在“血糖平衡及調(diào)節(jié)”的教學(xué)中滲透穩(wěn)態(tài)與平衡觀及健康教育*

陳月艷 （北京市第四中學(xué) 北京 100034）

穩(wěn)態(tài)與平衡觀是中學(xué)生物學(xué)教育要向?qū)W生滲透和闡釋的一個重要觀念。 高中生物學(xué)課程在細(xì)胞、個體、生態(tài)系統(tǒng)等不同層次上涉及穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)的內(nèi)容，使學(xué)生初步認(rèn)識自然界穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)的機(jī)制，并在此基礎(chǔ)上能以穩(wěn)態(tài)與平衡觀的視角思考、認(rèn)識和分析自然現(xiàn)象、生命系統(tǒng)，感悟系統(tǒng)分析的思想和方法，關(guān)注穩(wěn)態(tài)失調(diào)與健康的關(guān)系，以及不同層次的穩(wěn)態(tài)失衡的原因及后果。 血糖平衡及調(diào)節(jié)是個體層次穩(wěn)態(tài)與平衡的典型實例，組織好該內(nèi)容的教學(xué)，不僅可以讓學(xué)生較深入領(lǐng)悟個體穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)機(jī)制，同時，此知識與生活和健康的關(guān)系密切，是提升學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識分析解決問題的能力及進(jìn)行生命與健康教育的有利契機(jī)。

為體現(xiàn)“血糖平衡與調(diào)節(jié)”內(nèi)容的教育意義，確立本節(jié)的主要教學(xué)目標(biāo)如下： 簡述血糖平衡及激素調(diào)節(jié)的機(jī)制； 認(rèn)同內(nèi)穩(wěn)態(tài)知識對于指導(dǎo)人體健康的價值，養(yǎng)成并積極宣傳健康的生活方式；體會現(xiàn)代生物技術(shù)對人類健康生活的價值。 為有效達(dá)成上述目標(biāo)，本節(jié)課教學(xué)設(shè)計思路如下：以分析教師自身空腹血糖和餐后不同時間血糖濃度的變化為教學(xué)主線，引領(lǐng)學(xué)生闡明血糖來源和去路的平衡及調(diào)節(jié)機(jī)制。在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識分析糖尿病的類型、癥狀及原因，探討并提出防治糖尿病的合理建議。

1 聯(lián)系生活實際，以教師外傷就醫(yī)的經(jīng)歷導(dǎo)入課題，引發(fā)關(guān)注和思考

筆者曾有輕微外傷，卻因為疏忽大意引起傷口感染，導(dǎo)致傷口較長時間不愈合。 在每次換藥時，拍攝了傷口照片記錄病程，不經(jīng)意間積累了教學(xué)的素材。 因為糖尿病患者常表現(xiàn)傷口難以愈合的癥狀，故醫(yī)生建議檢測血糖指標(biāo),以排除糖尿病的可能性。

教師以上述診治過程為素材，向?qū)W生說明就醫(yī)檢測背景（受傷后傷口不愈合），并出示教師空腹血糖化驗結(jié)果（檢測值：5.67 mmol/L ；正常參考值：3.61～ 6.11），在對學(xué)生進(jìn)行健康提示（有傷口一定要及時就醫(yī)處理和精心呵護(hù)）的同時，引發(fā)關(guān)注，提出質(zhì)疑：體檢時為何測空腹血糖濃度？ 血糖平衡是如何調(diào)控的？ 糖尿病患者為何有傷口不易愈合的表現(xiàn)？ 從而導(dǎo)入“血糖平衡及調(diào)節(jié)”的課題。

2 分析教師自身空腹和餐后血糖濃度變化，闡釋血糖平衡及調(diào)節(jié)機(jī)制

2.1 分析由于代謝消耗、血糖濃度低時的血糖來源及其激素調(diào)節(jié)方式 該內(nèi)容的主要教學(xué)環(huán)節(jié)如下：

1）請學(xué)生回憶血糖最重要的利用方式：氧化分解，釋放能量。

2）展示家庭血糖測定儀的使用方法，如圖1、圖2所示。

3）出示教師利用家用血糖儀測定的24 h 未進(jìn)食的血糖濃度變化,如表1所示，并提出質(zhì)疑：雖然血糖一刻也沒有停止被利用，連續(xù)14 h 不進(jìn)食（這也是教師體檢前未進(jìn)食持續(xù)的時間）血糖濃度卻仍維持在正常值范圍內(nèi)，可見人體對血糖平衡具有調(diào)控能力。 在此期間補充血糖的主要途徑有哪些？血糖的補充途徑又是如何調(diào)控的？通過師生之間對于這些問題的討論，學(xué)生明確血糖的來源及部分激素調(diào)節(jié)途徑。

表1 空腹血糖濃度變化（餐后不同時間測得）

4）進(jìn)一步出示運動時血糖濃度變化的研究結(jié)果（表2），請學(xué)生分析其原因：在進(jìn)行800 m、3 000～5 000 m 運動后，為何血糖濃度不降低反而有所升高？ 一些馬拉松運動員在運動過程中為何需補充能量？ 該資料為學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識解釋生活中的現(xiàn)象提供了機(jī)會，同時運動員參加馬拉松運動后的血糖濃度變化也使學(xué)生認(rèn)識到人體的調(diào)節(jié)能力是有限的。

表2 體育運動時血糖濃度的變化

2.2 分析餐后血糖濃度升高時降低血糖的途徑及激素調(diào)節(jié)方式 在帶領(lǐng)學(xué)生分析教師24 h 未進(jìn)食的血糖濃度變化后，學(xué)生對此后的教師血糖指標(biāo)變化趨勢產(chǎn)生了濃厚的興趣，此時帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)一步分析餐后血糖濃度變化及調(diào)節(jié)機(jī)制，學(xué)生積極參與到教學(xué)過程中。 該教學(xué)過程包括如下環(huán)節(jié)：

1）預(yù)測餐后血糖濃度變化趨勢：首先出示教師24 h 未進(jìn)食后的晚餐食物，然后請學(xué)生預(yù)測餐后血糖濃度的變化。 學(xué)生會應(yīng)用所學(xué)知識作出如下預(yù)測：餐后因為食物的消化吸收，血糖濃度會升高。 同時，由于調(diào)節(jié)機(jī)制，一段時間后，血糖濃度下降，達(dá)到正常值后，處于相對穩(wěn)定狀態(tài)。 實際情況符合學(xué)生的預(yù)測結(jié)果嗎？教師進(jìn)而讓學(xué)生思考：若要測定餐后血糖濃度的變化規(guī)律，如何設(shè)定取血樣的時間（餐后血糖濃度可能在短時間內(nèi)發(fā)生大幅度變化，因此，要縮短取樣的時間間隔，以獲得充分可靠的數(shù)據(jù)）？

2）出示教師餐后若干時間內(nèi)血糖濃度變化如表3，學(xué)生根據(jù)這些數(shù)值繪制餐后3 h 內(nèi)的血糖濃度變化曲線，如圖3。

表3 餐后不同時間（min）血糖濃度變化（餐前:4.3 mmol/L；77.4 mg/100 mL)

3）師生共同分析餐后血糖濃度升高時血糖的去路及激素調(diào)節(jié)方式。

引導(dǎo)學(xué)生分析餐后血糖曲線變化主要圍繞以下問題進(jìn)行：①餐后血糖迅速升高的原因;②60 min 后血糖濃度下降直至平衡的血糖去路； ③餐后血糖濃度升高時抑制血糖來源、促進(jìn)血糖去路的激素調(diào)控。

胰島素是體內(nèi)唯一降血糖的激素，其分泌和作用機(jī)理與糖尿病的病因關(guān)系密切。 在該教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師適當(dāng)拓展胰島素的作用機(jī)理內(nèi)容，帶領(lǐng)學(xué)生應(yīng)用已有的物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞方式的知識，通過拓展分析圖4、圖5資料，初步了解胰島素促進(jìn)血糖進(jìn)入細(xì)胞的機(jī)理。 該教學(xué)環(huán)節(jié)意在培養(yǎng)學(xué)生獲取信息、應(yīng)用所學(xué)知識進(jìn)行推理、分析解決問題的能力。圖4表明，胰島素促進(jìn)了葡萄糖向肌細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運。根據(jù)有胰島素時轉(zhuǎn)運效率隨細(xì)胞外葡萄糖濃度的增加而增加的事實推測：葡萄糖進(jìn)入肌細(xì)胞的方式很可能是協(xié)助擴(kuò)散而不是自由擴(kuò)散。因為自由擴(kuò)散的速率只取決于細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)分子的濃度差，而與有無胰島素?zé)o關(guān)。 協(xié)助擴(kuò)散依賴于轉(zhuǎn)運蛋白，因此，推測胰島素促進(jìn)葡萄糖向細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運作用應(yīng)該與細(xì)胞膜上的葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白有關(guān)。經(jīng)過該分析過程后，教師出示圖5，進(jìn)一步說明胰島素對肌細(xì)胞膜上葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白的調(diào)控機(jī)理，同樣的機(jī)制存在于脂肪細(xì)胞?？梢姡秃笱菨舛鹊纳?，促進(jìn)了葡萄糖進(jìn)入肝細(xì)胞合成肝糖原、進(jìn)入肌細(xì)胞合成肌糖原、 進(jìn)入脂肪細(xì)胞合成甘油三酯即脂肪的過程，這是血糖濃度降低的重要原因。

2.3 歸納總結(jié)血糖平衡及激素調(diào)節(jié)機(jī)制 如圖6，強化如下重要概念：在神經(jīng)、激素共同調(diào)節(jié)下，在多個器官系統(tǒng)的共同參與下，血糖通過一定的來源和去路維持平衡。

3 引領(lǐng)學(xué)生分析糖尿病病因、癥狀及防治措施，滲透生命和健康教育

全球糖尿病患者已超過4 億人，我國糖尿病患者的比例逐漸增加，目前已超過人口的10%，其中Ⅱ型糖尿病占糖尿病患者的絕大多數(shù)，這與遺傳、不健康飲食、超重和身體活動不足等有關(guān)。糖尿病流行對人類健康和社會經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生重大影響，因此，教師在教學(xué)中適當(dāng)拓展有關(guān)糖尿病的知識，在現(xiàn)實生活中具有重要指導(dǎo)意義。該內(nèi)容的教學(xué)主要包括以下環(huán)節(jié)：

3.1 根據(jù)不同人餐后血糖濃度變化，判斷其健康狀況

學(xué)生依據(jù)人體血糖標(biāo)準(zhǔn)值判斷圖7中，d 表現(xiàn)為低血糖，a、b 2 人血糖濃度偏高。 簡介低血糖的癥狀及預(yù)防措施后，教師重點分析高血糖病人的情況，提出質(zhì)疑： 為什么糖尿病患者血糖濃度高，由此帶來的危害是什么？

3.2 舉例適當(dāng)拓展說明糖尿病的類型及患病原因 糖尿病在人群中發(fā)病率較高，很多學(xué)生因為親友患有不同程度糖尿病而對此有所了解，在讓一些學(xué)生初步描述糖尿病后，教師列舉實例，補充如下資料向?qū)W生介紹糖尿病。 該教學(xué)環(huán)節(jié)使學(xué)生了解糖尿病的同時，能更好地理解“遺傳與進(jìn)化”模塊中“多基因遺傳病的特點”知識。

Ⅰ型糖尿?。河捎谝葝uB 細(xì)胞的損傷，胰島素絕對不足。多發(fā)生在兒童和青少年,病情往往迅速惡化,患病率具有種族和地區(qū)的差異，且與病毒感染有關(guān)。 Ⅰ型糖尿病的遺傳缺陷表現(xiàn)在人第6 對染色體的HLA-DR、HLA-DQ 等人類白細(xì)胞抗原基因上。

Ⅱ型糖尿病: 約占糖尿病患者的90%，通常40 歲以后發(fā)病，主要原因是胰島素抵抗（當(dāng)與胰島素結(jié)合的受體有缺陷時，即使胰島素的濃度升高，也不能充分發(fā)揮正常的生理功能，血液中的葡萄糖不能充分地被細(xì)胞吸收，滯留在血液中，使血糖升高。 ）和B 細(xì)胞分泌功能不全。 目前已知的與Ⅱ型糖尿病有關(guān)并定位于2 號染色體上的基因缺陷包括己糖激酶基因、 胰島素受體底物IRS-1 基因等。 肥胖、高熱量飲食、體力活動不足及增齡是Ⅱ型糖尿病最主要的環(huán)境因素。

3.3 引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識分析Ⅰ型糖尿病患者“三多一少（多食、多飲、多尿、體重減少）”的原因如圖8所示。 該教學(xué)環(huán)節(jié)為學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識分析解釋生活中的問題提供了機(jī)會。

3.4 鞏固與拓展：探討糖尿病的危害與預(yù)防

1）介紹糖尿病危害和威脅生命健康的并發(fā)癥。教師發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生對血糖升高到底會導(dǎo)致身體發(fā)生什么病變感到疑惑，課下常常會與教師探討。因此教師適當(dāng)拓展講解相關(guān)知識，釋疑解惑：較嚴(yán)重糖尿病患者以脂肪代替葡萄糖作為能源時，常會產(chǎn)生有毒的代謝產(chǎn)物，導(dǎo)致糖尿病酮癥酸中毒，表現(xiàn)為惡心、乏力、意識障礙等癥狀；血糖濃度升高，導(dǎo)致血漿滲透壓升高等，往往會導(dǎo)致血管及神經(jīng)的病變，嚴(yán)重者引起糖尿病心、腦血管并發(fā)癥、糖尿病腎病、糖尿病眼部并發(fā)癥、糖尿病神經(jīng)病變、糖尿病足等。 因為肢端的血管和神經(jīng)病變，微循環(huán)障礙，肢端組織壞死，同時容易感染腐敗細(xì)菌，導(dǎo)致壞疽潰爛，嚴(yán)重者如糖尿病足。 至此，首尾呼應(yīng)，教師回答了課題導(dǎo)入時提出的“糖尿病患者傷口不易愈合”的問題。

2）舉例介紹不同類型糖尿病防治措施。 預(yù)防和治療糖尿病的主要措施有定期監(jiān)測血糖、 控制飲食和體重、適當(dāng)鍛煉身體、適當(dāng)服用降糖藥物和注射胰島素等。

為了使學(xué)生更好地理解糖尿病的預(yù)防措施，教師的補充說明資料有： ①因為Ⅱ型糖尿病早期沒有明顯癥狀，很多人血糖高于正常值，但又達(dá)不到糖尿病的診斷標(biāo)準(zhǔn)，所以被忽視，因此定期監(jiān)測血糖具有重要意義；②為學(xué)生播放視頻資料：具有糖尿病家族史的某遺傳學(xué)家，為預(yù)防糖尿病而堅持鍛煉身體（英國廣播公司：《基因密碼》第2 集），以此說明適當(dāng)鍛煉的意義； ③列舉實例說明注射胰島素控制血糖的缺陷，例如一天中需多次進(jìn)行皮下注射，給生活和工作帶來不便；注射胰島素后易發(fā)生低血糖癥狀：疲勞、臉色蒼白、肌肉無力等。在此基礎(chǔ)上介紹 “人工胰腺” 胰島素泵的治療優(yōu)勢，例如智能化、方便、微量，定時補給等，以及胰島素泵可“模擬體內(nèi)血糖濃度變化和胰島素分泌之間的關(guān)系補給胰島素”的開發(fā)利用前景，體現(xiàn)現(xiàn)代生物技術(shù)的價值。

4 總結(jié)與反思

聯(lián)系生活實際、 在現(xiàn)實生活背景中學(xué)習(xí)生物學(xué)，是重要的生物學(xué)教學(xué)策略。 內(nèi)穩(wěn)態(tài)是人體健康的標(biāo)志，人體本身就是一本生動的生命教科書。 教師在血糖平衡與調(diào)節(jié)的教學(xué)中，豐富教學(xué)情境，有機(jī)整合日常積累的來自于教師本人的多個素材，以自身的空腹和餐后血糖變化為主線，以健康為主題，體現(xiàn)生物學(xué)教學(xué)對學(xué)生珍愛生命、健康生活的教育。本節(jié)課中，教師拓展了相關(guān)內(nèi)容，豐富課堂教學(xué)資源，例如胰島素的作用機(jī)制、糖尿病的病因、鍛煉身體對預(yù)防糖尿病的作用、胰島素泵的開發(fā)與應(yīng)用等，目的不是補充更多的知識，增加學(xué)習(xí)的難度，而是為學(xué)生提供應(yīng)用所學(xué)知識分析、解決問題的契機(jī)，同時使學(xué)生加深對生物學(xué)課程價值的理解。

本節(jié)課中，教師由現(xiàn)象到本質(zhì)，以血糖的來源和去路為核心，以邏輯縝密、簡練清晰的板書形式帶領(lǐng)學(xué)生歸納總結(jié)血糖平衡及調(diào)節(jié)機(jī)制，該機(jī)制體現(xiàn)了維持人體穩(wěn)態(tài)的神經(jīng)和體液調(diào)節(jié)的基本模式，該模式同樣適用于體溫、水鹽平衡等方面的調(diào)節(jié)，例如激素作為信號分子通過與受體專一性的結(jié)合調(diào)控細(xì)胞的代謝，內(nèi)分泌器官常作為神經(jīng)調(diào)節(jié)反射弧中的效應(yīng)器受到神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)控，與神經(jīng)系統(tǒng)共同完成對生命活動的調(diào)控，反饋調(diào)節(jié)機(jī)制有利于穩(wěn)態(tài)的維持等。 在讓學(xué)生理解上述重要概念的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步理解個體水平的穩(wěn)態(tài)與平衡的生命特征，感悟穩(wěn)態(tài)與平衡的生命觀念。