初中七年级生物下册第五章人体内废物的排出单元整体教学设计

初中七年级生物下册第五章人体内废物的排出单元整体教学设计

一、课程背景与设计理念

（一）课程定位与价值

本章“人体内废物的排出”隶属于《义务教育生物学课程标准（2022年版）》确立的五大主题之一——“人体生理与健康”。本内容是继“人体的营养”、“呼吸”、“物质运输”之后，对人体代谢终产物处理机制的深度阐释，是完整理解人体生命活动自我调节不可或缺的一环。它不仅揭示了内环境稳态维持的生理学基础，更与健康生活、环境适应等现实议题紧密相连，是培养学生生命观念、科学思维和社会责任感的绝佳载体。

（二）设计理念

本单元设计以“大概念”统摄全局，以“结构与功能观”、“稳态与平衡观”为核心，摒弃碎片化的知识罗列，构建以“问题驱动-模型建构-科学探究-社会应用”为主线的学习路径。我们致力于将静态的知识清单转化为动态的思维发展过程，引导学生在真实情境中发现问题，通过建模、论证等科学方法揭示生命活动的本质，从而达成深度学习，实现核心素养的落地。

二、教学内容与学情分析

（一）教学内容分析

本章由两节内容构成：第一节“尿的形成和排出”，第二节“其他排泄途径”。其核心在于阐明“肾脏——形成尿液的基本单位（肾单位）——尿液形成过程（过滤与重吸收）——排尿意义”这一逻辑链条。知识上，涵盖了排泄与排遗的辨析、泌尿系统的组成、肾单位的结构与功能、尿液形成的过程、排尿反射以及汗液的形成与排出。其中，尿液的形成过程是本章知识的枢纽，它将微观结构（肾单位）与宏观功能（排泄）紧密连接，是构建“结构与功能相适应”观念的关键锚点。

（二）学情分析

【基础】学生在前四章的学习中，已掌握了血液循环、呼吸等知识，知道细胞代谢会产生废物，这为理解“为何要排出废物”奠定了认知基础。同时，学生具备了一定的生活经验，如知道出汗、排尿等现象。

【难点】学生对微观结构（尤其是肾单位的毛细血管网）的空间构型缺乏想象力，对“过滤”和“重吸收”这两个核心生理过程的动态变化及其在维持内环境稳态中的作用，理解起来有较大难度。此外，区分血液、原尿和尿液成分的异同，并运用这些知识解释病理现象（如血尿、蛋白尿、糖尿），是学生认知上的【难点】和【高频考点】。

三、教学目标（学习目标）

学完本单元后，学生能够：

1.【基础】准确区分排泄与排遗的概念，描述人体排泄废物的三条主要途径（泌尿、皮肤、呼吸）。

2.【核心】通过解剖模型或3D动画，识别并复述肾单位的结构组成，构建“肾单位是尿液形成基本单位”的结构模型。

3.【重要】运用模型或示意图，动态阐释尿液形成过程中肾小球的过滤作用及肾小管的重吸收作用，并以此为依据，推断并列表比较血液、原尿、尿液的主要成分差异。

4.【难点突破】根据尿液中异常成分（血细胞、蛋白质、葡萄糖），推测泌尿系统可能发生的病变部位，初步建立“结构异常导致功能障碍”的病理学思维。

5.【社会应用】结合排尿反射示意图，概述排尿的神经调节过程，认同“憋尿”对健康的不良影响，养成按时排尿的良好卫生习惯，关注泌尿系统健康的相关社会议题。

四、教学重点与难点

（一）教学重点

1.【基础】肾单位的结构及其与血管的关系。

2.【核心】尿液形成的过程（过滤与重吸收）。

3.【重要】尿液成分的分析及其与健康的关系。

（二）教学难点

1.肾单位中毛细血管网（入球小动脉、出球小动脉、肾小球、肾小管外毛细血管）的功能差异及其对物质运输的意义。

2.原尿与尿液成分的显著差异（如葡萄糖消失）如何用肾小管的重吸收作用进行合理解释。

3.从“内环境稳态”的高度理解排泄的意义。

五、教学准备

1.教师：肾单位结构模型、泌尿系统模型、血液与尿液成分化验单样例、尿的形成过程3D交互式课件、微课《肾脏的奥秘》、导学案。

2.学生：预习教材，观察生活中的相关现象（如不同饮水情况下尿液的颜色和量的变化），收集关于尿毒症及其治疗（透析）的资料。

六、教学实施过程

（一）创设情境，引入主题

教师首先展示一组生活场景：炎炎夏日，汗流浃背，尿液减少；运动过后，不仅出汗，还要去洗手间。接着提出驱动性问题：“人体细胞不断进行新陈代谢，会产生哪些废物？这些废物如果不能及时排出体外，会对身体产生什么影响？它们最终是通过哪些途径、以什么形式离开我们身体的？”由此引出本章课题——人体内废物的排出。这一导入从学生的生活经验出发，将抽象概念具象化，激发学生的探究欲望。

（二）环节一：廓清概念，厘清途径——排泄与排遗的辨析【基础】

1.自主学习与概念辨析：教师指导学生快速阅读教材，找出人体排出废物的几种方式，并引导学生用批判性思维审视“排便”是否属于排泄。通过辩论，明确排泄（Excretion）是指将细胞代谢产生的终产物（如二氧化碳、尿素、多余的水和无机盐）排出体外的过程，而排遗（Egestion）是将未消化的食物残渣（粪便）排出体外的过程。二者的根本区别在于废物产生的来源不同。

2.归纳总结三条途径：在辨析概念的基础上，师生共同归纳出人体排泄的三条主要途径：

（1）呼吸系统：排出二氧化碳和少量水（呼气）。

（2）皮肤（汗液）：排出水、无机盐和少量尿素。

（3）泌尿系统（尿液）：排出绝大部分水、无机盐和尿素等，是排泄的最主要途径【核心】。

此环节旨在通过概念辨析，构建清晰的认知框架，明确泌尿系统在学习内容中的主体地位。

（三）环节二：循路探微，建构模型——泌尿系统与肾单位的结构【重要】

1.宏观结构认知：利用泌尿系统整体模型，引导学生从“入口”（肾动脉）到“出口”（尿道）动态观察泌尿系统的组成。重点强调肾脏是形成尿液的器官，其颜色（红褐色）与其丰富的血液供应密切相关，为后续理解尿液形成与血液循环的关系埋下伏笔。

2.微观结构建模——肾单位：这是本环节的重中之重。

（1）递进式探究：教师提问：“每个肾脏约有100万个肾单位，它是形成尿液的‘微型工厂’。这个工厂的建筑材料和结构是怎样的？”引导学生从宏观肾脏过渡到微观肾单位。

（2）多媒体与模型结合：播放肾单位3D动画，清晰展示肾小球（一团毛细血管球）、肾小囊（双层杯状结构，包裹肾小球）和肾小管（细长而曲折）的空间位置关系。随后，学生分组观察肾单位模型，并对照教材示意图，在自己的导学案上绘制简化的肾单位结构图，标注入球小动脉、出球小动脉、肾小球、肾小囊、肾小管以及包绕在肾小管周围的毛细血管网。

（3）【难点】血管连接探析：这是学生理解的难点。教师引导学生追踪血液流动路径：肾动脉→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。通过提问：“血液流经肾小球毛细血管和流经肾小管外毛细血管时，目的有什么不同？”引导学生思考：前者主要负责过滤，形成原尿；后者主要负责运输氧气和养料供肾小管细胞活动，并回收被重吸收的物质。这一设计不仅突破了难点，更渗透了“结构与功能相适应”的观念。

（四）环节三：过程建模，动态推演——尿液的形成【核心】【高频考点】【难点】

这是本章的核心和高潮，采用“实验探究模拟+数据分析+模型推演”的综合策略。

1.模拟实验——透析袋模拟滤过：教师利用透析袋（模拟肾小球毛细血管壁）装入淀粉溶液和葡萄糖溶液的混合液，将其浸入清水中。一段时间后，检测烧杯内的液体成分。学生发现淀粉不能透出，而葡萄糖可以。由此初步建立“滤过”的概念：即某些小分子物质可以通过特定结构，而大分子物质不能。

2.数据分析——三份神秘的液体：教师展示经科学处理后的血液、原尿（肾小囊中的液体）和尿液的成分对比表格（数据应典型化，如蛋白质、葡萄糖、尿素等的含量差异明显）。

（1）引导学生分析数据：对比血液与原尿，发现原尿中不含大分子蛋白质和血细胞，这说明肾小球和肾小囊内壁的滤过作用【非常重要】——它允许水、无机盐、尿素、葡萄糖等小分子物质滤过，形成原尿。

（2）进一步对比原尿与尿液，发现一个惊人的现象：尿液中不含葡萄糖，而尿素浓度显著升高。这是为什么？驱动学生推理出肾小管的重吸收作用【非常重要】——当原尿流经肾小管时，其中对人体有用的物质，如大部分水、全部葡萄糖、部分无机盐等，被肾小管重新吸收回包绕在它周围的毛细血管中，而剩下的物质（水、无机盐、尿素）则形成尿液。

3.动态模型推演：请一位学生上讲台，利用磁力贴板上的肾单位结构图，用不同颜色的圆片代表水、葡萄糖、尿素、蛋白质等物质，动态演示从血液到原尿再到尿液的全过程。通过这种动手操作，使抽象的生理过程可视化、动态化，帮助学生深刻理解尿液形成的两个核心环节及其在空间上的连续发生。

4.概念生成与升华：师生共同总结尿液形成的过程，并用简洁的语言概括：血液流经肾小球时，发生过滤作用形成原尿；原尿流经肾小管时，发生重吸收作用形成尿液。肾脏通过这两个过程，既清除了血液中的代谢废物（如尿素），又保留了血液中有用的成分（如葡萄糖、大部分水）。

（五）环节四：学以致用，关注健康——尿液异常与排尿调节【热点】【社会应用】

1.我是“小医生”——化验单解读：教师展示真实的或模拟的尿液化验单，包含“蛋白质”、“葡萄糖”、“红细胞”、“白细胞”等指标。请学生以小组为单位，扮演医生角色，对异常指标进行诊断，推测可能的病变部位及原因。

（1）若尿液中出现蛋白质或红细胞，推测肾小球病变，导致滤过作用异常【高频考点】。

（2）若尿液中出现葡萄糖，推测可能是肾小管病变，导致重吸收作用障碍；也可能是胰岛素分泌不足，导致血糖浓度过高，超过了肾小管的重吸收能力【跨学科联系，链接糖尿病】。

这一环节将理论知识与临床实践紧密结合，极大地激发了学生的成就感和社会责任感。

2.神经调节初探——排尿的意义：教师展示排尿反射示意图，引导学生简要分析膀胱壁的感受器、传入神经、神经中枢（脊髓和大脑）、传出神经和效应器（逼尿肌、括约肌）。重点讨论：

（1）为什么幼儿会尿床？为什么成人能有意识地憋尿？（大脑皮层对脊髓低级中枢的调控作用）。

（2）【社会应用】长期憋尿会有什么危害？（使膀胱壁弹性减弱，影响神经调节功能，甚至引起尿路感染和肾炎）。通过讨论，引导学生形成尊重生理需求、养成良好排尿习惯的健康生活态度。

3.横向联系——皮肤与汗液排出：简要介绍皮肤的结构（特别是汗腺），引导学生类比尿液的形成过程，分析汗液的成分（水、无机盐、尿素）及其排出在调节体温、排泄废物方面的双重意义。这既是知识的补充，也是对学生运用“结构与功能观”分析新问题的能力检验。

（六）环节五：总结提升，展望前沿——构建概念图与STS教育

1.单元概念图构建：教师引导学生以小组合作的方式，构建本章的知识网络图。中心词可以是“排泄”或“肾脏”，向外辐射出结构（泌尿系统、皮肤）、过程（滤过、重吸收、分泌）、成分（血液、原尿、尿液）、调节（神经调节）、意义（维持稳态）等多个分支，并用箭头和关键词揭示彼此间的逻辑关联。这一活动有助于学生将零散的知识点整合成一个系统化的认知结构。

2.展望前沿，升华情感：教师简要介绍“尿毒症”及其治疗手段——“血液透析”和“肾脏移植”。引导学生思考：血液透析机的设计原理与肾脏的哪些结构和功能相似？（模拟肾小球的滤过和肾小管的部分重吸收功能）。通过介绍器官捐献的社会意义，以及我国在人工肾、再生医学等领域的研究进展，激发学生珍爱生命、关爱他人、立志投身生命科学研究的崇高情感。

七、板书设计

（采用纲要式与图示法相结合）

第五章人体内废物的排出

一、排泄途径

（一）呼吸：CO2、少量水

（二）皮肤（汗液）：水、无机盐、少量尿素

（三）泌尿系统（尿液）：水、无机盐、尿素（最主要）

二、尿液的形成与排出

（一）结构基础：肾单位（尿液形成的基本单位）

肾小球——滤过

肾小囊——承接原尿

肾小管——重吸收

（二）形成过程

血液(肾动脉)——>[肾小球过滤]——>原尿(肾小囊腔)

原尿——>[肾小管重吸收](大部分水、全部葡萄糖、部分无机盐回血液)——>尿液(集合管)

（三）成分比较(血液、原尿、尿液)

（四）排出通道：肾脏→输尿管→膀胱（暂时储存）→尿道（排出体外）

三、排泄的意义

维持细胞生活环境的稳定（内环境稳态），保证生命活动的正常进行。

八、教学反思与评价

（一）教学反思（预设）

本单元教学设计力求打破传统“填鸭式”教学的桎梏，通过情境创设、模型建构、数据推演和角色扮演等多种策略，将复杂的生理过程转化为主动探究的旅程。重点突出了结构与功能的适应、局部与整体的统一。预计学生在肾单位的血管连接和重吸收的动态意义上仍会存在一定的理解延迟，需要在教学过程中加强个别指导和小组讨论的深度。同时，应特别关注学困生的参与度，确保所有学生