TI计算器辅助的“血糖的激素调节”教学设计
（卢湾高级中学上海市200023）
“血糖平衡的调节”是2021年沪科版《选择性必修1·稳态与调节》中第一章第二节的内容。教材先以真实的情境“进食或运动未导致血糖浓度出现大幅波动”引发学生思考，再用一幅血糖浓度与激素调节的曲线图描绘出胰岛素、胰高血糖素和血糖浓度三者的变化关系，启发学生结合已有知识和生活经验对图示信息进行观察和提取，理解影响血糖变化的因素。在对血糖的来源和去向、血糖的激素调节过程等进行详细的阐述后，教材引出激素的重要调节机制——反馈，使学生体会人体内生理活动达到平衡和稳态的实质。其中，人体血糖浓度的变化引起胰岛细胞活动，即血糖平衡的激素调节过程是教学的重点和难点。
本节内容是继人体的神经调节之后，对激素调节在维持稳态中的作用的有力诠释，对学生掌握激素调节的基本方式及特点，了解“反馈调节”的特点及意义，认同调节过程的协调性和整体性等，具有重要作用。血糖平衡的激素调节过程较为隐性和抽象，教师以“大学新生背着冰箱去上学”这一社会热点引出课题，借助TI图形计算器建模模拟动态的变化过程，用互动的形式让学生体验激素调节对于血糖浓度的影响，将内在的生理过程显性化，使学生在深度参与中掌握血糖调节的主要过程，并逐步形成从系统的角度理解“稳态与调节”的习惯。
①通过归纳血糖的来源和去向，认同生命系统是一个开放的、相对稳定的系统，形成内环境的相对稳定是调节的结果，是多器官、多系统共同协调配合的生命观念。
②通过TI血糖平衡调节模型的模拟过程，在分析推理的过程中训练科学思维，体验从具体到抽象的思维模式转化。
③通过情境结合已有知识，在发现问题、做出假设、借助模型、验证假设的过程中，提升科学探究的能力。
④通过分析血糖平衡的实例，自觉形成关爱生命、健康生活的意识。
教师展示“背着冰箱去上学”的新闻：一名大学新生因患有糖尿病，需要注射胰岛素，但胰岛素需要冷藏储存，就带着冰箱住进了大学宿舍……教师以此为情境引入课题，提出问题，激发学生的兴趣，导入新课：什么是糖尿病？为什么要注射胰岛素？为什么要用冰箱保存？
设计意图：教师通过热点新闻，提出关联问题，激发学生的兴趣，引出课题。
3.2.1观察图示，比较分析
教师展示健康人和糖尿病患者24h内的血糖变化图，提出问题：两幅图中血糖浓度变化趋势的共同点是什么？学生观察讨论后回答：随着早、中、晚的进食，二者均出现波峰，但之后的血糖浓度会在一个范围内上下波动。教师追问：波峰形成的原因是什么？波峰逐渐回落的原因是什么？进食后，一段时间血糖并未持续下降是什么原因？如果细胞的有氧呼吸能力有限，多余的血糖去向哪里？地震中被废墟掩埋的幸存者的血糖靠什么补充？摄糖过多容易发胖，这说明糖还能以什么形式储存？这样逐步引导学生分析血糖的来源与去向（图1）。
图1血糖的主要来源和去向
设计意图：学生比较两幅图的相同点，结合层层递进的问题串讨论分析，归纳得出血糖的一般来源和去向。教师在黑板上板书相关内容，补充说明：肌肉细胞内缺乏相应的酶，肌糖原不能直接代谢产生葡萄糖而补充血糖。
3.2.2TI辅助，互动体验
教师给出人体空腹血糖的浓度范围3.90～6.10mmol/L，提出问题：两幅图中血糖浓度的不同点是什么？通过观察比较，学生发现糖尿病患者的血糖浓度总是高于健康人的变化范围。根据之前提问的结果，学生能够想到这可能是因为血糖的来源和去向出现问题，并产生疑惑：健康人的血糖浓度是靠什么来调节的呢？教师指出血糖的动态平衡受神经和激素的共同影响，并明确本节课的主要内容——血糖平衡的激素调节。教师进一步引导学生关注参与血糖调节的最为主要的激素——胰岛素和胰高血糖素，并指导学生打开TI图形计算器，观察健康人体血糖的模拟场景（图2）。
图2TI程序中健康人体血糖调节自动和手动程序
学生首先进入自动播放模式，仔细观察在血糖的升高降低中，两种激素的变化和拮抗关系；再进入互动模式，通过拖动血糖浓度的范围值，观察所引起的激素变化情况。教师引导学生分析总结胰岛素的作用结果会反过来影响胰岛素的分泌，胰高血糖素也是如此，两种激素的含量不会无限制地升高或者降低。据此，教师引出“反馈调节”的概念。
设计意图：TI计算器将静态曲线图模拟成动态图，学生可以在观察、互动、分析的过程中理解血糖浓度受胰高血糖素和胰岛素的调节情况，从系统的角度说明激素调节的一般过程，培养科学思维。
3.2.3TI建模，深化理解
教师提出问题：患有糖尿病的大学新生要注射的胰岛素是如何在人体中发挥降血糖作用的？学生进入TI模拟的Ⅰ型糖尿病程序，观察到患者的胰岛素的分泌量远低于健康人，据此明确Ⅰ型糖尿病的致病原因。教师追问：Ⅰ型糖尿病有什么治疗措施吗？学生先思考并回答：注射胰岛素或者胰岛移植等。之后，学生通过拖动TI模拟程序中的