在“血糖平衡及调节”的教学中渗透稳态与平衡观及健康教育*

陈月艳 （北京市第四中学 北京 100034）

稳态与平衡观是中学生物学教育要向学生渗透和阐释的一个重要观念。 高中生物学课程在细胞、个体、生态系统等不同层次上涉及稳态与调节的内容，使学生初步认识自然界稳态与调节的机制，并在此基础上能以稳态与平衡观的视角思考、认识和分析自然现象、生命系统，感悟系统分析的思想和方法，关注稳态失调与健康的关系，以及不同层次的稳态失衡的原因及后果。 血糖平衡及调节是个体层次稳态与平衡的典型实例，组织好该内容的教学，不仅可以让学生较深入领悟个体稳态的调节机制，同时，此知识与生活和健康的关系密切，是提升学生应用所学知识分析解决问题的能力及进行生命与健康教育的有利契机。

为体现“血糖平衡与调节”内容的教育意义，确立本节的主要教学目标如下： 简述血糖平衡及激素调节的机制； 认同内稳态知识对于指导人体健康的价值，养成并积极宣传健康的生活方式；体会现代生物技术对人类健康生活的价值。 为有效达成上述目标，本节课教学设计思路如下：以分析教师自身空腹血糖和餐后不同时间血糖浓度的变化为教学主线，引领学生阐明血糖来源和去路的平衡及调节机制。在此基础上，引导学生应用所学知识分析糖尿病的类型、症状及原因，探讨并提出防治糖尿病的合理建议。

1 联系生活实际，以教师外伤就医的经历导入课题，引发关注和思考

笔者曾有轻微外伤，却因为疏忽大意引起伤口感染，导致伤口较长时间不愈合。 在每次换药时，拍摄了伤口照片记录病程，不经意间积累了教学的素材。 因为糖尿病患者常表现伤口难以愈合的症状，故医生建议检测血糖指标,以排除糖尿病的可能性。

教师以上述诊治过程为素材，向学生说明就医检测背景（受伤后伤口不愈合），并出示教师空腹血糖化验结果（检测值：5.67 mmol/L ；正常参考值：3.61～ 6.11），在对学生进行健康提示（有伤口一定要及时就医处理和精心呵护）的同时，引发关注，提出质疑：体检时为何测空腹血糖浓度？ 血糖平衡是如何调控的？ 糖尿病患者为何有伤口不易愈合的表现？ 从而导入“血糖平衡及调节”的课题。

2 分析教师自身空腹和餐后血糖浓度变化，阐释血糖平衡及调节机制

2.1 分析由于代谢消耗、血糖浓度低时的血糖来源及其激素调节方式 该内容的主要教学环节如下：

1）请学生回忆血糖最重要的利用方式：氧化分解，释放能量。

2）展示家庭血糖测定仪的使用方法，如图1、图2所示。

3）出示教师利用家用血糖仪测定的24 h 未进食的血糖浓度变化,如表1所示，并提出质疑：虽然血糖一刻也没有停止被利用，连续14 h 不进食（这也是教师体检前未进食持续的时间）血糖浓度却仍维持在正常值范围内，可见人体对血糖平衡具有调控能力。 在此期间补充血糖的主要途径有哪些？血糖的补充途径又是如何调控的？通过师生之间对于这些问题的讨论，学生明确血糖的来源及部分激素调节途径。

表1 空腹血糖浓度变化（餐后不同时间测得）

4）进一步出示运动时血糖浓度变化的研究结果（表2），请学生分析其原因：在进行800 m、3 000～5 000 m 运动后，为何血糖浓度不降低反而有所升高？ 一些马拉松运动员在运动过程中为何需补充能量？ 该资料为学生应用所学知识解释生活中的现象提供了机会，同时运动员参加马拉松运动后的血糖浓度变化也使学生认识到人体的调节能力是有限的。

表2 体育运动时血糖浓度的变化

2.2 分析餐后血糖浓度升高时降低血糖的途径及激素调节方式 在带领学生分析教师24 h 未进食的血糖浓度变化后，学生对此后的教师血糖指标变化趋势产生了浓厚的兴趣，此时带领学生进一步分析餐后血糖浓度变化及调节机制，学生积极参与到教学过程中。 该教学过程包括如下环节：

1）预测餐后血糖浓度变化趋势：首先出示教师24 h 未进食后的晚餐食物，然后请学生预测餐后血糖浓度的变化。 学生会应用所学知识作出如下预测：餐后因为食物的消化吸收，血糖浓度会升高。 同时，由于调节机制，一段时间后，血糖浓度下降，达到正常值后，处于相对稳定状态。 实际情况符合学生的预测结果吗？教师进而让学生思考：若要测定餐后血糖浓度的变化规律，如何设定取血样的时间（餐后血糖浓度可能在短时间内发生大幅度变化，因此，要缩短取样的时间间隔，以获得充分可靠的数据）？

2）出示教师餐后若干时间内血糖浓度变化如表3，学生根据这些数值绘制餐后3 h 内的血糖浓度变化曲线，如图3。

表3 餐后不同时间（min）血糖浓度变化（餐前:4.3 mmol/L；77.4 mg/100 mL)

3）师生共同分析餐后血糖浓度升高时血糖的去路及激素调节方式。

引导学生分析餐后血糖曲线变化主要围绕以下问题进行：①餐后血糖迅速升高的原因;②60 min 后血糖浓度下降直至平衡的血糖去路； ③餐后血糖浓度升高时抑制血糖来源、促进血糖去路的激素调控。

胰岛素是体内唯一降血糖的激素，其分泌和作用机理与糖尿病的病因关系密切。 在该教学环节中，教师适当拓展胰岛素的作用机理内容，带领学生应用已有的物质进出细胞方式的知识，通过拓展分析图4、图5资料，初步了解胰岛素促进血糖进入细胞的机理。 该教学环节意在培养学生获取信息、应用所学知识进行推理、分析解决问题的能力。图4表明，胰岛素促进了葡萄糖向肌细胞内的转运。根据有胰岛素时转运效率随细胞外葡萄糖浓度的增加而增加的事实推测：葡萄糖进入肌细胞的方式很可能是协助扩散而不是自由扩散。因为自由扩散的速率只取决于细胞内外物质分子的浓度差，而与有无胰岛素无关。 协助扩散依赖于转运蛋白，因此，推测胰岛素促进葡萄糖向细胞内的转运作用应该与细胞膜上的葡萄糖转运蛋白有关。经过该分析过程后，教师出示图5，进一步说明胰岛素对肌细胞膜上葡萄糖转运蛋白的调控机理，同样的机制存在于脂肪细胞。可见，餐后血糖浓度的升高，促进了葡萄糖进入肝细胞合成肝糖原、进入肌细胞合成肌糖原、 进入脂肪细胞合成甘油三酯即脂肪的过程，这是血糖浓度降低的重要原因。

2.3 归纳总结血糖平衡及激素调节机制 如图6，强化如下重要概念：在神经、激素共同调节下，在多个器官系统的共同参与下，血糖通过一定的来源和去路维持平衡。

3 引领学生分析糖尿病病因、症状及防治措施，渗透生命和健康教育

全球糖尿病患者已超过4 亿人，我国糖尿病患者的比例逐渐增加，目前已超过人口的10%，其中Ⅱ型糖尿病占糖尿病患者的绝大多数，这与遗传、不健康饮食、超重和身体活动不足等有关。糖尿病流行对人类健康和社会经济产生重大影响，因此，教师在教学中适当拓展有关糖尿病的知识，在现实生活中具有重要指导意义。该内容的教学主要包括以下环节：

3.1 根据不同人餐后血糖浓度变化，判断其健康状况

学生依据人体血糖标准值判断图7中，d 表现为低血糖，a、b 2 人血糖浓度偏高。 简介低血糖的症状及预防措施后，教师重点分析高血糖病人的情况，提出质疑： 为什么糖尿病患者血糖浓度高，由此带来的危害是什么？

3.2 举例适当拓展说明糖尿病的类型及患病原因 糖尿病在人群中发病率较高，很多学生因为亲友患有不同程度糖尿病而对此有所了解，在让一些学生初步描述糖尿病后，教师列举实例，补充如下资料向学生介绍糖尿病。 该教学环节使学生了解糖尿病的同时，能更好地理解“遗传与进化”模块中“多基因遗传病的特点”知识。

Ⅰ型糖尿病：由于胰岛B 细胞的损伤，胰岛素绝对不足。多发生在儿童和青少年,病情往往迅速恶化,患病率具有种族和地区的差异，且与病毒感染有关。 Ⅰ型糖尿病的遗传缺陷表现在人第6 对染色体的HLA-DR、HLA-DQ 等人类白细胞抗原基因上。

Ⅱ型糖尿病: 约占糖尿病患者的90%，通常40 岁以后发病，主要原因是胰岛素抵抗（当与胰岛素结合的受体有缺陷时，即使胰岛素的浓度升高，也不能充分发挥正常的生理功能，血液中的葡萄糖不能充分地被细胞吸收，滞留在血液中，使血糖升高。 ）和B 细胞分泌功能不全。 目前已知的与Ⅱ型糖尿病有关并定位于2 号染色体上的基因缺陷包括己糖激酶基因、 胰岛素受体底物IRS-1 基因等。 肥胖、高热量饮食、体力活动不足及增龄是Ⅱ型糖尿病最主要的环境因素。

3.3 引导学生应用所学知识分析Ⅰ型糖尿病患者“三多一少（多食、多饮、多尿、体重减少）”的原因如图8所示。 该教学环节为学生应用所学知识分析解释生活中的问题提供了机会。

3.4 巩固与拓展：探讨糖尿病的危害与预防

1）介绍糖尿病危害和威胁生命健康的并发症。教师发现，很多学生对血糖升高到底会导致身体发生什么病变感到疑惑，课下常常会与教师探讨。因此教师适当拓展讲解相关知识，释疑解惑：较严重糖尿病患者以脂肪代替葡萄糖作为能源时，常会产生有毒的代谢产物，导致糖尿病酮症酸中毒，表现为恶心、乏力、意识障碍等症状；血糖浓度升高，导致血浆渗透压升高等，往往会导致血管及神经的病变，严重者引起糖尿病心、脑血管并发症、糖尿病肾病、糖尿病眼部并发症、糖尿病神经病变、糖尿病足等。 因为肢端的血管和神经病变，微循环障碍，肢端组织坏死，同时容易感染腐败细菌，导致坏疽溃烂，严重者如糖尿病足。 至此，首尾呼应，教师回答了课题导入时提出的“糖尿病患者伤口不易愈合”的问题。

2）举例介绍不同类型糖尿病防治措施。 预防和治疗糖尿病的主要措施有定期监测血糖、 控制饮食和体重、适当锻炼身体、适当服用降糖药物和注射胰岛素等。

为了使学生更好地理解糖尿病的预防措施，教师的补充说明资料有： ①因为Ⅱ型糖尿病早期没有明显症状，很多人血糖高于正常值，但又达不到糖尿病的诊断标准，所以被忽视，因此定期监测血糖具有重要意义；②为学生播放视频资料：具有糖尿病家族史的某遗传学家，为预防糖尿病而坚持锻炼身体（英国广播公司：《基因密码》第2 集），以此说明适当锻炼的意义； ③列举实例说明注射胰岛素控制血糖的缺陷，例如一天中需多次进行皮下注射，给生活和工作带来不便；注射胰岛素后易发生低血糖症状：疲劳、脸色苍白、肌肉无力等。在此基础上介绍 “人工胰腺” 胰岛素泵的治疗优势，例如智能化、方便、微量，定时补给等，以及胰岛素泵可“模拟体内血糖浓度变化和胰岛素分泌之间的关系补给胰岛素”的开发利用前景，体现现代生物技术的价值。

4 总结与反思

联系生活实际、 在现实生活背景中学习生物学，是重要的生物学教学策略。 内稳态是人体健康的标志，人体本身就是一本生动的生命教科书。 教师在血糖平衡与调节的教学中，丰富教学情境，有机整合日常积累的来自于教师本人的多个素材，以自身的空腹和餐后血糖变化为主线，以健康为主题，体现生物学教学对学生珍爱生命、健康生活的教育。本节课中，教师拓展了相关内容，丰富课堂教学资源，例如胰岛素的作用机制、糖尿病的病因、锻炼身体对预防糖尿病的作用、胰岛素泵的开发与应用等，目的不是补充更多的知识，增加学习的难度，而是为学生提供应用所学知识分析、解决问题的契机，同时使学生加深对生物学课程价值的理解。

本节课中，教师由现象到本质，以血糖的来源和去路为核心，以逻辑缜密、简练清晰的板书形式带领学生归纳总结血糖平衡及调节机制，该机制体现了维持人体稳态的神经和体液调节的基本模式，该模式同样适用于体温、水盐平衡等方面的调节，例如激素作为信号分子通过与受体专一性的结合调控细胞的代谢，内分泌器官常作为神经调节反射弧中的效应器受到神经系统的调控，与神经系统共同完成对生命活动的调控，反馈调节机制有利于稳态的维持等。 在让学生理解上述重要概念的基础上，进一步理解个体水平的稳态与平衡的生命特征，感悟稳态与平衡的生命观念。