基于“稳态与平衡观”的模型思维的培养——以“血糖平衡的调节”为例

吴守娣

（白银市第二中学，甘肃 白银）

高中生物学主要研究的内容相对较为宽泛，因此在核心素养培养的过程中，生命观念就成为关键性的一个环节，是构成总体核心素养的关键性特质，必须要让学生形成这样的观念，以此面对生物学课程方面的学习，借由稳态与平衡观的支持，提高学生对生物学课程内容的理解。为了更好地培养学生的思维能力，促使他们构建起相应的模型思维，通过“血糖平衡的调节”一课进行递进式教学就具有一定的价值，充分认识并积极应用相应的教学方法、策略以及措施等。

高中阶段的生物学教学要着重培养学生的思维能力，从而促进学生自主学习并深入理解各类知识的内在逻辑，因此构建相应的模型思维就具有一定的价值和意义。模型思维本质意义上是某一个个体通过一种模型构建或者利用某一种模型来解决各类实际性问题，相应的思维有着直觉性和逻辑性方面的特点，利用递进式的阶梯性问题，能够发展学生思维，然后进一步促使学生利用这一思维观念去解决各类实质性问题，为后续的生物学知识学习提供支持。而这一过程中，稳态与平衡观的模型思维培养就比较重要，是生物学核心素养培养的重要组成部分。

一、教学内容及目标

（一）血糖平衡的调节课程内容分析

“血糖平衡的调节”是高中阶段诸多课程中的重点之一，也是总体的教学难点，这部分课程体现出了身体内在环境的稳态调节，同时也有着相互对立的关系，因此其教学内容有一定的难度性，对于学生思维能力有一定的考验和挑战。在这一课程教学过程中，加强其相应的模型思维培养就有一定的价值，有助于学生梳理相应的知识概念。

（二）血糖平衡的调节课程的教学目的

主要的教学目标有三个方面，即形成相应的生命观念、科学思维，并在生活之中加以拓展。首先，通过对血糖“来”“去”路径进行分析，通过充分了解血糖来源及相应的代谢过程，了解血糖在体内的稳态与平衡关系，形成血糖在人体内呈动态平衡的生命观念。其次，通过各类阶梯式的问题进一步构建起血糖平衡调节的概念模型，形成相应的科学思维，再由思维引导学生去探究其中的相关机理。最后，在生命观念形成且构建了一个血糖调节的概念模型之后，再深入生活中，通过对日常现象的解读，明确良好生活习惯与血糖调节的相关性，让学生将课本的知识及思维拓展到生活。

二、设计思路

基于“血糖平衡的调节”这一知识难点的教学目的，在教案规划时严格依据生命观念、概念模型及生活实例三个点来进行。第一步，由学生直观感知血糖平衡的调节，类比生活中保持平衡的物品，巧妙地设计问题，引导学生去思考培养其直觉性；第二步，构建模型并设计问题，培养学生的逻辑性；第三步，通过多媒体动画展示其模具模拟，设计核心问题并引导学生去逐步解决；第四步，通过课堂的知识讲解解读动画模型，培养学生的概括能力；最后，引入生活实例，并且解释“血糖平衡的调节”的功能，加深学生的认知和理解。具体思路见图1。

图1 血糖平衡的调节教学思路设计

三、教学过程

（一）回顾分析课堂导入

之前，学生已经有了对血糖方面的简单认知，学习血糖的来源和去路时可以采取回顾性分析的方法，进一步将相关知识导入到本次课程的教学中。也可以利用天平对比的方法，明确维持血糖平衡的关键所在，就是让来源和去路保持平衡，这样人体血糖才可以稳定。我们要进行生活类比，将各类生活知识与课本知识相对应展现给学生，并鼓励学生自主参与到其中，将教学过程中的稳态平衡作为一个中心，然后将出现变动的不稳因素作为切入点，从而引出稳态与平衡观，明确这一观念在后续知识学习过程中的重要性，以及在人体血糖平衡中的特点。

（二）阶梯问题铺垫基础

渐进式的教学最为根本一点在于要将问题由浅到深、由易到难地展现给学生，让学生在解决问题时就发现下一个问题的线索，在掌握知识的同时掌握相应的思维方法。因此在铺垫过程中首先提出：调节血糖平衡的激素包括哪几种？

根据既往的学习经验，学生普遍会将问题的答案放在胰岛素和胰高糖素两种激素上，这是根据既往学习经验所得出的，因此还可以结合导学案之中关于胰岛素a细胞和胰岛素B 细胞的相关资料，利用示意图进一步展示胰岛内部结构，展示不同的细胞，通过图片采集展示和材料分析的方法，验证学生的既往所知，用第一直觉构建出后续的模型思维。

（三）侧面分析建立结构

第一直觉是构建相应模型思维的关键所在，但是第一直觉没办法有效地解决实际问题，因此从侧面进行分析，进一步不断丰富第一直觉是构建模型思维关键性一步。这一过程中，要着重培养学生的逻辑思维能力和推理能力，因此教师要提供更多的相关信息，围绕着一个问题进行引导，然后得出相应的结论，进行归纳总结，系统性地掌握相应知识的内在逻辑。在这一阶段再进一步提出更加细致的问题进行侧面分析，即胰高糖素和胰岛素在人体中所起到的作用是怎样的。

提出这一问题之后，再进一步给予学生解决问题的素材，通过展示胰岛素及胰高糖素伴随进食时间推移变化的浓度曲线图进行简单解释，并提出相应的问题，两种激素在进食之后的浓度改变与血糖之间有怎样的关联？在高于正常值之后哪一类发挥作用？当低于正常值之后又哪一类发挥作用？提出这些问题之后，再进一步得出相应的结论，通过分组探讨的方法自主总结，获得相应的模型，为后续的各类知识学习提供一定的支持。该问题无法通过直观认知来解决，可以通过曲线分析方式帮助学生建立思维模型，首先教师介绍曲线让学生自行抓取重要信息，然后采用分组讨论的方式活跃学生的思维，并且快速得到自己的结论。在归纳和总结期间尽可能将各个学习小组作为主体来构建模型，在构建过程中让其了解其中内含的逻辑关系。

（四）类比拓展完善模型

在此之前提出的两个问题已经为后续的模型完善提供了一定的知识和铺垫，那么现阶段所提出的问题则是本节课的关键性难点之一，即胰高糖素与胰岛素如何发挥作用？之前，这一问题主要是通过直观的方法进行讲授，然后让学生通过思维导图等形式掌握相关知识，但是为了进一步培养学生的核心素养，就需要从其思维逻辑角度出发，鼓励学生自主探究建立相应的模型，并对相应模型加以完善。

那么在具体教学时就需要应用到天平模型，因为天平在称某个物体的重量时是通过重量的增加和减少得到一个平衡的状态，这种状态也是稳态与平衡的关键性体现之一，之前已经将血糖来源和去路利用天平进行了类比，现在还可以将天平左侧视作来源，而右侧视作去路。当来源已经大于去路的时候，引导学生站在平衡的角度思考，应该如何保持其正常平衡。这时候所发挥作用的是胰岛素，因此其作用机理就是减少来源并增加去路，而这一过程如何保持平衡，则可以进一步用动画观摩等方法。掌握相关知识，对相关模型逐渐完善。通过这样的观察对比等方法，尽可能地给予学生总结的机会，让学生掌握相应的知识总结方法，提升学生的思维能力，促进模型思维的发展，调动学生参与教学的主观积极性。并以此进一步提出当天平向右倾斜及血糖的去数大于来源的情况下，学生进行自主分析得出胰高糖素的本质作用是减少去路而增加来源。通过进一步归纳总结，明确胰岛素与胰高糖素相互拮抗，发挥维持一个稳态平衡的作用，进一步掌握相应的知识构建起完整的血糖代谢核心平衡的模型，促进学生思维能力等方面的提高，利用动手实践，提升学生的综合能力和综合素养，提升学生的学习能力和学习水平。

（五）归纳总结形成体系

在归纳总结过程中，主要是对以往所学习的知识加以整合，除了要认识到两种激素所带来的影响之外，还要明确受到其他系统影响而产生的血糖变化，同时进一步提出，两种激素及血糖浓度是否会受到其他系统影响？是否会由神经系统参与到整个调节的过程中？这一问题提出之后，可以通过直接讲授的方法明确肾上腺激素和各类反馈调节过程，对于两种激素分泌所带来的影响共同完善血糖平衡调节的综合性模型，然后形成一个系统性的知识体系，让学生掌握血糖调节的相关知识。最后提出，在糖尿病高发的今天，应当如何保持健康的生活理念？将相关知识拓展到生活，进一步让生物知识服务于生活，提升最终教学的质量和效果，在建立思维模型的同时，也进一步提升学生学习的真实性和有效性。

（六）进阶性思考

以一个健康人为例，若日常饮食不规律、膳食营养搭配不合理，则会导致胰岛素分泌异常引起肥胖或偏瘦的情况，尝试去分析肥胖、偏瘦的原因。可以结合血糖调节负反馈调节模型，分析对于肥胖患者而言哪些减肥方法是行之有效的？再通过小组讨论得出结论，老师可以对每个小组的结论进行解读和分析，最后达成共识且形成正确的答案。通过进阶性思考能够引导学生去思考，生生互动及师生互动则能够不断加深学生对血糖平衡调节机制的理解。与此同时，也了解血糖平衡调节对健康的重要性，从而开始规范自己的饮食生活习惯。

四、结语

综上所述，在目前高中生物学教学过程中，通过血糖平衡的调节一课，着重培养学生稳态与平衡观的模型思维，要循序渐进地进行，切合具体教学方面的特点，着重调动学生的学习积极性，参与到相关教学活动中。