“建立血糖調(diào)節(jié)模型”的教學(xué)設(shè)計(jì)與組織策略

李衛(wèi)文

(合肥市教學(xué)研究室, 合肥 230001)

1 “建立血糖調(diào)節(jié)模型”的教學(xué)設(shè)計(jì)

1.1 教學(xué)思想

“血糖平衡的調(diào)節(jié)”在高中教學(xué)中既是一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容，也是一教學(xué)難點(diǎn)。以往的教學(xué)在設(shè)計(jì)思路上主要是依靠教師講述,學(xué)生被動(dòng)接受，學(xué)習(xí)上缺乏主動(dòng)性，且由于內(nèi)容比較抽象，學(xué)生很難真正理解。其實(shí)關(guān)于血糖，學(xué)生已有一些知識(shí)儲(chǔ)備和生活經(jīng)驗(yàn),如學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了葡萄糖是細(xì)胞的主要能源物質(zhì)，細(xì)胞所需葡萄糖來(lái)自細(xì)胞外液，且細(xì)胞外液中葡萄糖的含量是相對(duì)穩(wěn)定的；在生活中也聽(tīng)說(shuō)過(guò)低血糖和高血糖以及糖尿病這些詞，知道糖尿病人的尿液中有葡萄糖等，但對(duì)這些詞的具體含義及對(duì)人體健康的影響可能不清楚。所以在教學(xué)中應(yīng)該充分利用學(xué)生已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，在教師的不斷引導(dǎo)下, 由學(xué)生主動(dòng)地去探究有關(guān)血糖平衡調(diào)節(jié)的新內(nèi)容，并將所學(xué)的新知識(shí)與已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，運(yùn)用這些知識(shí)分析實(shí)際生活中遇到的問(wèn)題，領(lǐng)悟穩(wěn)態(tài)的維持對(duì)機(jī)體生命活動(dòng)正常進(jìn)行的重要意義，從而確立健康的生活方式?！敖⒀钦{(diào)節(jié)模型”活動(dòng)可以充分發(fā)揮學(xué)生的主體性，通過(guò)教師的組織和引導(dǎo)，學(xué)生對(duì)血糖的調(diào)節(jié)機(jī)制進(jìn)行模擬，建構(gòu)、不斷修正動(dòng)態(tài)的物理模型,再建構(gòu)抽象的血糖調(diào)節(jié)的圖解式概念模型，從而深入理解血糖調(diào)節(jié)的機(jī)制，更好地理解體內(nèi)激素對(duì)生命活動(dòng)進(jìn)行的調(diào)節(jié)。再通過(guò)與實(shí)際生活相聯(lián)系，利用構(gòu)建的模型分析低血糖、高血糖和糖尿病出現(xiàn)的原因，了解正確的防治措施，確立健康的生活方式。

1.2 教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)：

1)說(shuō)出成人的血糖正常值及其來(lái)源和去路。

2)通過(guò)構(gòu)建動(dòng)態(tài)的物理模型和圖解式概念模型，了解模型建構(gòu)的基本方法和意義；理解人體血糖含量的相對(duì)穩(wěn)定主要是由胰島素和胰高血糖素的相互拮抗共同維持的。

3)理解反饋調(diào)節(jié)對(duì)于機(jī)體維持穩(wěn)態(tài)具有重要意義。

4)了解低血糖、高血糖和糖尿病產(chǎn)生的原因和防治措施。

能力目標(biāo)：

1)通過(guò)物理模型和概念模型的構(gòu)建培養(yǎng)學(xué)生的模型建構(gòu)能力。

2)提高學(xué)生用所學(xué)的知識(shí)分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力，如馬拉松運(yùn)動(dòng)和飯后血糖含量的變化，以及糖尿病的產(chǎn)生原因。

情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo)：

1)體驗(yàn)認(rèn)識(shí)模型方法在生物學(xué)研究中的作用。

2)通過(guò)血糖平衡調(diào)節(jié)的分析，領(lǐng)會(huì)穩(wěn)態(tài)的維持對(duì)機(jī)體生命活動(dòng)正常進(jìn)行的重要意義。

1.3 教學(xué)重點(diǎn)

理解血糖平衡的調(diào)節(jié)機(jī)制。

1.4 教學(xué)難點(diǎn)

通過(guò)構(gòu)建動(dòng)態(tài)的血糖調(diào)節(jié)的物理模型進(jìn)一步構(gòu)建血糖調(diào)節(jié)的圖解式概念模型。

1.5 教學(xué)準(zhǔn)備

學(xué)生以組為單位準(zhǔn)備模型構(gòu)建的材料：寫上“胰島素” 的卡片2張；寫上“胰高血糖素”的卡片2張；糖卡片15張(正面寫上“0.1g葡萄糖/每升血液”，背面寫上“糖原”)；

教師同樣準(zhǔn)備上述材料一份，并準(zhǔn)備黑板用小磁鐵12個(gè)。

1.6 教學(xué)過(guò)程

教學(xué)內(nèi)容教師的組織和引導(dǎo)學(xué)生活動(dòng)教學(xué)意圖(一)血糖的來(lái)源和去向復(fù)習(xí)提問(wèn):①細(xì)胞生命活動(dòng)所需要的主要能源物質(zhì)是什么?②人體細(xì)胞所需要的葡萄糖的直接來(lái)源是什么?③組織液中的葡萄糖主要從哪兒獲得?展示P23問(wèn)題探討:馬拉松長(zhǎng)跑是賽程超過(guò)40 km,歷時(shí)2 h以上的極限運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)員每小時(shí)至少要消耗300 g糖類。血糖可以補(bǔ)充肌肉因運(yùn)動(dòng)而消耗的糖類。正常人的血糖含量是0.8～1.2 g/L,全身的血量大約為5 L。計(jì)算:如果僅靠血糖,運(yùn)動(dòng)員能跑多長(zhǎng)時(shí)間?討論:長(zhǎng)跑過(guò)程中大量消耗血液中的葡萄糖,但它的含量仍然穩(wěn)定在0.9 g/L左右。血糖可以通過(guò)哪些途徑得到補(bǔ)充?展示正常人飯后血糖的含量變化曲線圖學(xué)生回顧已學(xué)知識(shí),重溫“葡萄糖是細(xì)胞外液的成分之一,只有血糖含量保持在正常范圍內(nèi),才能為細(xì)胞代謝提供能量?！睂W(xué)生計(jì)算后,驚訝只有1 min左右。學(xué)生討論可得出:①食物中糖類的消化和吸收;②肝糖原可以分解成葡萄糖進(jìn)入血液;③脂肪等物質(zhì)轉(zhuǎn)化成葡萄糖進(jìn)入血液。學(xué)生討論回答。①飯后,食物中的糖類被消化吸收進(jìn)入血液,導(dǎo)致血糖上升。②血糖進(jìn)入肝臟和肌肉等細(xì)胞中合成糖原;進(jìn)入組織細(xì)胞氧化分解提供能量;轉(zhuǎn)化為脂肪、某些氨基酸等。學(xué)生聯(lián)系人體內(nèi)的激素及其功能回答。復(fù)習(xí)已學(xué)知識(shí),為新知識(shí)的學(xué)習(xí)做好鋪墊。 通過(guò)計(jì)算激發(fā)學(xué)生產(chǎn)生疑問(wèn)血糖從哪兒來(lái)?聯(lián)系已學(xué)知識(shí),通過(guò)討論可得出血糖的3個(gè)來(lái)源。

2 構(gòu)建概念模型的教學(xué)組織策略

概念是人們對(duì)事物本質(zhì)屬性的概括和總結(jié)，生物學(xué)概念是人們對(duì)生物及其生理現(xiàn)象本質(zhì)屬性的認(rèn)識(shí)。概念模型是對(duì)認(rèn)識(shí)對(duì)象系統(tǒng)的一種簡(jiǎn)化的定性描述，用于表示系統(tǒng)組成和相互關(guān)系，并以圖示、文字、符號(hào)等組成的流程圖形式對(duì)事物的生命活動(dòng)規(guī)律、機(jī)理進(jìn)行描述、闡明。概念模型的構(gòu)建可以使知識(shí)結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化，不僅能高效反映知識(shí)之間縱橫交錯(cuò)的復(fù)雜關(guān)系，而且也使“ 看不見(jiàn)、摸不著” 的思維過(guò)程可視化，有利于學(xué)生的知識(shí)遷移，極大地提高了學(xué)生的理解能力和記憶能力，從而將對(duì)知識(shí)的認(rèn)識(shí)提到了一個(gè)新的高度，還可以體現(xiàn)構(gòu)建者的科學(xué)思維過(guò)程。

經(jīng)過(guò)實(shí)踐我們總結(jié)了在教學(xué)中幫助學(xué)生構(gòu)建“概念模型“的基本教學(xué)組織策略：

2.1 確立原型，明確核心概念。要構(gòu)建一個(gè)概念模型,首先要確立原型，可以通過(guò)復(fù)習(xí)與原型相關(guān)的已學(xué)知識(shí)或是提供新的問(wèn)題情境或是提供與原型相關(guān)資料等方式引入原型，并確訂與概念模型構(gòu)建密切相關(guān)的原型的核心概念。

2.2 對(duì)原型進(jìn)行分析，整理與核心概念相關(guān)的名詞或概念。引導(dǎo)學(xué)生熟悉所構(gòu)建對(duì)象的規(guī)律、原理及其內(nèi)在聯(lián)系，選擇好最能反映規(guī)律、原理、環(huán)節(jié)的關(guān)鍵詞或核心詞，或通過(guò)物理模擬活動(dòng)對(duì)所構(gòu)建對(duì)象的顯著特征、過(guò)程要點(diǎn)、變化規(guī)律進(jìn)行簡(jiǎn)化、模式和形象化處理，以便突出構(gòu)建對(duì)象的顯著特征，羅列出與其顯著特征最為密切的關(guān)鍵詞或核心詞，反復(fù)推敲關(guān)鍵詞或核心詞之間的相互關(guān)系以及與核心概念之間的關(guān)系。

2.3 初步建立概念模型。按照一定的原則整理好各關(guān)鍵詞、核心詞之間的關(guān)系,確定是從屬關(guān)系還是并列關(guān)系或是別的關(guān)系后，對(duì)這些關(guān)鍵詞進(jìn)行排序，從最一般、最概括的概念到最特殊、最具體的概念依次排序，初步安排好概念的布局后,將概念之間用箭頭或是直線連接，連接一般是相鄰層級(jí)概念間的連接, 也可建立交叉連接, 需要時(shí)可在上下側(cè)、左右側(cè)添加連接。建立連接后, 針對(duì)兩個(gè)概念間的意義關(guān)系認(rèn)真提煉出連接詞, 連接詞必須是最概括、最簡(jiǎn)短的詞語(yǔ)或“+”、“一”等符號(hào), 并標(biāo)注在連線旁邊，使圖示表達(dá)清晰。最后要注意圖示位置的布局,力求圖示、文字、符號(hào)組合的合理、協(xié)調(diào)、美觀；

2.4 評(píng)價(jià)并完善模型。課堂上讓 2—3 位學(xué)生展示自己設(shè)計(jì)并建構(gòu)的概念模型，其他學(xué)生共同評(píng)價(jià)，然后教師進(jìn)行總評(píng)。也可讓學(xué)生自己利用初步建起來(lái)的概念模型,對(duì)原型進(jìn)行回顧、梳理，如發(fā)現(xiàn)存在錯(cuò)誤、疏漏之處，則進(jìn)而進(jìn)行完善。往往再進(jìn)一步深刻反思，會(huì)激發(fā)出更好的思路和創(chuàng)意，有可能對(duì)構(gòu)建起的概念模型作很大的改動(dòng)或重新構(gòu)建。

2.5 模型應(yīng)用。利用構(gòu)建概念圖解決與原型相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題。

概念模型的建構(gòu)不僅有助于學(xué)生對(duì)知識(shí)的梳理和知識(shí)體系的建立，而且可有效地發(fā)展新課標(biāo)所倡導(dǎo)的學(xué)生自主探究、合作與批判、反思與創(chuàng)新等能力。需要指出的是，概念模型是高度抽象的模型，在研究時(shí)，一開(kāi)始可能很難把其中的要素全部抽取出來(lái)，需要經(jīng)過(guò)反復(fù)的研究和思考才能得到合理的模型。教師在最初的組織教學(xué)中不要怕耽誤上課時(shí)間，要有足夠的耐心引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析，教會(huì)學(xué)生如何提取有用概念，如何概括概念間的相互關(guān)系，即教會(huì)學(xué)生構(gòu)建概念模型的方法。實(shí)際教學(xué)中會(huì)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的引導(dǎo)，學(xué)生構(gòu)建概念模型的速度和質(zhì)量會(huì)明顯提高。

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