系统论思想在高中生物教学中应用的尝试

佘瑞雪

【摘 要】以“血糖平衡的调节”为例，尝试将系统论思想应用于高中生物教学中，期望能对学生思维习惯进行潜移默化的影响，改善学生的思维品质。

【关键词】系统论思想 血糖平衡 应用

长期以来，我国教育更注重知识的传授，而忽略了学生思维品质的培养。生物教学中概念繁多，知识零散呈碎片化。学生很多时候能够记清某个知识点，却无法把握知识点之间的联系，导致学习效果不佳。把生物和生物学知识体系放在系统的位置上加以认识和考查，有利于学生从整体上把握生物学知识，从本质上理解生物学知识。

一、系统论思想简述

系统观念的萌芽在人类认识史上早就产生了。中国古代的阴阳五行说就把宇宙万物看作阴阳两种矛盾互相对立的势力和水、火、金、木、土五种物质要素“相生相克”，即互相联系，互相作用的结果。古希腊的亚里士多德则更明确地提出“整体大于部分的总和”的思想，说明整体是各个部分有机联系着的统一体，而不是部分的机械规程。

系统方法论是从系统的观点出发，始终注重整体与部分、部分与部分、整体与环境的相互联系、相互作用。它有四个原则：整体性、相互联系、有序性和动态原则。系统方法论认为，任何系统都是有几要素组成的，而系统内各要素之间又形成一定的结构关系、层次关第系统的运动还表现为信息的输入、信息的处理和信息的输出和反馈等一系列活动过程。

系统分析的一般方法：确定系统的边界——确定该系统涉及的结构及各结构的功能——如何实现系统的整体功能。生物是一个开放的系统，组成生物体的各组织和器官之间是相互联系的。各组织与器官间始终通过信息传递相互协调，共同维持机体的稳态。本文以血糖平衡的调节为例，按照系统分析的基本程序，将系统整体性思想、信息传递思想等基本的生物学科思想渗透于教学过程中，希望学生能通过参与血糖平衡调节模型的建构，在掌握血糖平衡调节过程涉及的知识点的同时，培养从整体的角度分析问题的能力。

二、系统论思想应用于“血糖平衡的调节”的教学过程

第一，导入课题，确定研究的系统 回顾稳态的概念。提供血糖浓度过高或过低时机体出现相应症状的资料，提出血糖平衡作为内环境稳态的重要内容，维持血糖浓度稳定十分重要。

第二，血糖平衡模型的建构。一是确定与维持血糖平衡相关的结构及各结构的功能设置问题：与体内葡萄糖含量变化有关的结构有哪些？这些结构分别有什么功能？可以让学生回忆、讨论。学生可能会提到小肠、肝脏、胰岛细胞、下丘脑甚至大脑等结构。教师根据情况进行纠正分析，引导学生将以往的零碎知识联系起来，形成对血糖调节的整体印象。二是分析相关结构如何相互联系与作用，实现血糖平衡。

（1）多媒体展示：饭后血糖含量变化曲线图（用过早餐后较长时间不再进食），引导学生思考血糖的来源和去向。进食后血糖含量上升是因为从食物中消化吸收葡萄糖。随后，血糖含量下降是因为细胞摄取、利用葡萄糖，合成糖原或转化为脂肪等非糖物质。之后，血糖含量重新升高的原因是肝糖原分解。而如果在较长时间后血糖含量还可能上升是因为脂肪等物质的转化补充。

（2）分析归纳：血糖的来源和去向。根据上述的分析引导学生归纳出血糖的三条来源和三条去路。

（3）设置问题：在血糖水平进行调节的过程中，胰岛素和胰高血糖素是如何进行调节，从而使得机体的血糖维持相对稳定呢？（继续在曲线上分析）

（4）归纳：胰岛素和胰高血糖素的作用。通过曲线分析及归纳，学生对血糖的动态平衡有更深刻的认识，并且能够自主归纳出胰岛素与胰高血糖素的功能。

（5）设置问题：刚才所讲到的与血糖调节有关的结构如何起作用？这些结构之间有什么联系？当血糖水平升高时，胰岛是怎样反应的？反应的结果怎样？当血糖水平降低时呢？

（6）归纳：引导学生讨论分析胰岛素和胰高 血糖素调节血糖的机制，并得出出血糖平衡调节的图解式模型。当血糖升高时，胰岛B细胞直接接受刺激，或由血管壁上的化学感受器兴奋，传至下丘脑的某一区域，通过传出神经将兴奋传至胰岛B细胞，引起胰岛素分泌增加，促进组织细胞回事摄取、利用和储存葡萄糖，最终引起血糖降低。当血糖降低时，胰岛A细胞直接接受刺激，或由血管壁上的化学感受器兴奋，传至下丘脑的某一区域，通过传出神经将兴奋传至胰岛A细胞，引起胰高血糖素分泌增加，促进糖原分解，促进非糖物质转化为葡萄糖，最终导致血糖升高。同时，下丘脑另一区域兴奋后，可通过另一条传出神经将兴奋传至肾上腺，引起肾上腺素分泌增加，促进糖原分解，也起到升高血糖的作用。

（7）分析：激素间的拮抗作用与协同作用及反馈调节。在上述模型的基础上，学生能够很容易地理解胰岛素与胰高血糖素之间的拮抗作用及胰高血糖素与肾上腺素之间的协同作用。同时，教师可以提出如：血糖浓度升高可刺激胰岛素分泌，胰岛素会持续分泌吗之类的问题，引导学生归纳出反馈调节的概念。从模型上，学生也很容易理解负反馈调节是维持机体稳态的基本机制。

（8）板书总结：以文字和箭头的形式，绘出概念图。至此，通过系统论的学习方法，先点出涉及的结构的功能，再通过神经调节、激素调节等信息传递的方式将各结构间相互联系，最终实现了整体功能大于局部之和。

在本节的基础上，可以将甲状腺激素的分级调节、抗利尿激素分泌的调节加入到概念图中。如此，动物生命活动调节的几个实例以下丘脑为中心，有机地整合在一起。学生对动物体如何维持稳态能有一个较为直观的认识。

三、小结

系统论的基本观点——开放性、自组织性、复杂性、整体性、关联性，等级结构性、动态平衡性、时序性等无不与生物这一系统的特征一一契合。将系统论的思想介绍给学生，引导他们按照系统研究的方法学习，对于构建知识网络，将各模块零散的知识有机地串联起来，改善传统的死记硬背的学习方法，改善思维品质有莫大的帮助。

参考文献

[1]彭大均.浅析系统方法在认识中的作用[J].上海大學学报（社科版），1991，1：26-29.

[2]桂起权，傅静.迈尔的“生物学哲学”核心思想解读—从复杂性系统科学的视角看[J].科学技术与辩证法，2008，25（5）：1-7.