物理模型的构建,血糖水平的调节

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第一篇:《“建立血糖调节的模型”的探究活动解读》

“建立血糖调节的模型”的探究活动解读

浙江省绍兴市第一中学 沈初见 俞小燕

摘要 本文通过教学参考的形式，结合探究过程，将人教版高中生物新教材中“建立血糖调节的模型”这一实验预做情况展示出来，以便于有关师生在实际教学、学习中有所帮助。文中重点叙述了教师如何指导学生从建模的角度设计 “建立血糖调节的模型”实验，由学生主动地去探究，来完成知识的建构等几方面内容。

关键词 反馈调节 拮抗作用 糖尿病 模型 方法 1 课题分析

“建立血糖调节的模型”实验是动物生理学中的一个重要实验，该实验的原理是：血糖平衡的调节主要建立在反馈调节和激素之间的拮抗作用上。人体内血糖含量升高时，刺激胰岛B细胞，促进它分泌胰岛素，同时作用于胰岛A细胞，使之减少胰高血糖素的分泌。当胰岛素随血液运输到肝和肌肉等器官或组织时，能促进细胞对葡萄糖的摄取和利用，还可促进肝细胞和肌肉细胞将葡萄糖合成为糖原储存起来，从而使血糖含量下降。当血糖含量降低到一定程度时，就会抑制胰岛素的分泌，增加胰高血糖素的分泌，从而促进肝糖原的分解，形成较多的葡萄糖，使血糖含量升高。可见胰岛素和胰高血糖素可调节血糖含量，血糖含量变化反过来影响胰岛素和胰高血糖素的分泌，这就是反馈调节。胰岛素可以降血糖，胰高血糖素可以升血糖，不同激素对某一生理效应发挥相反的作用，这就是拮抗作用。

这一实验说明了血糖平衡的调节主要建立在反馈调节和激素之间的拮抗之上。通过实验，掌握血糖平衡的调节原理，复习胰岛素和胰高血糖素的作用并且进一步理解反馈调节及拮抗作用的本质，并通过构建模型，让学生体验科学研究的一种方法；尝试探索如何将建模理论在生活实践中进行应用，并体会活动设计表演的乐趣；为以后学习研究动物生理学其它稳态知识以及运用建模思想有较好的启迪，因此在动物生理学具有重要的意义。

在高中生物教材中，血糖平衡的调节一直是重要的教学内容，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由于主要仅凭教师讲述，仅仅告诉了学生内容，学生很难真正理解。其实我们应该看到，学生在过去的学习中已积累了很多基础，学习中应该突出了学生的主体地位，充分利用学生已有的知识储备和生活经验，在教师的不断引导下，由学生主动地去探究有关血糖平衡调节的新内容。根据高中生物课程标准的要求，我们从建模的角度设计了“建立血糖调节的模型”实验，通过活动来建构知识?，设计资料分析、模型建构、思考与讨论等活动，让学生通过探究性学习活动，来完成知识的建构。

1.1 实验目的 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，构建图解式概念模型或进行计算机模拟。

1.2 实验材料和用具

1.2.1 准备3张不同颜色的纸和一把剪刀。

1.2.2 用某种颜色的纸剪出15张卡片。卡片正面写上“每1 L血液中的0.1 g葡萄糖”，背面写上“糖原”。这些是“糖卡”，翻转过来则代表葡萄糖转化为糖原，再翻回去就代表糖原分解为葡萄糖。“糖卡”是否翻转及怎样翻转需要严格依照步骤3、4来进行。

1.2.3 用另一种颜色的纸剪出2张卡片，并在上面写上“胰岛素”。每张“胰岛素卡”能使1张糖卡由正面翻到背面。

1.2.4 用第3种颜色的纸剪出2张卡片，并写上“胰高血糖素”。每张“胰高血糖素卡”能使1张糖卡由背面翻到正面。

2 教学设计 2.1 教学目标

2.1.1 理解和把握动物生理学的核心概念──血糖平衡调节的原理、意义、机制。 2.1.2运用建构模型的方法，建立血糖调节的模型。 2.1.3 培养学生通过构建模型理解模型方法的重要作用。

制定以上教学目标是基于这样的认识，通过这个实验, 可以了解血糖的平衡、意义、调节机制，培养学生理论联系实际、学以致用的学习意识；增强学生自我保健意识，使学生更加珍爱生命，养成良好的生活习惯；创设探究情境，培养学生观察、分析、判断的思维能力，设计和完成实验的能力，运用所学知识，解释和说明生活中实际问题的能力。

2.2 设计思路

该实验联系日常生活中的实例，如饭后大量的葡萄糖吸收到体内，但血液中的葡萄糖浓度只有短暂的升高，很快就恢复正常，让学生讨论吸收到体内的大量的葡萄糖到哪里去了，为引出胰岛素的知识做铺垫；然后做模型建构活动：用不同颜色的卡片代表葡萄糖、糖原、胰岛素、胰高血糖素，以小组为单位模拟吃饭后和运动后体内葡萄糖、糖原、胰岛素、胰高血糖素的变化，建构血糖调节模型。

2.3 教学建议

通过前面的学习，学生已学习了血糖平衡调节的原理，因而这次实验，教师要鼓励学生,特别是组织自学能力较强学生分别扮演各种角色，通过模拟和讨论，不断修正以构建正确的模型。教师起到组织者和引导者的作用。构建正确的模型，这也是本实验的重点。在指导学生进行建模时，不要束缚学生的思路，也不一定局限于教材中提供的方案，要鼓励学生大胆设想、求异创新，设计出既简便易行，又科学准确而且生动活泼的实验活动方案。本实验研究最好以小组为单位进行，学生可自愿结合组成若干小组，要求选出小组长负责本组的研究工作。

2.3.1 事先应组织学生预习好血糖平衡调节的有关知识。

2.3.2 用不同颜色的卡片代表葡萄糖、糖原、胰岛素、胰高血糖素，卡片规格要统一，最好用打印字。

2.3.3 为了使活动开展得较为生动，可有每小组自导自演游戏内容，动手操作与讲话相结合。 2.3.4 有条件学校及学生在模拟活动之后，根据在活动中的体验，构建图解式概念模型或进行计算机模拟。

2.3.5 活动结束之后，教师要教给学生认真分析活动结果，还要引导学生利用实验事实进行科学推理，得出相应的结论，最后完成实验报告。课题报告完成之后，教师应组织学生进行交流。教师在组织学生交流报告时，不但要让学生交流自己所做的实验报告，还要让学生汇报完成本课题的体会，如经验、教训、克服困难的方法等。

3 探究活动

第二篇:《建立血糖平衡调节的模型教学设计》

建立血糖平衡调节的模型教学设计物理模型的构建,血糖水平的调节

第三篇:《建立血糖调节的模型》

“建立血糖调节的模型”的探究活动

作者： 孙振山 (高中生物 内蒙古鄂尔多斯生物二班 ) 评论数/浏览数： 9 / 96 发表日期：

2009-07-29 08:01:07

3.1 提出问题：

血糖平衡是如何维持的?

确定实验题目：

建立血糖调节的模型。

3.2 做出假设：

机体主要是通过一些特定的激素来调节人体内血糖平衡，最主要是胰岛素和胰高血糖素，它们对血糖调节有相反作用。

3.3 实验预期：

胰岛素降血糖，胰高血糖素升血糖。

3.4 设计实验方案：

3.4.1 模拟吃饭后的反应。

甲将2张“糖卡” （正面朝上）贴在黑板上。由乙、丙尝试用卡片进行操作，目的恢复正常血糖水平。

3.4.2 模拟运动时候的反应。

甲从黑板上拿走1张正面朝上的“糖卡”。由乙、丙尝试用卡片进行操作，目的是恢复正常血糖水平。

3.5 实施探究

3.5.1 分组

3人一组，分别简称甲、乙、丙。

3.5.2 提出问题

场景①：甲将9张“糖卡”正面朝上贴在黑板上，代表正常血糖水平（0.9 g/L）。手中拿2张“糖卡”（正面朝上）。

语言叙述：血糖是指血液中的葡萄糖。血糖随血液周流全身，为机体各种组织细胞的代谢活动提供能量。人体内有各种途径可以血糖含量增加或减少，但是，在正常情况下，血糖的来源和去路能够保持动态平衡，从而使血糖含量在0.9 g/L左右保持相对稳定。如果血糖的来源和去路不能保持动态平衡，血糖含量就不能维持相对稳定。血糖含量过低时，会引起头昏、心慌、四肢无力等，严重甚至会导致死亡。血糖含量过高时，会使葡萄糖从肾脏排出形成糖尿，造成体内营养物质流失，同样有损健康。

由此可见，血糖的平衡对于保证人体各种组织和器官的能量供应，进而保持人体的健康，有着非常重要的意义。机体怎样调节血糖浓度呢？肝脏和胰岛起到非常重要的作用。今天谁来扮演肝脏？（甲）

场景②：乙出场，乙拿着剩下的4张“糖卡”（正面朝下），代表储存着的糖原。指向胸前的牌子。

语言叙述：我，我是肝脏。（乙）

场景③：甲出场。

语言叙述：那谁来扮演胰岛？（甲）

丙保管“胰岛素卡”和“胰高血糖素卡”。丙出场，指向胸前的牌子。 语言叙述：我，我是胰岛。

3.5.3 模拟吃饭后的活动

场景④甲出场

语言叙述：首先我们模拟吃饭后的反应。我们的主食是米饭，在消化道内，米饭中含有的淀粉消化成葡萄糖后被吸收。（甲）

甲将2张“糖卡” （正面朝上）贴在黑板上。

语言叙述：现在，血糖浓度过高了。机体怎样来恢复呢？（甲） 场景⑤丙出场，出示一张“胰岛素卡”。

语言叙述：我来帮忙，我分泌出更多的胰岛素。（丙）

场景⑥丙出场，将2张“糖卡”翻转成正面朝下，并拿走。

语言叙述：在胰岛素的作用下，葡萄糖转变为糖原。暂时由我保管吧。（乙）

现在血糖水平恢复了正常。（甲）

3.5.4 模拟运动时候的反应

场景⑦甲出场

语言叙述：然后，我们模拟运动后的反应。运动需要消耗很多能量，由葡萄糖氧化分解来提供。这样机体内葡萄糖浓度下降。（甲）

甲从桌子上拿走1张正面朝上的“糖卡”。

语言叙述：机体是怎样恢复正常血糖水平？（甲）

场景⑧丙出场，出示一张“胰高血糖素卡”。

语言叙述：我来帮忙，我分泌更多的胰高血糖素。（丙）

场景⑨乙出场，拿出一张正面朝下的“糖卡”并翻转成正面朝上。 语言叙述：我取出糖原，糖原在胰高血糖素的作用下转变成为葡萄糖。（乙）

现在血糖水平又恢复了正常。（甲）

3.6 推出结论

机体主要是通过一些特定的激素来调节这些代谢速率的，其中最主要的是胰岛A细胞分泌的胰高血糖素和胰岛B细胞分泌的胰岛素。

3.7 表达与交流

学生写出实验报告，向全班同学汇报本组对血糖调节的模型的探究建立过程和结果，介绍优点、缺点和成功的经验。

第四篇:《血糖平衡的调节教案》

血糖平衡的调节

一、 分析教材背景：本节内容主要研究血糖平衡的调节，属于激素调节方式中反馈调节的典例。在学习血糖平衡调节的过程中既可以体会激素调节与神经调节的不同点，也能为下一节激素的分级调节和总结激素调节的特点做好铺垫，起到了承上启下的作用。加之本节有一个构建物理模型的活动，对学生更好的掌握激素调节的模式，提高通过构建模型学习新知的能力有很好的作用，因此安排一个课时来研究血糖平衡的调节。 二、教学目标

• 知识方面：描述血糖的来源去向及血糖调节的过程；理解反馈调节机制 • 能力方面：善于在小组内分工合作，交流讨论；能够更科学的构建模型理解知识

• 情感态度价值观：1．在探究知识的过程中，形成乐于探究的意识和勤于动手的精神。养成主动与他人交流合作的精神。

2.了解糖尿病及血糖平衡的意义，形成科学的生活习惯和健康意识

三、教学重难点

• 重点：血糖平衡的调节过程 • 难点：构建血糖平衡的调节模型物理模型的构建,血糖水平的调节

胰岛素和胰高血糖素的拮抗作用 四、教法学法

·教法：创设问题情境分析法、多媒体展示讲解法、构建模型活动分层教法 ·学法：自主探究、讨论交流、构建模型活动 五、教学过程

六、教学反思：有的小组内的活动开展不顺利，学生的理解和构建模型是的转换能力不够，出现个别同学动手，其他同学无所事事的现象。以后教学中注重

引导学生分工合作

教师课前准备好了所有卡片，虽节约了时间，却一定程度抹杀了学生自主创新的意识。 模型构建虽有一定改进，但还存在需要完善的地方，比如血糖的来源与去向中非糖物质与血糖的转化这个环节没有体现，糖原的模型没有区分肝糖原肌糖原，对学生的认知体系有一定的影响。（期待各位老师能有更好的改进，大家一起研究共同进步。）

第五篇:《建立血糖调节的模型导学案》

建立血糖调节的模型 学案

【教学目标】

1.运用构建模型的方法,建立血糖调节的模型

2.解释血糖的平衡和调节机制物理模型的构建,血糖水平的调节

【教学重点.难点】

1.构建血糖平衡的调节模型

2.血糖平衡调节机制。

【教学准备】

模型构建材料:代表胰岛素、胰高血糖素、葡萄糖、肝糖原、肌糖原、食物中的糖类、脂肪和某些氨基酸、“CO+H20+能量”的卡片等。

【模型构建】物理模型的构建,血糖水平的调节

建立血糖调节的模型

资料1：在马拉松比赛中，运动员体内血糖含量会略微降低（因血糖会氧化分解提供能量），但总体是维持在0.8-1.2g/L的正常范围之内。

一、提出问题： 。

资料2：血糖调节是一个非常复杂的过程，人体内有胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素等多种激素能够调节血糖的含量，但是以胰岛素和胰高血糖素的作用为主。

二、作出假设： 。

三、构建模型：

1、构建吃饭后血糖调节的模型

资料3：正常人的血糖含量是0.8-1.2g/L，一般稳定在0.9 g/L左右；正常人血液中胰岛素的含量在120ng/L左右，胰高血糖素的含量在90ng/L左右。

任务一：根据资料，利用卡片构建正常人的血糖含量、胰岛素含量和胰高血．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．糖素含量的模型。 ．．．．．．．

资料4：吃饭后血糖含量的变化曲线：

．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．素含量的模型。 ．．．．．．

资料5：胰岛素和胰高血糖素的生理功能：

胰岛素：促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖，从而使血糖含量降低； 1 / 2

胰高血糖素：促进糖原的分解和促进一些非糖物质转化为葡萄糖，从而使血糖含量升高。

资料6：血糖的来源和去路

任务三：根据资料，用卡片构建吃饭后血糖调节的模型。 ．．．．．．．．．．．．．

2、构建运动时血糖调节的模型

资料7：运动时血糖含量的变化曲线：

任务四：根据资料，用卡片构建运动时血糖含量变化及平衡调节的模型。 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

3、构建血糖调节的图解式模型

四、得出结论： 。

五、分析应用：当身体不能产生足够的胰岛素时，将会发生什么情况？

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