初中生物七年级下册《第五章 人体内废物的排出》单元教学设计

初中生物七年级下册《第五章人体内废物的排出》单元教学设计

一、教学设计与理念概述

本教学设计以《义务教育生物学课程标准（2022年版）》为核心指导，深度契合“核心素养为宗旨、课程设计重衔接、学习主题为框架、内容聚焦大概念、教学过程重实践、学业评价促发展”的课程理念。针对“人体内废物的排出”这一主题，教学设计摒弃了传统的碎片化知识传授模式，转而构建以“人体如何维持内环境稳态”这一大概念为统领的学习单元。通过创设真实问题情境、驱动探究性学习任务、融合跨学科视角，引导学生像科学家一样思考，像医生一样诊断，从而深刻理解泌尿系统在维持机体稳态中的核心作用，形成结构与功能观、物质与能量观等生命观念，并提升科学探究和社会责任意识。本设计强调“教学评一致性”，将评价嵌入学习全过程，确保教学效果的即时反馈与深度达成。

二、教材分析与内容重构

（一）教材地位与作用

本章选自人教版七年级下册第四单元“生物圈中的人”第五章，是继“人体的营养”、“人体的呼吸”、“人体内物质的运输”之后，探讨人体生命活动调节与物质循环的收官章节。【重要】本章内容既是对前几章所学（如血液循环、呼吸运动）的综合应用，又为后续学习“人体生命活动的调节”奠定基础，在构建完整的人体生理学知识体系中起着承上启下的关键作用。它集中体现了人体作为一个开放系统，与外界环境进行物质交换，并维持内部环境相对稳定的核心生物学思想。

（二）内容逻辑重构

传统教材按“排泄概念—泌尿系统组成—尿液形成过程—排尿意义—其他排泄途径”的线性顺序展开。本设计在尊重教材逻辑的基础上，进行“问题化”和“情境化”重构，以驱动性问题链串联核心知识：

1、问题驱动：为什么人每天必须排尿？尿液是如何产生的？

2、现象观察：尿液的成分是什么？它从哪里来？（引出泌尿系统组成）

3、微观探秘：血液是如何在肾脏中“变身”为尿液的？（聚焦肾单位结构与尿液形成过程）

4、定量分析：一个人每天形成的原尿很多，但排出的尿液很少，为什么？（引入肾小管重吸收功能）

5、临床诊断：当尿液中出现血细胞、蛋白质或葡萄糖时，可能意味着哪个环节出了问题？（应用知识，逆向推导，强化结构与功能观）

6、稳态视角：排尿只是排出废物吗？它对维持人体内环境稳定有何更深层的意义？（升华主题，构建稳态概念）

三、学情分析与精准定位

（一）知识储备

学生已学习了食物消化、呼吸运动、血液循环等知识，知道血液为组织细胞运来氧气和养料，并带走代谢废物，这为本节课理解排泄的意义和尿液的形成过程提供了必要的知识基础。【基础】

（二）认知特点

七年级学生正处于从形象思维向抽象逻辑思维过渡的阶段。他们对自身生理现象（如排尿）有直观体验和好奇心，但对于发生在肾脏微观结构中的滤过、重吸收等抽象过程缺乏直观想象能力。因此，化抽象为具体、化微观为宏观是教学设计的突破点。

（三）能力水平

学生具备一定的观察、分析、归纳能力，但在构建模型、运用所学知识解决实际问题（如分析化验单）的能力尚显不足。【难点】

（四）素养目标定位

基于以上分析，确立本单元的教学目标如下：

1、生命观念：通过分析泌尿系统的组成与功能，理解“结构与其功能相适应”的观点；通过理解排泄过程对维持内环境稳定的意义，初步建立稳态与平衡的生命观念。

2、科学思维：运用比较、分类、归纳等方法，分析尿液形成过程中各成分的变化；能够基于肾单位的结构，推理和解释尿液的形成过程。

3、科学探究：通过观察肾脏模型、观看尿液形成动画、分析血浆/原尿/尿液成分数据表，提升获取证据、处理信息的能力。

4、社会责任：认同良好的生活习惯（如适量饮水、不憋尿）对肾脏健康的的重要性；关注泌尿系统疾病（如肾炎、尿毒症）的相关知识，初步形成关爱生命、关爱健康的意识。

四、教学重难点与突破策略

（一）教学重点

1、泌尿系统的组成及各部分功能。【基础】

2、尿液的形成过程，包括肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用。【非常重要】【高频考点】

（二）教学难点

1、描述肾单位的结构，并理解其与尿液形成过程的关系。【难点】

2、区分血液、原尿、尿液的主要成分差异，并能解释其原因。【难点】【高频考点】

3、从维持内环境稳态的高度理解排泄的意义。

（三）突破策略

1、模型与直观教学法：运用高清肾脏模型、3D动画演示肾单位的结构和尿液形成过程，将微观结构宏观化、动态化，化抽象为具体。

2、数据对比分析法：提供正常人血浆、原尿、尿液的成分数据表，引导学生进行对比、分析、讨论，找出三者的差异并推测原因，培养学生的科学思维。【非常重要】

3、情境探究法：创设“小明的体检报告”情境，通过分析异常指标（如尿蛋白、尿糖），引导学生逆向推理病变部位，在解决实际问题的过程中深化对尿液形成过程的理解。

4、类比教学法：将肾小球的滤过作用类比为“筛子筛米”，将肾小管的重吸收作用类比为“回收站回收有用物质”，帮助学生建立直观的认知模型。

五、教学准备

1、教师准备：多媒体课件（包含高清图片、3D动画、微课视频）、肾脏结构模型、肾单位模型（或自制磁性贴片教具）、正常人血浆/原尿/尿液成分数据表、病理情况下的尿液化验单案例。

2、学生准备：预习教材内容，完成课前导学案；回顾血液循环的基本路径；分组准备绘制思维导图的工具。

六、教学实施过程（核心环节，分课时详细设计）

本单元建议安排2课时。

第一课时：探秘尿液的形成“工厂”——泌尿系统

（一）创设情境，激趣导入（5分钟）

【教师活动】展示一组图片：马拉松运动员在比赛中喝水并偶尔用水浇头降温的场景；医院里病人输液后频繁上厕所的场景。提问：1、为什么大量喝水后会想排尿？2、排尿仅仅是为了排出多余的水分吗？3、我们喝进去的水和输进去的液，最终是如何变成尿液的？

【学生活动】观察图片，结合自身体验，思考并尝试回答，激发对“尿液诞生地”的好奇心。

【设计意图】从生活现象入手，引发认知冲突，将学生引入“人体内废物如何排出”的问题情境，明确学习任务。

（二）初识工厂布局：泌尿系统的组成（8分钟）

【教师活动】展示人体泌尿系统组成的整体模式图。引导学生自下而上观察并识记肾脏、输尿管、膀胱、尿道的形态和位置。【基础】强调“肾脏”是形成尿液的主要器官，是本节课探究的核心“工厂车间”。

【学生活动】结合教材插图和人体的位置，在身体上比划出各器官的大致位置。尝试用自己的语言描述泌尿系统组成的“管道系统”（输尿管、膀胱、尿道）的作用是输送、储存和排出尿液。

【核心知识标注】

1、肾脏：形成尿液的器官。【非常重要】【高频考点】

2、输尿管：输送尿液。

3、膀胱：暂时储存尿液。【基础】

4、尿道：排出尿液。

（三）深入工厂车间：探秘肾脏与肾单位（15分钟）

【教师活动】展示一个新鲜的猪肾脏（或高清剖面模型），引导学生观察其形态（蚕豆形）、颜色（红褐色），并从外到内认识肾脏的结构（皮质、髓质、肾盂）。【重要】提问：尿液是在肾脏的哪个部位产生的？

【学生活动】观察、触摸模型，初步感知肾脏结构。阅读教材，找到尿液产生的具体部位——肾单位。

【教师活动】展示肾单位的3D结构动画或高精度模型，将“肾单位”比喻为工厂里无数个功能完全相同的“生产班组”。引导学生分组观察模型，并完成任务：【难点】【非常重要】

任务一：找出肾单位由哪几部分组成？（肾小体、肾小管）

任务二：观察肾小体的结构，它由哪两部分构成？（肾小球、肾小囊）描述它们的形态特点（肾小球是毛细血管球，肾小囊像双层杯子包裹着肾小球）。

任务三：追踪肾小管的起始部位和走向（一端与肾小囊相连，蜿蜒曲折，最后汇集成集合管）。

【学生活动】分组观察、讨论、记录。小组代表上台利用模型或板画向全班同学介绍肾单位的结构。

【核心知识标注】

1、肾脏的结构和功能单位是肾单位。【非常重要】【高频考点】

2、每个肾脏大约包含100万个肾单位。【基础】

3、肾单位组成：【非常重要】

（1）肾小体（位于皮质）：包括肾小球（毛细血管球）和肾小囊（双层壁的囊）。

（2）肾小管（细长、曲折，分布在皮质和髓质）。

（四）模拟生产流程：尿液的形成过程（12分钟）

【教师活动】播放尿液形成的3D模拟动画，结合肾单位模型板画，动态演示两个连续的过程：肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用。【非常重要】在演示过程中，用不同颜色的箭头代表血液、滤过液和尿液中的成分变化。

【学生活动】观看动画，跟随教师的板画，初步感知两个过程，并尝试用关键词记录每个过程的“产物”和“去向”。

【教师活动】提出驱动性问题链，引导学生深入思考：

1、当血液流经肾小球时，发生了什么？哪些物质“跑”进了肾小囊？哪些物质“留”在了血液里？（引出滤过作用）

2、这个“跑”进肾小囊的液体是什么？我们称之为“原尿”。原尿的成分和血液一样吗？它含有哪些物质？（引导学生推测：水、无机盐、尿素、葡萄糖、小分子蛋白质等）【重要】

3、肾小管周围缠绕着大量的毛细血管，原尿流经肾小管时又会发生什么？（引出重吸收作用）哪些物质会被重新“回收”回血液？哪些物质会继续下行，最终形成尿液？（引导学生推测：全部葡萄糖、大部分水、部分无机盐被重吸收；尿素、多余的水和无机盐形成尿液）【非常重要】

【学生活动】在教师引导下，尝试用自己的话复述尿液形成的两个关键过程。完成师生共同构建的过程板书。

（五）课堂小结与悬念（5分钟）

【教师活动】带领学生回顾本节课的核心知识：泌尿系统的组成、肾脏的结构、肾单位的构成，以及尿液形成的两个基本过程。提问：刚才我们通过动画初步了解了滤过和重吸收，但我们如何用科学证据来证明这些过程确实发生了呢？下节课，我们将扮演“化验师”，通过分析数据来验证我们的推理。

【学生活动】跟随教师总结，构建知识框架，并对下节课的“数据分析”环节充满期待。

第二课时：解密化验单——数据的证据与健康的守护

（一）温故知新，数据导入（8分钟）

【教师活动】展示一张空白的“尿液生产记录单”，快速提问，引导学生回顾上节课的核心内容：原料（血液）、生产车间（肾单位）、核心工序（滤过、重吸收）、最终产品（尿液）。随后，展示精心准备的【非常重要】【难点】“血浆、原尿、尿液成分比较表”（数据需精确，如每100毫升中的含量（克））。

成分血浆原尿尿液

水90-939795

蛋白质7-90.030

葡萄糖0.10.10

无机盐0.90.91.5

尿素0.030.032.0

【学生活动】快速回忆，准备用所学知识解释数据。

（二）探究一：数据对比，验证滤过（10分钟）

【教师活动】提问：1、请对比“血浆”和“原尿”的成分，你发现了哪些相同点和不同点？2、原尿中为什么没有了蛋白质？或者说蛋白质的含量为何急剧下降为痕量？3、这说明了肾小球和肾小囊壁在作用上有什么特点？

【学生活动】分组讨论，对比数据，得出结论：

1、相同点：原尿和血浆中都含有水、无机盐、葡萄糖、尿素。说明这些物质可以从血浆进入肾小囊。【基础】

2、不同点：原尿中蛋白质含量极微（几乎为零）。【非常重要】

3、结论：这说明肾小球和肾小囊壁就像一个“精密滤网”，允许水、无机盐、葡萄糖、尿素等小分子物质滤过，而大分子的蛋白质和血细胞则不能滤过。这个过程就是肾小球的滤过作用。【难点】

（三）探究二：数据追踪，验证重吸收（12分钟）

【教师活动】提问：1、现在请对比“原尿”和“尿液”的成分，你发现了哪些惊人的变化？2、葡萄糖去哪儿了？（原尿中有0.1，尿液中为0）3、水的含量为何从97降到了95？（看似变化不大，但需考虑尿液被浓缩了）4、无机盐和尿素的含量为何大幅增加？【非常重要】【高频考点】

【学生活动】深入讨论，在教师引导下得出结论：

1、葡萄糖“消失”了：说明原尿流经肾小管时，其中全部的葡萄糖被重新吸收回了血液。【非常重要】

2、水减少了：说明大部分水也被重吸收回了血液。【重要】

3、无机盐和尿素含量增高：一方面是由于水被重吸收后，尿液被浓缩；另一方面也说明部分无机盐也可能被重吸收，而尿素基本不被重吸收。最终排出的尿素和无机盐浓度显著升高。【难点】

【教师活动】总结升华：肾小管的重吸收作用，像一个智能的“分拣回收系统”，将原尿中对人体有用的物质（如全部葡萄糖、大部分水、部分无机盐）重新吸收回血液，而将剩下的废物（如尿素、多余的水和无机盐）以尿液的形式排出体外。这个过程极大地体现了人体“节约资源，精准排废”的精妙设计。【重要】

（四）探究三：临床诊断，应用模型（10分钟）

【教师活动】创设情境：医院化验室收到三份异常的尿液样本。展示三张简易“化验单”：

1、样本A：尿液中检测到蛋白质（+）。

2、样本B：尿液中检测到葡萄糖（+）。

3、样本C：尿液中检测到血细胞（+）。【热点】

【学生活动】扮演“医生”角色，以四人小组为单位，基于刚建立的“尿液形成模型”，讨论分析每份异常化验单可能对应的病变部位及原因。【非常重要】【热点】

小组讨论后，派代表进行“病例分析报告”：

1、样本A（蛋白尿）：推测可能是肾小球病变。肾小球的滤过膜受损，通透性增加，本不能滤过的蛋白质被滤过了。【高频考点】

2、样本B（糖尿）：推测可能是肾小管病变，重吸收葡萄糖的功能出现障碍；也可能是胰岛素分泌不足，导致血液中葡萄糖浓度过高，超过了肾小管重吸收的极限。【难点/拓展】

3、样本C（血尿）：推测可能是肾小球、肾盂或尿路出血，但最常见的是肾小球病变，滤过膜受损，血细胞进入原尿。

【教师活动】对学生的分析进行点评和补充，强调结构与功能的对应关系，并引出肾脏健康的话题。

（五）拓展升华：排尿的意义与肾脏保护（5分钟）

【教师活动】基于以上探究，引导学生从更宏观的角度思考：

1、排尿仅仅是在排出尿素等废物吗？它在调节人体内水分和无机盐平衡方面有何作用？（引出调节体内水和无机盐平衡，维持组织细胞正常生理功能）【重要】

2、如果一个人一天只排出了很少的尿，或者干脆不排尿，可能会带来什么后果？（引出尿毒症，简介其危害和治疗手段（透析、肾移植），渗透珍爱生命、关注健康的意识）【热点】

3、作为青少年，我们该如何保护好自己的肾脏？（引导学生讨论得出：适量饮水，及时排尿，不憋尿；慎用药物；注意个人卫生，预防感染等）【社会责任】

【学生活动】联系生活实际，分享自己的看法，形成保护肾脏、健康生活的意识。

（六）构建体系，总结提升（5分钟）

【教师活动】引导学生以“内环境稳态”为核心，将本节课内容与前面所学知识（循环系统运输物质、呼吸系统排出二氧化碳、皮肤排出汗液）联系起来，尝试构建“人体内废物排出途径”的思维导图。

【学生活动】在笔记本上完善自己的思维导图，将泌尿系统、呼吸系统、皮肤整合到“废物排出与稳态维持”的大框架下，形成完整的知识网络。

七、板书设计（结构化板书）

第五章人体内废物的排出

一、排泄的途径

1、呼吸系统：排出二氧化碳、少量水

2、皮肤：排出水、无