北师大版初中生物七年级下册《人体代谢废物的排出》教案

北师大版初中生物七年级下册《人体代谢废物的排出》教案

一、教学内容分析

从《义务教育生物学课程标准（2022年版）》审视，本章内容隶属于“生物圈中的人”这一主题，旨在帮助学生构建“人体的结构与功能相适应，各系统协调配合，共同完成生命活动”的生命观念。本章的知识技能图谱以“排泄”这一核心概念为枢纽，要求学生不仅要识记泌尿系统的组成、尿液的形成过程等事实性知识，更要理解其结构与功能相适应的生物学原理，并能应用这一原理解释相关生活现象（如多尿、血尿等）。在单元知识链中，本章上承循环系统（血液流经肾脏）、下启人体调节（水盐平衡的维持），起到了承上启下的关键作用。课标蕴含的学科思想方法，集中体现在“结构与功能观”这一核心概念的形成，以及基于实验、模型进行科学探究的能力培养。教学中，可将“分析尿液形成的数据”、“构建肾单位过滤与重吸收的动态模型”作为主要的探究路径。在素养价值渗透上，本章内容为引导学生形成健康生活的意识（如合理饮水、关注肾脏健康）提供了绝佳载体，并能在探讨肾脏移植、透析技术等议题时，自然地融入尊重生命、珍爱健康的价值观教育，实现科学性与人文性的统一。

本节课的教学对象为七年级下学期学生。他们的已有基础是：已经学习了消化系统、呼吸系统、循环系统，对人体作为开放系统的物质交换有了初步认识，并对血液循环路径较为熟悉，这为理解“血液流经肾脏”提供了认知锚点。常见的生活经验是知道排尿的生理现象，但对排泄的概念、废物来源及具体排出机制存在认知盲区或误区，如常混淆排泄与排遗。可能的思维难点在于：肾单位的微观结构抽象，尿液形成过程中的过滤与重吸收机制涉及物理扩散与主动运输等尚未系统学习的原理，逻辑链条较长。基于此，教学调适策略为：其一，充分利用动态视频、3D模型等可视化手段，化微观为宏观，降低认知负荷。其二，设计阶梯式问题链，将复杂过程分解为“血液带来了什么”→“肾脏如何筛选”→“最终排出了什么”等若干子问题，搭建思维脚手架。其三，通过设计分层探究任务单，为不同认知水平的学生提供差异化的信息支持（如图文提示卡、关键数据表）和表达要求，确保所有学生都能在“最近发展区”内获得成功体验。

二、教学目标

知识目标：学生能够准确描述人体排泄的主要途径及意义；能够指认泌尿系统的各器官并说明其功能；能够概述尿液形成过程中肾小球的过滤作用和肾小管的重吸收作用这两个核心环节，并解释其如何体现了“结构与功能相适应”的生物学观点。

能力目标：通过分析模拟实验数据或图表，学生能够归纳总结出尿液成分与血浆成分的差异，并据此推测肾脏的功能；能够在教师提供的肾单位结构模型基础上，通过小组协作，动态演示并解说尿液形成的关键步骤，发展模型构建与科学表达能力。

情感态度与价值观目标：在探究肾脏精密结构的过程中，学生能由衷感叹生命结构的精妙，形成珍爱生命、敬畏自然的科学态度；通过讨论肾脏疾病与健康生活方式的关系，能自觉认同并愿意践行健康饮水、定期体检等社会责任。

科学思维目标：本节课重点发展学生的“结构与功能观”和“系统与模型”思维。学生将通过对比血浆、原尿、尿液成分的差异，运用归纳与演绎的思维方法，推理肾脏的“筛检”功能；并通过动手构建肾单位工作模型，将抽象的文字描述转化为具象的动态过程，强化模型建构与解释的能力。

评价与元认知目标：在设计并展示肾单位工作模型的小组活动中，学生能够依据教师提供的“模型科学性、演示清晰度、合作有效性”等量规要点，进行组内自评与组间互评；在课堂小结阶段，能够反思自己是通过哪些关键活动（如数据分析、模型构建）突破了学习难点，初步形成对学习策略的监控意识。

三、教学重点与难点

教学重点为尿液的形成过程，特别是肾小球的过滤作用和肾小管的重吸收作用。确立此为重点，首先是基于课程标准，该内容是理解“人体通过排泄维持内环境稳定”这一大概念的核心支点，是构建生命观念的关键知识。其次，从学业评价角度看，该过程涉及物质交换与能量转换的原理，是考查学生逻辑推理能力和图文信息转换能力的高频考点与能力立意区。

教学难点在于学生理解肾小管的重吸收作用是一个“选择性”的过程，以及理解整个尿液形成机制是如何实现“排出废物、保留有用物质”这一生理意义的。难点成因在于：这一过程微观、动态且涉及尚未深入学习的运输原理，学生容易产生“为什么不是全部重吸收或全部不重吸收”的困惑。预设依据来自常见错误分析：学生在解释相关现象时，易将过滤与重吸收两个环节混淆或孤立看待。突破方向在于：利用成分对比数据制造认知冲突，引导学生自主发现“矛盾”，再通过类比（如海关安检、净水器过滤）和模型演示，将抽象选择过程具体化、形象化。

四、教学准备清单

1.教师准备

1.1媒体与教具：泌尿系统结构3D动画或高清解剖图；肾单位微观结构放大模型或示意图；“血浆、原尿、尿液成分对比”数据表（用于投影或学习单）；简易肾单位动态演示教具套装（如透明软管模拟血管和肾小管，不同大小珠子模拟血细胞、蛋白质、葡萄糖、尿素、水分子等）。

1.2学习材料：分层探究任务单（A基础版含图文引导和填空，B进阶版含开放性问题）；课堂巩固练习分层卡。

2.学生准备

2.1预习任务：阅读教材，尝试画出泌尿系统简图并标注名称；思考“身体产生的废物有哪些，最终是如何离开身体的？”

2.2物品准备：彩色笔、剪刀、胶水（用于可能的模型制作或标注活动）。

五、教学过程

第一、导入环节

1.情境创设与问题提出：“同学们有没有想过，我们身体里时刻都在产生‘垃圾’，比如细胞呼吸产生的二氧化碳、蛋白质分解产生的含氮废物。二氧化碳通过呼吸排出了，那其他的‘垃圾’呢？我们每天都会排尿，尿真的是‘废水’吗？它和我们喝进去的水、身体里的血液，又有什么关系呢？”今天，我们就化身“人体环保局”的调查员，一起去揭秘：人体这座精密城市，是如何高效、智能地处理它的代谢废物的。

2.唤醒旧知与路径明晰：要解开这个谜团，我们需要借助之前学过的知识地图。请大家回忆，我们体内的物质运输靠的是谁？（学生：血液循环系统）。很好，那么废物要排出，首先得进入血液被运输到“处理厂”。这个处理厂就是——泌尿系统。本节课，我们将沿着“废物从何来→运输到何处→如何处理→最终产物是什么”这条线索，重点探查这个核心处理厂——肾脏的内部工作原理。

第二、新授环节

###任务一：定位“处理厂”——认识泌尿系统

1.教师活动：首先，通过动态3D动画展示人体泌尿系统的整体结构和空间位置。教师指图讲解：“看，这就是我们的‘人体环保总局’——泌尿系统，它包括肾脏、输尿管、膀胱和尿道。其中，肾脏是核心‘净化车间’，一对儿，像两颗蚕豆，位于我们的腰部两侧。”接着提问引导深入：“为什么净化车间（肾脏）需要那么丰富的血液供应？（展示肾脏血管图）请大家结合它的功能猜一猜。”然后，引导学生将泌尿系统各结构与其功能连线：“净化后的‘中水’（尿液）暂时储存在哪里？通过什么管道排出？”

2.学生活动：观看动画，跟随教师指认，在任务单的示意图上标注各器官名称。思考并回答教师关于肾脏血供丰富的原因（预设：因为要处理血液中的废物）。进行结构与功能的匹配练习，并与同桌相互检查指认。

3.即时评价标准：1.能准确在图上指出肾脏、输尿管、膀胱、尿道的位置。2.能正确说出“肾脏是形成尿液的器官”这一核心功能。3.能尝试用“因为…所以…”的句式解释肾脏血供丰富的原因（如：因为要过滤血液，所以需要大量血液流经）。

4.形成知识、思维、方法清单：1.泌尿系统组成：记住“肾、输、膀、尿”这四个字及对应器官。★这是排泄的主要途径。2.肾脏的核心地位：肾脏是形成尿液的器官，其连接着肾动脉和肾静脉，工作量巨大。3.结构与功能观初现：丰富的血液供应（结构）是为了高效处理血液废物（功能）。▲教学提示：此处不必深入肾单位，重在建立系统整体观。

###任务二：探查“核心车间”——初识肾单位

1.教师活动：“现在，我们要用‘显微镜’放大进入肾脏这个‘净化车间’内部。每个肾脏由一百多万个更微小的‘净化单元’——肾单位构成。”展示肾单位结构模式图，用生动比喻讲解：“大家看，肾单位像不像一个‘漏斗’加一根‘弯弯曲曲的管子’？这个‘漏斗口’叫肾小球，其实是由毛细血管缠绕成的球体，外面包着‘漏斗’——肾小囊。‘长管子’就是肾小管，外面也包裹着毛细血管网。”提问：“请大家观察，血液进入和离开肾小球的血管分别叫什么？（入球小动脉和出球小动脉）它们的管径粗细可能有什么特点？这暗示了什么？”（引导学生推测过滤的压力来源）。

2.学生活动：观察肾单位模式图，识别肾小球、肾小囊、肾小管的基本形态和位置关系。在教师引导下，尝试推测入球小动脉粗、出球小动脉细可能造成肾小球毛细血管内血压较高，利于过滤。在任务单上完成肾单位各部分的标注。

3.即时评价标准：1.能在图中识别出肾小球、肾小囊、肾小管。2.能理解肾小球是一个毛细血管球。3.能基于血管特点，合理推测其功能与“过滤”相关。

4.形成知识、思维、方法清单：4.肾单位是肾脏结构和功能的基本单位。★必须建立“宏观肾脏→微观肾单位”的层级概念。5.肾小球与肾小囊：肾小球是毛细血管球，肾小囊套在肾小球外，两者共同构成“滤过膜”。6.观察与推理：根据入球/出球小动脉的形态差异，推理其功能意义，是“结构与功能观”的再次应用。

###任务三：解密“第一道工序”——肾小球的过滤作用

1.教师活动：“肾单位这个‘净化单元’是如何工作的？它有两道关键工序。第一道：肾小球的过滤。”呈现“血浆、原尿成分对比表”，设问制造冲突：“看，血液（血浆）流经肾小球后，一部分物质进入了肾小囊成为‘原尿’。大家对比一下，原尿中出现了什么？消失了什么？（血细胞、大分子蛋白质不见了）。这说明肾小球像什么？”（引导学生说出“筛子”或“滤网”）。总结：“对，它就像一个精细的筛子，把血细胞和大分子蛋白质这类‘大件货物’留在血液里，而水、无机盐、葡萄糖、尿素等‘小分子物质’则被过滤出去，形成原尿。这个过程我们叫‘过滤作用’，形成的是原尿。”

2.学生活动：分析对比表格数据，小组讨论并汇报发现：原尿中没有血细胞和蛋白质，但含有葡萄糖、尿素等。得出“肾小球起到过滤作用，像筛子”的结论。理解“原尿”是过滤后的产物。

3.即时评价标准：1.能准确从数据表中找出原尿与血浆的成分差异。2.能用“过滤”一词描述肾小球的作用。3.能正确说出原尿中不含有的两种物质（血细胞、蛋白质）。

4.形成知识、思维、方法清单：7.过滤作用的本质：血液中的水、无机盐、葡萄糖、尿素等小分子物质，透过肾小球和肾小囊内壁，进入肾小囊腔形成原尿。★关键点：血细胞和大分子蛋白质不过滤。8.原尿的成分：含有葡萄糖、氨基酸、尿素、无机盐和水，不含血细胞和蛋白质。9.数据分析能力：通过对比表格数据得出结论，是科学探究的重要方法。

###任务四：揭秘“第二道工序”——肾小管的重吸收作用

1.教师活动：这是突破难点的关键环节。继续呈现“原尿、尿液成分对比表”，制造更大的认知冲突：“如果原尿直接排出去，那就是尿液吗？我们再对比一下原尿和最终尿液的成分。震惊吗？原尿里的葡萄糖去哪儿了？”（学生：消失了！）“是的，葡萄糖完全不见了！而且水量大大减少。这些有用的物质，难道被当成垃圾扔掉了？显然不是！它们被‘重吸收’回血液了。”教师阐述：“这就是第二道工序——肾小管的重吸收作用。肾小管周围的毛细血管，会把原尿中对身体还有用的物质，比如全部的葡萄糖、大部分的水、部分无机盐，重新吸收回血液。而剩下的废物，如尿素、一部分无机盐和少量的水，就形成了最终的尿液。”强调“选择性”：“请注意，它不是全部吸收，而是‘有用则收，无用则弃’，非常智能！”

2.学生活动：观察第二份对比表，发现葡萄糖归零、水量锐减等惊人变化，产生强烈认知冲突。聆听教师讲解，理解“重吸收”的概念和意义。思考并回答：“为什么葡萄糖要全部重吸收？为什么水是大部分而不是全部重吸收？”（联系能量需求和排水保废的功能）。

3.即时评价标准：1.能指出原尿与尿液最显著的区别是葡萄糖含量和水量。2.能说出“重吸收”这个术语。3.能初步理解重吸收是“有选择性的”，目的是收回有用物质。

4.形成知识、思维、方法清单：10.重吸收作用的本质：肾小管将原尿中的大部分水、全部葡萄糖、部分无机盐重新吸收回血液。★这是理解尿液浓缩的关键。11.尿液的形成：经肾小管重吸收后，剩下的废物（尿素、部分无机盐、水）形成尿液。12.选择性重吸收：这是难点核心！重吸收是有选择、有比例的，体现了生命系统的智能调节。▲教学提示：可用“捡回宝贝，倒掉垃圾”来比喻。

###任务五：动态建模——“净化流水线”全流程演示

1.教师活动：分发简易动态演示教具（或让学生用笔画图示意）。提出挑战：“现在，请各小组合作，利用这些材料，动态演示一下：一‘股’携带着血细胞、蛋白质、葡萄糖、尿素、水分子的‘血液’，是如何流经肾单位，最终变成尿液的。一边演示，一边派代表解说。”教师巡视指导，重点关注学生是否能清晰区分“过滤”和“重吸收”两个地点和不同对象。最后邀请一个小组上台展示。

2.学生活动：小组合作，操作教具或绘制流程图，模拟血液流动、在肾小球发生过滤（血细胞、蛋白质留下）、形成原尿、在肾小管发生重吸收（葡萄糖等被“收回”）、最终形成尿液的过程。组内讨论解说词，准备展示。观看他组展示，进行评价或补充。

3.即时评价标准：1.演示中能否清晰分离“过滤”与“重吸收”两个环节。2.解说能否正确指出各环节处理的主要物质是什么。3.小组分工是否明确，合作是否有序。

4.形成知识、思维、方法清单：13.两作用一过程：尿液形成包括肾小球的过滤作用和肾小管的重吸收作用两个连续过程。★必须整合理解。14.模型建构思维：用物理模型模拟动态生理过程，是理解和表达复杂机制的有效科学方法。15.合作学习与表达：在协作中厘清概念，在展示中强化理解。

第三、当堂巩固训练

1.基础层（全体必做）：完成填空或选择题，如“形成尿液的主要器官是____”，“尿液中不含有的成分是____（A.水B.尿素C.葡萄糖D.无机盐）”。

2.综合层（多数学生挑战）：呈现一个情境：“某人尿检发现尿液中含有葡萄糖。请你运用今天所学，推测可能是他肾脏的哪个部位出现了问题？为什么？”要求学生进行书面或口头解释。

3.挑战层（学有余力选做）：提供一份更复杂的成分数据表（包含血浆、原尿、终尿及肾静脉血中某些物质的浓度），提问：“比较肾静脉和肾动脉的血液成分，尿素含量有何变化？这说明了什么？”引导学生从更系统的视角（血液循环与排泄的关系）思考问题。

1.反馈机制：基础层答案集体核对，快速反馈。综合层抽取不同答案的学生分享，引导全班辨析，教师总结强调“肾小管重吸收功能障碍”这一结论。挑战层答案可作为拓展，由教师或优秀生简要分析，揭示“肾脏净化了血液”的本质。

第四、课堂小结

“同学们，今天我们的人体环保局调查圆满结束。谁能用一句话总结，肾脏是如何‘变废为宝’（实为‘留宝弃废’）的？”引导学生回顾核心流程。然后，请学生尝试用流程图或关键词泡泡图，在笔记本上自主梳理本节课的知识结构（从排泄定义到泌尿系统，再到肾单位的两步作用）。最后提炼学科思想：“今天我们一次又一次地看到，一个精妙的结构（如丰富的血管、滤过膜、缠绕的肾小管）都是为了实现一个高效的功能。这就是生物学中最重要的‘结构与功能相适应’的观念。课后，请带着这个‘慧眼’去观察和思考更多的生命现象。”

1.作业布置：必做（基础性作业）：绘制尿液形成过程的示意图并标注关键步骤和物质变化。选做A（拓展性作业）：查阅资料，了解“血液透析”技术的基本原理，并与肾脏的工作原理进行简单比较。选做B（探究性/创造性作业）：设计一个简单的广告或宣传标语，呼吁大家关注肾脏健康，并说明理由（例如“关爱肾脏，从适量饮水开始”）。

六、作业设计

1.基础性作业（必做）：详细绘制一幅“尿液形成之路”的漫画或流程图。要求至少包含以下要素：血液进入肾脏、肾小球过滤（标注过滤出的物质）、原尿进入肾小管、肾小管重吸收（标注被重吸收回血的物质）、尿液最终流向输尿管。并附上一段简短的文字说明。

2.拓展性作业（选做）：情境写作：假如你是一颗葡萄糖分子，随着血液开始了肾脏之旅。请以第一人称写一篇简短的“游记”，描述你在肾小球和肾小管的经历和“心情变化”（例如：在肾小球担心被过滤掉，在肾小管庆幸被重吸收）。

3.探究性/创造性作业（选做）：微型项目调研：肾脏健康与饮水习惯。记录自己连续三天的每日饮水大概量（瓶装水/杯数），并结合所学知识，写一份简短的《个人饮水健康小建议》（200字以内），分析饮水不足或过量可能对肾脏工作造成的影响。

七、本节知识清单、考点及拓展

★1.排泄概念：人体将细胞代谢产生的尿素、二氧化碳等废物排出体外的过程。▲注意与排遗（排出食物残渣）严格区分，这是高频易错点。

★2.排泄途径：呼吸系统（排CO2、少量水）、皮肤（排汗，水、无机盐、尿素）、泌尿系统（最主要途径，排尿）。

★3.泌尿系统组成：肾脏（形成尿液）→输尿管（输送尿液）→膀胱（暂时贮存尿液）→尿道（排出尿液）。口诀：肾输膀尿。

★4.肾脏核心功能：形成尿液，是净化血液、维持内环境稳定的关键器官。其血供丰富（肾动脉入，肾静脉出）。

★5.肾单位：肾脏结构和功能的基本单位，每个肾约有100多万个。不可直接观察，需通过模型理解。

★6.肾单位结构（两大部分）：肾小球（毛细血管球，过滤场所）+肾小囊（套在肾小球外，收集滤液）+肾小管（细长弯曲，重吸收场所）。外有毛细血管网包绕。

★7.尿液形成两步骤：①肾小球的过滤作用（形成原尿）→②肾小管的重吸收作用（形成终尿）。

★8.过滤作用详情：当血液流经肾小球时，除血细胞和大分子蛋白质外，血浆中的一部分水、无机盐、葡萄糖、尿素等物质，过滤到肾小囊腔中，形成原尿。▲原尿与血浆的主要区别就在于此。

★9.原尿成分：含有葡萄糖、尿素、无机盐、水等，不含血细胞和蛋白质。原尿量很大，约180升/天。

★10.重吸收作用详情：原尿流经肾小管时，全部葡萄糖、大部分水、部分无机盐被肾小管重新吸收回周围的毛细血管血液中。▲这是“选择性”的精华所在。

★11.尿液（终尿）成分：水、尿素、无机盐等。不含葡萄糖和蛋白质。尿量约1.5升/天，可见大部分水被重吸收。

★12.核心考点辨析：血尿（肾小球病变，蛋白质血细胞漏出）、蛋白尿（同理）、糖尿（肾小管重吸收功能障碍或血糖过高超过重吸收能力）。

▲13.易混淆过程对比：过滤（肾小球→肾小囊，基于大小筛分）；重吸收（肾小管→血液，基于需要选择）。

▲14.数据图表分析关键：三份液体成分比较题，抓住三点：血浆有蛋白质；原尿有葡萄糖无蛋白质；终尿无葡萄糖。

▲15.结构与功能观实例：肾小球毛细血管壁薄、血压高→利于过滤；肾小管长、外绕毛细血管→利于充分重吸收。

▲16.健康拓展：适量饮水有助于排尿，稀释废物，减轻肾脏负担；长期憋尿危害膀胱和肾脏健康。

▲17.科技与生活（透析原理）：人工肾（血液透析机）模拟了肾脏的过滤功能，通过半透膜清除血液中的小分子废物（如尿素），但无法完全替代重吸收等复杂调节功能。

★18.系统思维：排泄系统与循环系统紧密协作：循环系统将废物运至肾脏，肾脏净化后的血液（肾静脉血）尿素含量降低，再经循环输布全身。

八、教学反思

一、教学目标达成度分析：从课堂问答、模型演示和巩固练习的反馈来看，绝大多数学生能够准确说出泌尿系统组成和尿液形成的两个核心步骤（过滤与重吸收），表明知识目标基本达成。能力目标方面，学生在分析成分对比表时表现积极，能够归纳出关键差异；小组建模活动虽耗时较多，但有效促进了学生对抽象过程的具体化理解，部分小组的演示解说非常清晰，体现了模型建构与表达能力的发展。情感目标在讨论健康饮水时得到自然渗透，学生反应积极。难点“选择性重吸收”的突破，依赖于两次数据对比制造的认知冲突和教师的强调讲解，后续需更多学生自主解释的例证来巩固。

（一）环节有效性评估：

1.导入环节的“人体环保局”情境和核心问题，有效激发了学生的探究兴趣，成功将生活现象（排尿）与科学问题（如何排出）联系起来。

2.新授环节的五个任务构成了逻辑清晰的认知阶梯。任务三、四利用数据对比制造冲突是关键转折点，成功将学生从被动接受引向主动思考。任务五的动手建模是亮点也是难点，它综合应用了前四个任务的知识，将静态知识转化为动态理解，虽然对部分动手能力或组织能力较弱的小组是个挑战，但通过组内互助和教师巡视指导，基本实现了“做中学”的目的。

3.巩固