七年级生物下册《建构“净化系统”模型-探秘废物排出》教学设计

七年级生物下册《建构“净化系统”模型——探秘废物排出》教学设计

一、教材与学情分析：奠定精准教学的基石【基础】

本章节“人体内废物的排出”位于人教版七年级生物下册第四单元“生物圈中的人”的第五章，是在学生系统学习了人体的营养、呼吸、以及人体内物质的运输之后，对“人体是一个统一的整体”这一认知的深化与完善。本节课内容不仅承接了前几章关于新陈代谢的知识脉络，更是理解人体如何维持内部环境稳态的关键一环，为后续学习激素调节、人体健康等章节打下坚实的认知基础。从知识体系上看，它从宏观的系统和器官层面深入到微观的肾单位结构，再到生理过程的动态分析，体现了从宏观到微观、从结构到功能、从现象到本质的科学认知规律【重要】。

授课对象为七年级学生，他们正处于形象思维向抽象逻辑思维过渡的阶段。一方面，他们对自身身体的结构与功能具有天然的好奇心，且通过前几章的学习，已具备了初步的识图能力、资料分析能力和一定的合作探究意识【基础】。另一方面，泌尿系统的内部结构（尤其是肾单位）较为微观抽象，尿液形成过程中的“滤过”与“重吸收”两个核心生理过程又涉及复杂的物质变化，这对于缺乏微观直观体验和动态想象力的七年级学生而言，是学习中的主要障碍【难点】。因此，教学设计必须充分利用直观教具（模型、动画）和生活化案例（尿常规检查、憋尿危害、血液透析），搭建起从感性认识到理性思维的桥梁，引导学生主动建构知识，深化“结构与功能相适应”的生命观念。

二、核心素养目标：指向育人的价值追求【非常重要】

在新课程改革理念的指导下，本节课的教学目标不再局限于知识的简单识记，而是聚焦于学生核心素养的全面发展，具体设定如下：

生命观念：通过观察泌尿系统组成示意图、肾脏纵剖模型及肾单位结构模式图，能够准确阐明泌尿系统的组成及各部分功能，深刻理解肾单位的结构与尿液形成过程（滤过和重吸收）是高度相适应的，进而形成生物体局部与整体相统一、结构与功能相适应的自然观【非常重要】。

科学思维：通过对“血浆、原尿、尿液”主要成分数据的对比分析（如表格解读、数据比较、归纳推理），运用比较、归纳、演绎的方法，自主推测并论证肾小球和肾小囊内壁的滤过作用以及肾小管的重吸收作用。能够基于证据和逻辑，构建并口头描述尿液形成的动态过程模型，培养模型与建模能力以及批判性思维【重要】。

科学探究：能够针对“血尿”“蛋白尿”“糖尿”等真实情境下的病例，提出可探究的科学问题（如“这些异常成分可能来源于肾脏的哪个部位？”），并尝试运用所学知识进行合理解释和初步的病因推断，体验科学探究中问题解决的基本过程。

社会责任：通过了解血液透析、肾移植等相关医学知识，深刻认识到科学技术在维护人类健康中的重要作用，形成关爱生命、乐于奉献（如器官捐献观念）的社会责任感。同时，通过辨析生活中不利于泌尿系统健康的行为（如憋尿、以饮料代水），自觉养成及时排尿、合理饮水、关注自身和家人健康的良好生活习惯，成为健康中国的促进者和实践者【重要】。

三、教学重难点与化解策略【高频考点】【难点】

教学重点：泌尿系统的组成；肾单位的微观结构；尿液形成的过程（肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用）【高频考点】。

教学难点：通过数据分析，抽象概括出肾小球和肾小囊内壁的滤过作用以及肾小管的重吸收作用；理解原尿与血浆、尿液在成分上的本质区别及其背后的生理学原理【难点】。

化解策略：

直观教学策略：运用高清三维动画演示血液流经肾单位的全过程，将微观动态过程宏观化、可视化，降低认知负荷。

模型建构策略：鼓励学生利用身边材料（如不同颜色的线绳、小珠子、胶管）动手构建肾单位模型，在动手操作中内化结构知识。

问题链驱动策略：设计层层递进的问题链（如“血液里有什么？”“进入肾小囊的液体还剩下什么？”“离开肾小管的液体又少了什么？”），引导学生在数据分析中自主建构概念。

情境贯穿策略：以“尿常规化验单解读”为主线任务贯穿课堂，将抽象的生理指标与具体的临床意义相结合，激发探究内驱力。

四、教学准备

多媒体教学课件（PPT）：集成高清泌尿系统组成图、肾脏纵剖结构图、肾单位模式图、血液透析原理视频、尿液形成过程3D动画、主要数据对比表。

实物教具：猪肾（或羊肾）解剖实物（或浸制标本）、肾单位结构模型。

学具：每组一份“血浆、原尿、尿液成分数据对比”学习卡片、彩色卡纸、代表不同物质的标签贴纸、可塑橡皮泥或彩色软铁丝（用于构建模型）。

五、教学实施过程（核心环节深度展开）【非常重要】

（一）创设情境，导入新课——激疑生趣，链接生活（约5分钟）

教师活动：多媒体展示一张真实的“尿常规化验单”局部图片，并配以简单解读：“同学们，这张小小的化验单，是医生诊断疾病的重要依据。它不仅能反映我们泌尿系统的健康状况，有时甚至能揭示出糖尿病、肝脏疾病等其他系统的异常。那么，这看似普通的尿液究竟是怎么形成的？它在我们的身体里经历了怎样奇妙的‘旅行’和‘改造’呢？今天就让我们一起走进《人体内废物的排出》，开启一段探索人体‘净化系统’的旅程。”

学生活动：观察化验单，产生好奇与疑问，注意力迅速聚焦到本节课的核心问题——尿液的形成上。

设计意图：从生活实际（尿常规检查）切入，打破学科与生活的壁垒，利用其“神秘感”迅速激发学生的探究欲望，明确学习任务，体现“科学就在身边”的理念。

（二）宏观概览——泌尿系统的组成与功能（约8分钟）【基础】

教师活动：出示“人体泌尿系统组成示意图”，引导学生进行自主观察与合作学习。提出驱动性问题串：“请大家仔细观察，构成人体泌尿系统的‘成员’有哪些？它们分别位于我们身体的什么位置？根据它们的形态和名称，你能大胆推测它们各自承担着怎样的‘职责’吗？”随后，展示猪肾实物（或浸制标本），引导学生观察肾的形态、颜色，并用手触摸感受其质地。特别追问：“请大家注意观察与肾脏相连的三根管道（或血管），它们分别是什么？（引导学生回顾肾动脉、肾静脉，并识别输尿管）为什么肾脏的颜色呈红褐色？这暗示了什么？”

学生活动：分组观察示意图和实物，讨论并描述泌尿系统的组成（肾脏、输尿管、膀胱、尿道）。尝试推测并表达各器官的功能：肾脏是形成尿液的“工厂”；输尿管是输送尿液的“管道”；膀胱是暂时储存尿液的“水库”；尿道是尿液排出体外的“通道”。认识到肾脏内有丰富的毛细血管，与血液循环密切相关。

设计意图：通过宏观到微观的过渡，建立整体印象。实物观察和管道识别，巧妙地将泌尿系统与循环系统联系起来，为理解尿液形成与血液循环的关系埋下伏笔，培养“结构与功能相适应”的初步观念。

（三）微观探秘——肾单位：肾脏的“工作车间”（约12分钟）【基础】【高频考点】

教师活动：过渡引导：“看来，尿液这个‘产品’是在肾脏这个‘工厂’里生产出来的。那么，工厂内部是由哪些更小的‘车间’构成的呢？”引导学生阅读教材，了解肾脏的结构和功能单位——肾单位。出示“肾脏纵剖结构图”和“肾单位模式图”，分层讲解：首先，宏观展示肾脏的皮质、髓质和肾盂；然后，聚焦放大一个肾单位，引导学生识别其核心组成部分——肾小球（一个特殊的毛细血管球）、肾小囊（像小漏斗一样包裹在肾小球外面）、肾小管（细长而曲折，周围缠绕着毛细血管网）。

模型建构活动：【非常重要】组织学生分组，利用提供的材料（不同颜色软铁丝或橡皮泥）尝试构建一个肾单位模型。要求用红色软铁丝盘绕成毛细血管球代表肾小球，外面用透明塑料片或橡皮泥捏成杯状结构代表肾小囊，并用较长的一根软铁丝连接肾小囊向下延伸并盘曲代表肾小管，最后在肾小管周围缠绕蓝色软铁丝代表包绕的毛细血管。

学生活动：在教师引导下，逐步构建对肾单位结构的认知。通过识图和动手建模，将平面的、静止的结构图转化为立体的、可操作的模型，在小组内互相指认并说出肾小球、肾小囊和肾小管的名称及位置关系。理解出球小动脉与肾小管周围毛细血管网的连接，理清血液在肾单位内的流动路径（入球小动脉→肾小球毛细血管→出球小动脉→肾小管外毛细血管→肾静脉）。

设计意图：肾单位结构是本节课的第一个核心概念，也是理解功能的基石【基础】。动手建模不仅能化抽象为具体，加深对结构的记忆，更能让学生在操作过程中体会结构的精巧，为后续理解其功能做好铺垫，有效突破难点。

（四）核心攻坚——探秘尿液的形成过程（约20分钟）【非常重要】【高频考点】【难点】

此环节是本课的灵魂，采用“数据分析+动画验证+归纳表达”的三阶递进模式，将核心素养的培养落到实处。

1.第一阶：数据驱动，科学推理

教师活动：出示精心设计的“三液体成分对比表”（血浆、肾小囊中液体即原尿、尿液的主要成分及含量/g/100mL）。提出三个层层递进的探究性问题，引导学生分组进行“头脑风暴”式讨论：

基础性问题：对比血浆和尿液，排尿主要排出了哪些物质？尿液中没有蛋白质和葡萄糖，这说明什么？（引导学生发现尿液与血浆的显著差异）【基础】

推理性问题【重要】：对比血浆和肾小囊中液体的成分，两者有何异同？蛋白质含量为何急剧下降，而葡萄糖、无机盐等依然存在？这能否证明肾小球和肾小囊内壁在血液流经时发生了某种特殊作用？（引导学生推测出“滤过”作用，并明确其特点是“选择性”：血细胞和大分子蛋白质不能通过）

深化性问题【难点】【高频考点】：对比肾小囊中液体（原尿）和尿液，为什么原尿中有葡萄糖而尿液中却没有？尿素的浓度为何大幅升高？水的量为何减少了？这强烈暗示了肾小管可能有什么样的“回收”功能？（引导学生推测出“重吸收”作用，明确其回收的物质是“全部葡萄糖、大部分水、部分无机盐”）

学生活动：分组对数据进行细致的观察、比较和热烈讨论。运用科学思维，尝试对表格数据背后隐藏的生理过程进行“解码”。小组代表分享推理过程和结论，其他小组进行补充或质疑，形成思维的碰撞与交融。

2.第二阶：动态验证，直观建构

教师活动：在学生通过数据分析和逻辑推理得出初步结论之后，播放“尿液形成过程”的3D演示动画。动画要清晰展示：血液流经肾小球毛细血管时，由于血压的驱动，除血细胞和大分子蛋白质外，血浆中的水、无机盐、葡萄糖、尿素等小分子物质被“挤压”过滤到肾小囊腔中，形成原尿；随后，原尿缓慢流经长而曲折的肾小管，管壁细胞将其中几乎全部的葡萄糖、大部分的水和部分无机盐重新吸收回周围毛细血管中；最终剩下的液体（水、无机盐、尿素）浓缩形成尿液。

学生活动：观看动画，将自己的推理结果与动画演示进行对照验证。在直观的视觉冲击下，将抽象的“滤过”“重吸收”概念与具体的结构（肾小球、肾小管）精准对应，完成知识的可视化建构。

3.第三阶：角色扮演，迁移表达

教师活动：提出挑战性任务：“现在，请各小组同学化身为‘尿液形成过程’的解说员，结合你们构建的模型和数据分析结果，完整、准确地描述血液流经肾单位后，如何一步步变成尿液的过程。要求必须使用‘滤过作用’和‘重吸收作用’这两个核心术语。”

学生活动：小组内成员轮流畅谈，推选代表在全班进行讲解。讲解过程中，可以手指模型或动画截图，语言与空间结构相结合。教师适时点拨、规范学生的生物学术语表达。

设计意图：本环节将“灌输式”讲解彻底转变为“探究式”学习。数据分析培养了科学思维，动画验证提供了直观证据，角色扮演则实现了知识的输出与内化。三个步骤环环相扣，让学生在“做科学”的过程中深刻理解核心概念，真正实现了“难点”的平稳着陆和“高频考点”的深度掌握。

（五）尿液排出与健康生活——知识的应用与升华（约8分钟）【重要】

教师活动：承接尿液的形成，自然引出尿液的排出路径：“肾脏形成的尿液是持续不断的，为何我们的排尿却是间歇性的？”引导学生再次观察泌尿系统模式图，说出尿液排出的路径（肾脏→输尿管→膀胱→尿道）。强调膀胱的“暂时储存”功能及其重要性。随后，呈现几组生活场景：“长时间打游戏憋尿”“口渴时只喝饮料不解渴”“夏天运动后大量出汗不喝水”。引导学生以“健康小顾问”的身份，运用本节课所学知识，对这些行为进行科学评析，并提出健康建议。

学生活动：描述排尿路径，理解膀胱的储存功能是排尿间歇性的原因。分组讨论生活场景，从排泄废物、调节水盐平衡的角度，认识到憋尿损害膀胱功能、饮料代替水增加肾脏负担、运动后需及时补水维持内环境稳态等健康常识。有学生可能提到汗液也是排泄途径，教师顺势引出“其他排泄途径”（汗液排出）。

设计意图：将知识与学生的日常生活紧密联系，让知识“活”起来。通过角色扮演和问题辨析，不仅巩固了知识，更将“社会责任”素养的培养落到实处，引导学生从“知晓”走向“践行”，形成健康的生活方式和珍爱生命的态度。

（六）课堂小结与作业布置（约2分钟）

教师活动：引导学生以思维导图的形式，对本节课的知识进行结构化梳理（排泄途径→泌尿系统组成→肾单位结构→尿液形成两个过程→