浅谈建立血糖调节模型的改进与反思

1、    浅谈“建立血糖调节模型”的改进与反思    摘 要：本节是必修3第2章动物和人体生命活动的调节的第2节。本节内容包括激素调节的发现、激素调节的实例、激素调节的特点三部分内容。“血糖平衡的调节”是激素调节的实例，在高中生物教材中一直是教学的重点和难点，人教版普通高中课程标准实验教材“稳态与环境”模块部分中采用了模型建构的方法来处理这部分知识，本文对教材中的模型进行改进，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，由学生主动地去探究有关血糖平衡调节的新内容。关键词：胰岛素；胰高血糖素；血糖平衡；模型在高中生物教材中，血糖平衡的调节一直是重要

2、的教学内容，但是，个体水平的调节与稳态，内容比较抽象。以往的教学在设计思路是主要仅凭教师讲述，仅仅告诉了学生内容，学生很难真正理解。根据高中生物新课标人教版必修三教材稳态与环境中，从建模的角度设计了“建立血糖调节的模型”探究实验，意在引导学生通过这个建模活动，更好地理解人体内是如何对血糖含量进行调节的，并在此基础上理解体内激素如何对生命活动进行调节；同时，也力图引导学生初步了解建构模型，尤其是概念模型的基本方法和意义。学生所做的模拟活动，是构建动态的物理模型，模拟活动之后，学生再根据在活动中的体验，构建图解式概念图模型。但教材中的模型建构方法在实际教学中存在一些不足，无法与血糖的来源去路相互联

3、系，为此笔者对模型建构的方法进行了改进，并收到了良好的教学效果。一、 教学改进针对教材中设计上的不尽如人意之处，将教材中的模型建构活动做了改进，改进后的模型优点是：能模拟出血糖、激素在人体内的分布情况，能模拟出胰岛素、胰高血糖具体的调节过程。具体有多种颜色的卡片分别代表血糖、胰岛素、胰高血糖素、肝糖原、肌糖原、食物中的葡萄糖、脂肪和某些氨基酸、二氧化碳和水和能量，模拟运动时血糖的利用及饭后血糖升高的过程，意在引导学生通过这个探究活动更好地理解人体内是如何对血糖含量进行调节的，同时，引导学生完成概念模型绘制（文字和箭头）。（一） 教学用具准备首先在给每个小组准备一张a3张大小的平面图，在平面图上

4、设计出以下区域：消化道、血液、胰岛a细胞、胰岛b细胞、肝脏细胞、肌肉细胞、其他组织细胞。具体分布如右图：其次课前分配任务给各个小组，任务如下：请各个小组的同学用红色卡片制作12张“葡萄糖”卡，并在每张卡片上注明0.1g/l的葡萄糖；用黄色卡片制作2张“胰岛素”卡，用蓝色卡片制作2张“胰岛血糖素”卡；用绿色卡片制作1张“肌糖原”卡，用紫色卡片制作1张“肝糖原”卡；用粉色卡片制作1张“食物中的糖类”卡，用橙色卡片制作1张“脂肪和某些氨基酸”卡，用白色卡片制作1张“co2、h2o和能量”卡，各种卡片做成不同的形状，如下图：课前布置小组完成卡片制作的意义在于：首先让同学们课前熟悉本节所学的主要名词，同

5、时熟悉各种卡片，利用上课时物理模型的构建；其次，在制作过程中，培养学生的动手能力和协调合作能力。（二） 模型的构建过程模型一：血糖稳态模型的构建情境设置：正常人的血糖含量一般稳定在0.9 g/l左右，血液中也含有一定量的胰岛素和胰高血糖素。同学们根据所给的情景，利用卡片在平面图上进行模型的构建：在平面图的“血液”区域中摆9张葡萄糖卡，1张胰岛素卡和1张胰高血糖素卡。通过这个人基础模型的构建，同学们既熟悉了卡片和平面图的使用，也理解了“血糖”的概念（即血液中的葡萄糖），进一步对胰岛a细胞分泌胰高血糖素，胰岛b细胞分泌胰岛素，激素需要通过体液运输等知识进行了巩固。模型二：血糖偏高时调节模型的构建情

6、境设置：某高二学生吃完午饭后，血糖升高至1.2 g/l，一段时间后，血糖恢复为0.9 g/l。血糖是如何调节的？（1）你能模拟出血糖含量为1.2 g/l的过程吗？试一试。（2）血糖由1.2 g/l降低至0.9 g/l的过程中，主要由哪种激素发挥作用呢？请模拟出激素的变化。（3）血糖由1.2 g/l降低至0.9 g/l的过程中，细胞中主要发生了哪些变化？请模拟。根据所给的提示，同学们在小组内积极进行模型的构建。首先此时血糖的来源“食物中糖类”的消化吸收，在平面图的“消化道”中加入“食物中的糖类”卡片，糖类消化吸收后，在平面图的“血液”中加入3张葡萄糖卡。其次血糖由1.2 g/l降低至0.9 g/

7、l的过程中（模拟降低血糖），同学们能够模拟出胰岛b细胞分泌胰岛素进入血液的过程，接着可以继续模拟出胰岛素作用于靶细胞，被靶细胞表面的特异性受体识别而发挥作用，而此时可以对血糖的去路进行模拟，胰岛素的作用效果是促进血糖进入组织细胞氧化分解成co2、h2o并释放出能量（葡萄糖卡从血液移入组织细胞，在组织细胞中取出葡萄糖卡，放入“co2、h2o和能量”卡），促进血糖进入肝脏细胞合成肝糖原（葡萄糖卡从血液移入肝脏细胞，在肝脏细胞中取出葡萄糖卡，放入肝糖原卡），促进血糖进入肌肉细胞合成肌糖原（葡萄糖卡从血液移入肌肉细胞，在肌肉细胞中取出葡萄糖卡，放入肌糖原卡），促进血糖转化为脂肪、某些氨基酸等（萄糖卡从

8、血液移入组织细胞，在组织细胞中取出葡萄糖卡，放入“脂肪、某些氨基酸”卡）。最后模擬胰岛素发挥作用后被灭活（胰岛素卡片被取下）。模型三：血糖偏低时调节模型的构建情境设置：下午5：20某同学在操场打篮球，血糖含量下降至0.7 g/l，经过调节，很快恢复到0.9 g/l。血糖含量是如何调节的呢？请构建血糖恢复正常水平的过程的模型。首先模拟血糖从0.9 g/l降低至0.7 g/l的过程（模拟血糖的去路），血液中的葡萄糖（血糖）进入组织细胞被氧化分解，血糖降低；其次模拟血糖从0.7 g/l升高至0.9 g/l的过程（模拟升高血糖），胰岛a细胞分泌胰高血糖素进入血液，胰高血糖素作用于靶细胞，被靶细胞表面的

9、特异性受体识别而发挥作用，同时可以对血糖的来源进行模拟，胰高血糖素的作用效果是促进肝糖原的分解（“肝糖原”卡在肝脏细胞中分解为“葡萄糖”卡，“葡萄糖”卡从肝脏细胞进入血液），促进脂肪等非糖物质的转化（“脂肪”卡片在组织细胞中分解为葡萄糖卡，葡萄糖卡从组织细胞进去血液）。最后模拟胰高血糖素发挥作用后被灭活（胰高血糖素卡片取下）。二、 小结在人教版新课标必修三稳态与环境教材中，血糖平衡调节的模型只是简单地模拟了胰岛素能够降低血糖，胰高血糖素能够升高血糖。而通过改进的三个模型的可以模拟出血糖的概念、胰岛素和胰高血糖素的来源、血糖的来源和去路，通过模拟还能解决两个教学中经常容易忽视的问题：一是血糖需要进入相应的细胞才能被利用，二是激素要通过体液运输，激素要被靶细胞表面的特异性受体识别，发挥作用后激素会被灭活。通过这样的模型建构活动，将这个教学难点化难为易，知识的呈现更为直观、形象，每位学生都能看明白，有助于学生们在第一时间正确掌握知识。教师的适当参与有助于活动的顺利进行。一方面有利于教师把握活动的方向；另一方面有了教师的适当参与，学生的积极性更高，课堂气氛更活跃，还拉近了师生关系。本次模型的改进中运用的卡片种类较多，学生需要提前熟悉，在今后的教学可以进一步改进