初中生物七年级下册《尿的形成与排出》单元教学设计

初中生物七年级下册《尿的形成与排出》单元教学设计

一、教学背景与整体架构

（一）教材定位与课标锚点

本课选自北师大版《生物学》七年级下册第四单元“生物圈中的人”第十一章“人体代谢废物的排出”第二节。在《义务教育生物学课程标准（2022年版）》中，本内容属于“人体生理与健康”学习主题，具体对应大概念“人体各系统在神经系统和内分泌系统的调节下，相互联系和协调，共同完成各项生命活动”，以及重要概念“泌尿系统包括肾脏、输尿管、膀胱和尿道，其功能是排出废物和多余的水分”。本节内容上承“血液循环系统”与“呼吸系统”，下接“人体内环境稳态的调节”，是学生构建“结构-功能-调节”三维模型的关键节点。在学科核心素养层面，本课是渗透“结构与功能观”“稳态与平衡观”的绝佳载体，同时承担着将抽象生理过程转化为科学模型、将健康生活理念内化为行为习惯的育人使命。

（二）学情深度剖析

1.知识起点：学生已掌握细胞生活需要物质与能量、人体需要摄取营养并排出废物；七年级上册已学习显微镜结构与使用，下册前序章节已完成“血液”“循环途径”的学习，对毛细血管、动脉、静脉及物质扩散已有认知基础。但学生对“过滤”“重吸收”等生理学专有名词缺乏具象理解，易将工业滤网概念机械迁移至肾脏。

2.能力现状：具备初步的观察、识图能力，但尚未系统建立“从宏观器官到微观结构再到分子水平”的分析路径；有小组合作经验，但在复杂问题驱动下的论证式探究中逻辑链条常断裂；跨学科整合能力薄弱，难以自主关联压强、半透膜等物理学原理。

3.情感态度：对自身尿液有本能的好奇与羞涩感，存在“尿是脏东西”的片面认知；部分学生有憋尿、饮水不足等不良习惯。教学需实现认知祛魅与行为引导的双重突破。

（三）跨学科视野融合

本设计有机融入物理学（液体压强、选择性半透膜）、化学（溶质与溶剂、离子鉴定）、工程学（人工肾透析器设计雏形）及公共卫生学（节水与泌尿健康），打破学科壁垒，还原生命科学在真实世界中的综合应用。

二、教学目标精准表述

（一）生命观念（【核心素养·基础】）

1.通过观察肾脏实物标本与肾单位模型，阐述泌尿系统的组成及肾脏的宏观、微观结构，建立“结构与其排泄功能相适应”的生命观念。

2.基于尿形成过程中物质“滤过”与“重吸收”的量化对比，认同人体通过精密调节维持内环境稳态，珍视生命系统的精妙。

（二）科学思维（【核心素养·重要】）

3.运用分析与综合的方法，从“肾小球滤过率”与“肾小管重吸收率”数据中归纳尿形成的基本原理。

4.构建“尿的形成与排出”概念模型与物理模型，发展建模思维。

5.通过“成分变化追踪法”逆向推理病变可能部位，培养批判性思维。

（三）科学探究（【核心素养·重要】）

6.模拟“肾单位的工作原理”实验，设计并操作简易过滤装置与重吸收装置，在变量控制中体验科学探究过程。

7.针对“尿毒症患者为什么要做透析”展开资料分析与循证讨论，发展解决真实情境问题的能力。

（四）社会责任（【核心素养·基础】）

8.结合尿液异常成分（血尿、蛋白尿、糖尿）分析，形成关注自身与家人健康的责任意识。

9.建立科学饮水、及时排尿的健康生活习惯，形成珍爱生命、节约医疗资源的社会责任感。

三、教学重点与难点突破策略

（一）教学重点（【高频考点】【基础】）

1.肾单位的结构与分布。

2.尿液形成过程中肾小球滤过作用和肾小管重吸收作用。

（二）教学难点（【难点】【热点】）

3.区别滤过作用与重吸收作用的本质（被滤过或被重吸收的物质类型、发生部位、动力来源）。

4.理解血液、原尿、尿液三种液体成分差异的内在生理机制。

5.构建“物质守恒”视角：为何蛋白质、血细胞未滤过，葡萄糖全部被重吸收，部分水、无机盐、尿素被重吸收。

（三）突破策略

6.概念具象化：引入“建筑筛网”对比“生理半透膜”区别，强调“选择性”不仅仅是孔径问题，还与电荷、载体蛋白有关。

7.数据可视化：将课本表格（每24小时流经肾脏的血浆量、原尿量、终尿量）转化为柱状图与饼图，用亿级数据震撼学生认知，凸显重吸收的效率与必要性。

8.角色代入法：请学生扮演“肾单位审稿员”，判断哪些物质能通过“肾小球编辑室”，哪些必须被“肾小管重吸收编辑”召回。

9.跨学科锚点：物理学“半透膜渗透压”知识在课堂上以微视频形式插入，2分钟解释“为什么滤过动力来自血压”。

四、教学资源与准备

1.猪肾（或羊肾）实物解剖标本（福尔马林固定），每组一套肾单位拼插模型，多媒体交互课件。

2.教师自制“血液-原尿-终尿”成分动态变化Flash动画。

3.分组实验材料：漏斗、滤纸、胶头滴管、烧杯、稀释红墨水、淀粉溶液、碘液、鸡蛋清稀释液、自制半透膜袋（玻璃纸）。

4.课前发放“学习支架卡”：包含血浆、原尿、终尿主要成分参考数据表，肾脏冠状切面轮廓图。

五、教学实施过程（核心环节，占总篇幅80%以上）

（一）创境激疑：从生活经验走向科学追问（约7分钟）

[1]情境投射——打破认知羞涩

教师手持透明量筒，内盛淡黄色模拟尿液样本，以平静科学口吻导入：“成年人每天排出的尿液约1.5升，相当于3瓶矿泉水。这些看上去‘无用’的液体，其实是血液经过精密加工后的产物。”展示马拉松运动员赛后补充饮水、透析患者手臂内瘘图片，引发认知冲突：为什么有些人无法正常排尿？必须依靠机器洗血？

[2]问题链驱动

教师连续递进提问：

·尿液是从哪来的？——学生答血液。

·血液流动全身，为什么只在腰部产生尿？——引出肾脏。

·肾脏里有什么精密结构，能把血液加工成尿液？

（二）宏观建构：泌尿系统的整体定位（约5分钟）【基础】

[1]自主绘图反馈

学生在学习卡的轮廓图上标注肾脏、输尿管、膀胱、尿道的位置，同桌交换修正。教师用激光笔在人体模型上动态标示，强调肾动脉鲜红血（含代谢废物）流入，肾静脉暗红血（废物减少）流出，建立“泌尿系统是血液循环系统的下游净化工厂”隐喻。

[2]重要事实锚点

·肾脏每分钟滤过血液约1200毫升，全天总滤液量180升——学生换算：相当于360瓶矿泉水，但最终只排出1%。（【非常重要】数据记忆与比较）

·此处教师暂不解释机理，制造“180升去哪儿了？”的悬念，直指重吸收作用。

（三）微观揭秘：肾单位——核心功能单元（约15分钟）【高频考点】【难点预热】

[1]实物与模型观察

每组解剖猪肾（教师已完成额状面切割），学生使用镊子挑起皮质与髓质，对比颜色、质地；借助手持放大镜寻找皮质中针尖大小的红点——肾小体。教师强调：肾单位约200万个，单侧肾脏100万，出生后不再新生，只减少不增加。（【重要】渗透健康生活理念——保护肾单位就是保护生命线）

[2]空间逻辑构建

学生拼插肾单位模型，必须按血流方向依次组装：入球小动脉→肾小球毛细血管丛→出球小动脉→缠绕在肾小管外的毛细血管。教师巡视纠正常见错误：误将出球小动脉视为静脉；忽略肾小囊包裹肾小球形成双层壁。

[3]结构与功能初配

提问：肾小球是什么类型的血管？——动脉毛细血管网。为什么两端都是动脉？——维持高压，利于滤过。此时插入物理学微讲解：血压产生约70毫米汞柱滤过压，大于血浆胶体渗透压，水和小分子被“压”入肾小囊。此处明确标注：【跨学科链接·重要】。

（四）核心构建一：滤过作用——精准的筛子（约20分钟）【非常重要】【高频考点必考】

[1]模拟实验——谁的筛孔更科学？

学生分组进行对比实验。A组：普通滤纸过滤淀粉液与红墨水，淀粉颗粒大被截留，红色染料通过。B组：玻璃纸半透膜袋装入鸡蛋清稀释液，浸入清水中，检测袋外液体有无蛋白质。实验发现：玻璃纸不允许蛋白质通过，但允许葡萄糖、无机盐通过。教师适时引出：肾小球滤过膜的“机械屏障”（孔径限制）与“电荷屏障”（内皮细胞、基膜含负电荷，阻挡带负电的白蛋白），突破“为什么小分子蛋白质极少滤过”的深层疑惑。

[2]成分清单——滤过液的身份

展示数据：肾小球滤过液（原尿）除不含血细胞和血浆蛋白外，其他成分（葡萄糖、氨基酸、尿素、尿酸、无机盐、水）与血浆几乎相同。学生对比“血液”“血浆”“原尿”概念层级，修正错误概念：原尿不是尿液，是血浆的超滤液。课堂生成性板书：血液（有形成分+血浆）→肾小球滤过→原尿（无大分子蛋白、无血细胞）→【非常重要】此处标记☆。

[3]即时评价——医生初体验

呈现病例：“某患者尿常规检查显示红细胞++，蛋白质++”。学生推断最可能受损部位——肾小球。追问：为什么不是肾小管？引导回忆肾小管周围毛细血管内是血液，正常情况下不接触原尿。渗透结构与功能对应的逆向思维。

（五）核心构建二：重吸收作用——精准的回收（约25分钟）【非常重要】【难点突破】【高频考点】

[1]数据震撼与推理

教师呈现核心数据表：

·两侧肾脏每天形成原尿180升，每天排出终尿1.5升。

·葡萄糖：原尿中约180克/天，终尿中0克。

·钠离子：原尿中约600克/天，终尿中5克左右。

学生分组讨论：消失的物质去哪儿了？——被重新吸收回血液。引出“重吸收”概念，强调该过程主要发生在肾小管，少量在集合管。

[2]角色扮演——“肾小管回收公司”决策会

每个学习小组获一盒“货物卡”：水分子、葡萄糖、氨基酸、钠离子、氯离子、尿素、尿酸。任务：请为肾小管设计回收方案，哪些必须100%回收，哪些大部分回收，哪些少量回收，哪些完全不回收并作为废弃物留在尿液中。学生决策后，与真实生理对比：葡萄糖、氨基酸回收率100%（【非常重要】，逆浓度梯度主动运输，耗能）；水、钠离子回收率约99%（【重要】，受激素调节）；尿素回收率40%-50%，部分留在尿中。此环节自然生成“重吸收选择性”概念。

[3]微观动画与追问

播放肾小管上皮细胞重吸收动画，定格在钠-葡萄糖协同转运蛋白。教师指出：这是主动运输，需要载体蛋白和能量。临床上某种药物可抑制此转运蛋白，使部分葡萄糖留在尿液中排出——用于治疗糖尿病吗？不，这是降糖新策略，但要警惕泌尿感染。植入现代药理学前沿，开阔视野。

[4]成分追踪——从原尿到终尿的质变

学生独立完成“三种液体成分比较表”：

·血细胞与蛋白质：血液有，原尿无，终尿无。

·葡萄糖：血液有，原尿有，终尿无。

·尿素：血液有，原尿有，终尿浓度升高（因为水被重吸收，尿素被浓缩）。

总结核心规律：终尿不是原尿的简单稀释或浓缩，是滤过后再选择性回收的产物。【高频考点】特别注意：终尿中尿素浓度比血浆高60倍左右。

（六）整合建构：分泌作用——主动补充净化（约8分钟）【重要】【拓展】

教师简述肾小管与集合管还能通过主动分泌，将血液中剩余的药物、毒素、氢离子、钾离子等排入滤液。举例：青霉素主要经肾小管分泌排出。此部分不作为核心记忆负荷，但为高中学习“内环境稳态调节”作铺垫。课堂采用陈述性教学，强调“滤过+重吸收+分泌=终尿”，完善尿液形成全链条。

（七）模型输出——从建构到表达（约10分钟）【科学思维·重要】

[1]概念模型绘制

学生以“血流方向”与“滤液流向”为双主线，独立绘制尿液形成过程的概念图。要求包含以下关键词：入球小动脉、肾小球、肾小囊、原尿、肾小管、重吸收、毛细血管、终尿、集合管。教师选取典型错例投影：部分学生将肾小管重吸收的物质直接送回肾小囊，或遗漏出球小动脉分支成毛细血管包绕肾小管。通过纠错强化空间逻辑。

[2]模型迁移——人工肾透析原理

展示透析器示意图，引导学生对比：透析膜相当于肾小球滤过膜，透析液相当于血浆（不含废物），废物通过扩散进入透析液。学生顿悟：人工肾模仿了滤过，但无法模仿重吸收，因此患者需加强营养。此环节不仅巩固核心概念，更渗透工程学与医学人道主义。

（八）回归生活——排尿机制与健康习惯（约7分钟）【社会责任·热点】

[1]尿的排出通路

简要回顾输尿管蠕动、膀胱储尿（300-500毫升）、尿道括约肌控制。动画演示排尿反射，强调脊髓低级中枢与大脑皮层高级中枢的关系。举例：婴儿尿床、成年人憋尿、受惊吓小便失禁，均可用神经调控原理解释。

[2]健康辩论赛

辩题：“有了尿意是否应该立即去排尿？”正反方各抒己见。教师总结：憋尿易致膀胱炎、肾盂肾炎，但特殊职业（教师、司机）需训练膀胱容量，关键在于主动补水、勤排。提供科学饮水公式：每日饮水1500-2000毫升，观察尿液颜色为淡黄色。将生物学知识转化为健康行动指南。

（九）课堂小结与认知升华（约5分钟）

师生合作构建全课“金字塔”知识结构：

底层：泌尿系统组成。

中层：肾单位结构。

顶层：滤过—重吸收—分泌。

塔尖：稳态调节。

教师寄语：人体每天精准处理180升液体，这是生命的智慧。望同学们敬畏生命，科学护肾。

六、学习评价与作业设计

（一）过程性评价量规（嵌入各环节）

1.模型拼装正确率——量化等级。

2.实验操作规范性——玻璃纸袋是否泄漏。

3.决策辩论观点逻辑性——能否用“重吸收率”解释。

4.概念图完整性——是否包含核心关键词及正确箭头方向。

（二）分层作业（完全达标需25分钟，深度拓展自选）

[1]基础保底（全员必做）

绘制“尿的形成过程”简笔画流程图，并标注以下转折点的成分变化：肾动脉→肾静脉；原尿→终尿。

[2]拓展提升（选做，跨学科实践）

查阅资料，设计一个简易净水装置，模仿肾单位的两级处理（过滤+吸附）。写出设计原理，对比与肾脏工作的异同。

[3]社会调查（小组合作）

访谈社区医院肾内科医生或透析患者家属，制作一份“慢性肾脏病早期征兆”科普宣传单，面向低年级学生宣讲。提交电子海报。

七、教学反思预设（实施后动态调整）

本设计以“180升与1.5升”的数据冲突为悬念主轴，将微观生理过程转化为可操作、可辩论、可建模的系列探究活动。通过实物解剖突破宏观与微观衔接难点；通过半透膜实验将抽象滤过概念可视化；通过回收公司决策会化解重吸收选择性这一认知坚冰。最大亮点在于将静态知识编入“血液净化工厂”的故事隐喻，使学生始终带着工程师思维审视人体设计。潜在挑战在于七年级学生对主动运输、载体蛋白等概念接受度存在差异，因此处理为“现象级理解”而不深究分子机制，避免认知负荷过载。后续课程《汗液的形成与排出》将与本课并列为排泄两大途径，通过比较法巩固“代谢废物排出途径多样化”生态观念。

八、附：本课题核心知识清单（应列尽罗，标注重要性及考频）

（1）泌尿系统的组成：肾脏（形成尿液）、输尿管（输送尿液）、膀胱（储存尿液）、尿道（排出尿液）【基础】【高频考点·填空】。

（2）肾脏的内部结构：皮质（位于外周，色深，富含肾小体）、髓质（位于内侧，色浅，含肾小管和集合管）、肾盂（漏斗状，收集尿液）【重要】【识图必考】。

（3）肾单位：肾脏结构和功能的基本单位【基础】；每个肾单位包括肾小体和肾小管；肾小体由肾小球和肾小囊构成【非常重要】。

（4）肾小球：入球小动脉分支形成的毛细血管丛，两端均连动脉，血压高【难点·易错】；滤过膜由毛细血管内皮细胞、基膜、肾小囊脏层足细胞裂隙膜构成【拓展·选择性】。

（5）滤过作用：血液流经肾小球时，除血细胞和大分子蛋白质外，血浆中部分水、无机盐、葡萄糖、尿素等滤过到肾小囊形成原尿【非常重要】；动力来自有效滤过压【跨学科】。

（6）原尿成分：含水（93%-97%）、无机盐、葡萄糖、尿素、尿酸等，不含蛋白质和血细胞【基础】；每日原尿量180升【重要数据】。

（7）重吸收作用：原尿流经肾小管时，全部葡萄糖、大部分水和部分无机盐被重新吸收回包绕在肾小管外的毛细血管中，剩余物质形成终尿【非常重要】；重吸收方式包括主动运输（葡萄糖、氨基酸）和被动运输（水、部分离子）【物理/化学融合】。

（8）重吸收特点：选择性【核心难点】；葡萄糖、氨基酸回收率100%【高频考点】；水、钠离子约99%；尿素约40%-50%【重要细节】。

（9）肾小管分泌：肾小管上皮细胞将血液中剩余代谢废物或外来物质（如青霉素、氢离子、钾离子）排入滤液【重要·次频】。

（10）尿液成分：水（95%）、无机盐、尿素、尿酸等，无葡萄糖、蛋白质、血细胞【基础】；异常尿含葡萄糖→肾小管病变/糖尿病；含蛋白质/血细胞→肾小球病变【热点·应用】。

（11）尿的排出：膀胱平滑肌可伸展，储尿300毫升左右产生尿意；受意识控制；排尿反