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基于培养学生科学思维的教学设计
——以“血糖平衡的调节”为例

2022-09-07王丽娟

中学生物学 2022年7期
关键词:胰岛机理激素

王丽娟

(北京市回民学校 北京 100053)

《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》(以下简称《课程标准》)明确指出:生物学学科素养是学生在学习生物学课程中逐渐发展起来的,在解决真实情境中的实际问题时所表现出来的价值观念、必备品格与关键能力,包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任4个方面。科学思维是基于事实证据、运用科学概念、通过科学推理和论证对客观事物的本质、规律及其相互关系作出判断和解释、对事物客观发展变化作出预测的认知方式。科学思维的培养是高中生物学课程的核心任务之一。教师在实际教学中要逐步发展学生的科学思维,帮助学生用科学的方法探究和解释生命现象和规律。

1 教材分析和设计思路

“血糖平衡的调节”是2020年人教版《选择性必修1·稳态与调节》第三章第二节的部分内容。《课程标准》对该内容的要求是:“举例说明激素通过分级调节、反馈调节等机制维持机体的稳态,如甲状腺激素分泌的调节和血糖平衡的调节等”。

通过前面的学习,学生对激素和激素调节已有初步了解,但对激素调节生命活动的具体机制尚不清楚。为了培养学生的科学思维,笔者设计教学时,对教材资源进行了取舍、加工及整合。教学过程中,教师首先从饭后血糖含量变化入手,激发学生兴趣,引发学生思考;然后,组织学生分析细胞和分子机理图,培养学生对图表信息的分析解读能力及归纳推理的能力;最后,回归生活实际,引导学生用生物学知识解释生活中的实际问题,落实了社会责任素养的培养。

2 教学目标

①通过对血糖来源与去向的分析,形成正常机体的血糖浓度在一定范围内维持动态平衡的观点。

②通过对细胞和分子机理图的分析,培养获取分析解读信息能力;通过对关键问题的思考、讨论和阐述,培养归纳和推理能力。

③尝试用生物学知识解释生活中的实际问题,倡导关爱健康,珍惜生命。

3 教学过程

3.1 创设情境,引发思考

教师展示正常人饭后血糖的含量变化曲线(图1),提出问题:饭后,正常人的血糖含量为什么升高?血糖只有短暂升高,很快就恢复正常。这是为什么?学生讨论,师生共同总结,归纳血糖的来源和去向。

图1 正常人饭后血糖的含量变化曲线

设计意图:教师引导学生利用已有知识学习新知,解决问题。师生共同归纳血糖的来源和去向,使学生明白血糖升高或者降低的途径,为激素的作用机理学习做铺垫。

3.2 分析资料,提升思维

教师提出问题:胰岛素如何降血糖?学生根据已有知识,很容易说出胰岛素有降血糖作用,但是却不能回答“胰岛素如何降血糖”。教师展示图2,引导学生分析图2并完成任务单上的学习探究任务。

图2 胰岛素作用机理模式图

教师引导学生思考:葡萄糖是如何进入组织细胞的?葡萄糖转运蛋白是怎么合成的?当血糖浓度升高时,囊泡的分泌量是否会发生变化?胰岛素是如何到达靶细胞的?胰岛素刺激细胞膜上的胰岛素受体后,细胞内会发生哪些变化?

学生讨论、归纳出胰岛素对靶细胞的调节作用。

接着,教师提出问题:机体为什么会在血糖升高的刺激下加速胰岛素的分泌?这个问题的答案对于学生来说是未知的知识,因此教师提供图3,引导学生读图并完成任务单上的学习探究任务。

图3 葡萄糖对胰岛B细胞的作用

教师追问:当胰岛B细胞周围的葡萄糖浓度升高时,葡萄糖进入胰岛B细胞的量会如何变化?葡萄糖进入胰岛B细胞后,细胞内会发生哪些变化?胰岛素通过哪种方式释放?

学生思考问题后,尝试以文字和箭头形式表示胰岛B细胞分泌胰岛素的生理过程。

教师提出问题:注射胰岛素对高血糖症状都有效吗?并简单介绍糖尿病相关知识,提供“胰岛素抵抗”相关文本资料,引导学生思考:激素调节有哪些特点?胰岛素抵抗的原因是什么?某人因体内含有大量胰岛素受体的抗体而表现出高血糖症状,注射胰岛素能不能有效调节其血糖水平?为什么?课后,学生自主查阅资料了解糖尿病的患病机理并尝试解释。

设计意图:教师设置一系列问题,层层深入,引导学生根据已有知识并结合模式图,逐步推理出胰岛素的细胞分子作用机理;通过问题驱动,增强学生探究知识、解决问题的欲望,并有效培养学生对图表信息的解读能力和推理能力。教师引导学生分析血糖进入胰岛B细胞后可能引发的信号转导过程,使学生能从分子水平更深入地理解激素调节的作用机理,并强化获取分析和解读信息的能力。教师使学生对糖尿病的原有认知产生冲突,在引导学生用生物学知识解释生活中实际问题的同时,养成良好的生活习惯,认同并采纳健康文明的生活方式。

4 教学反思

任何课堂教学都离不开问题,学习过程就是不断提出问题、解决问题的过程。好的问题都能够促进学生深层次思考,启发学生的思维,帮助学生形成爱思考、善分析的良好思维品质。本节课上,教师对教材资源进行取舍、加工及整合,围绕“机体如何降血糖”这一主题,以问题驱动的方式,引导学生分析饭后血糖含量变化的曲线模型,解读与推理胰岛素分泌及作用机理,利用“胰岛素抵抗”资料使学生对糖尿病的原有认知产生冲突。这样既实现了对学生逻辑思维能力的培养,也在一定程度上提升了学生的批判性思维。

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