示更方便、直观，学生自行操作也更简单。二是对模型内容的改进，既模拟了血糖的来源和去路变化，使学生更易理解和接受，又模拟了激素的变化，突破了胰岛素和胰高血糖素的关系这一难点。三是对步骤的改进，将每一个大模型构建又分割成几个小任务。例如，若直接让学生构建餐后血糖调节的模型，学生肯定觉得难度太大，无从入手，而先让他们构建正常情况下的血糖、胰岛素和胰高血糖素的含量模型，后构建餐后血糖的来源和去路的概念模型，再构建餐后血糖调节的模型，学生的思路才能活跃，操作也更顺畅。通过这种模型构建的方法，学生更易接受和理解血糖调节的知识，充分体现了学生的主体地位，激活了学生的思维。同时通过这节课的训练学生还掌握了模型构建法的一般操作与步骤，为以后进一步学习奠定了基础。当然，在实际操作时还需教师适当引导，在学生思维卡壳时教师要适时点拨，在学生思维偏移时要适时地拨正。这也体现了教师的教学智慧在课堂调控中的重要。

［1]张元.“建立血糖调节的模型”教学设计.中学生物教学，2009(12)：9.