初中生物七年级下册《人体内废物的排出》创新教学设计

初中生物七年级下册《人体内废物的排出》创新教学设计

一、教学背景与设计理念

（一）课程定位与核心价值

【基础】本章节“人体内废物的排出”隶属于初中生物课程体系中“生物圈中的人”这一重要主题。在学习了人体的营养、呼吸、物质运输之后，本课将完整呈现人体新陈代谢的最终环节——废物排出，标志着对人体生理活动完整性理解的闭环构建。本课不仅是前序知识的综合与应用，更是理解人体内环境稳定、细胞正常生活条件的关键。其核心价值在于帮助学生建立“生命体是一个开放的系统，必须与外界环境进行物质交换才能维持内部稳定”的生命观念，并通过对肾脏结构与功能的学习，初步形成“结构与功能相适应”的生物学思想。

（二）学情分析

【基础】七年级学生正处于形象思维向抽象逻辑思维过渡的阶段。他们对自身的身体构造充满好奇，但对微观的生理过程缺乏直观感知。学生已具备细胞生活需要物质和能量、需要排除废物的前概念，但对“废物具体是什么”、“通过什么途径排出”、“如何实现精准调控”等问题尚不清晰。此外，学生对肾脏、膀胱等器官仅有模糊的日常印象，对其精细结构和复杂功能知之甚少。教学中需充分利用直观教具、多媒体动画和生活实例，将抽象的生理过程具体化、形象化，引导学生从感性认识上升到理性分析。

（三）设计理念

本设计以“大概念”统摄单元教学，以“真实情境”驱动探究，以“模型建构”深化理解，以“健康生活”为价值归宿。严格遵循《义务教育生物学课程标准（2022年版）》理念，聚焦核心素养：

1.生命观念：通过分析排泄途径，理解人体通过自我调节维持内环境稳态的重要性和机制。

2.科学思维：运用观察、比较、归纳、演绎等方法，探究尿的形成过程，构建动态的生理模型。

3.探究实践：设计并实施关于模拟尿液形成的探究活动，培养动手能力和合作精神。

4.态度责任：通过学习泌尿系统的结构和保健知识，认同良好的生活习惯（如适量饮水、及时排尿）对健康的重要性，形成健康生活的态度和社会责任感。

二、教学目标

1.生命观念：说出人体排泄的三条主要途径及其意义；概述泌尿系统的组成及各部分的功能；阐明尿液的形成和排出过程，初步建立人体内环境稳态的调节机制观念。

2.科学思维：通过观察肾脏结构模式图、肾单位模型，培养观察与空间想象能力；通过分析血浆、原尿、尿液成分变化的数据，运用比较、推理方法，阐释肾小球的过滤作用和肾小管的重吸收作用，培养逻辑思维能力。

3.探究实践：尝试制作肾单位模型或利用滤纸、漏斗等材料模拟肾小球的过滤作用，并在实践中发现问题、解决问题。

4.态度责任：关注泌尿系统的卫生保健，养成多喝水、不憋尿的良好习惯；了解人工肾和肾移植的相关知识，关爱肾病患者，珍爱生命。

三、教学重难点

（一）教学重点

1.【基础】泌尿系统的组成。

2.【核心概念】尿液的形成过程（肾小球的过滤作用和肾小管的重吸收作用）。

3.【基础】排泄的三条途径及意义。

（二）教学难点

1.【难点】【高频考点】辨析血液、血浆、原尿和尿液的主要成分差异及其原因，深刻理解肾单位各部分的功能。

2.【难点】理解肾小囊中的液体（原尿）与血浆相比，为什么没有大分子蛋白质；尿液与原尿相比，为什么没有葡萄糖。

3.建立肾单位微观结构与尿液形成宏观过程之间的动态联系。

四、教学方法与准备

（一）教学方法

1.情境教学法：创设生活情境，如“尿常规化验单解读”，激发探究兴趣。

2.直观演示法：利用多媒体动画、3D模型展示泌尿系统结构和尿液形成过程。

3.合作探究法：小组合作分析数据资料，模拟“尿液成分分析员”工作，共同建构知识。

4.比较归纳法：引导学生对比分析多份液体成分数据表，找出规律，得出结论。

5.模型建构法：指导学生制作简易肾单位模型，加深对结构功能的理解。

（二）教学准备

1.教师：多媒体课件（包含高清图片、Flash动画、微视频）、泌尿系统结构模型、肾单位结构模型、血浆、原尿、尿液成分数据对比表、导学案。

2.学生：课前预习教材，搜集关于尿毒症、血液透析的相关资料；准备橡皮泥、滤纸、漏斗、小剪刀等制作模型的材料。

五、教学实施过程（核心环节）

（一）创设情境，导入新课（约5分钟）

【情境创设】教师在大屏幕上展示一份真实的“尿常规化验单”（隐去患者个人信息），聚焦几个关键项目：葡萄糖（GLU）、蛋白质（PRO）、红细胞（RBC）。

【问题驱动】“同学们，这份看似普通的化验单，却是医生诊断疾病的重要依据。为什么医生能通过尿液了解我们身体内部的状况？尿液究竟是如何产生的？它里面到底应该包含什么，不应该包含什么？今天，就让我们化身为‘人体健康小侦探’，一起走进《人体内废物的排出》的探索之旅，揭开尿液形成的神秘面纱。”

【设计意图】从生活实际切入，利用真实且略带神秘的医疗文书激发学生的好奇心和学习内驱力，直指本课核心问题，实现“课未始，兴已浓”的效果。

（二）预习反馈，明晰途径（约8分钟）

1.【基础概念辨析】教师首先引导学生明确两个易混淆的概念：排泄与排遗。

1.2.提问：“我们每天都要上厕所，这是不是在排出废物？我们呼吸、出汗是不是也是在排出废物？这些过程都一样吗？”

2.3.学生讨论后，教师精讲：【基础】排泄是指人体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；而排遗是指将消化道内未消化的食物残渣（粪便）排出体外的过程。二者的来源和途径截然不同。

4.【归纳排泄途径】

1.5.教师引导学生联系已有知识：“呼吸系统排出什么废物？”（二氧化碳和少量水）→【重要】呼吸系统。

2.6.联系生活经验：“夏天出汗多，冬天出汗少，汗液有什么味道？它排出了什么？”（水分、少量无机盐和尿素）→【基础】皮肤（汗液）。

3.7.引出核心：“除了呼吸和出汗，人体绝大部分的代谢废物，尤其是含氮废物（如尿素），是通过哪个系统以什么形式排出的？”→【核心概念】泌尿系统（尿液）。

4.8.师生共同总结排泄的三条途径，并强调泌尿系统是排泄的最主要途径，从而自然过渡到本课的核心内容。

（三）整体感知，认识系统（约10分钟）

1.【自主学习与建构】教师布置任务：“请同学们阅读教材，结合泌尿系统结构挂图或模型，自主完成导学案上泌尿系统组成结构的填空，并尝试用一句话概括各部分的功能。”

2.【合作学习与表达】小组内交流答案后，请一位学生到讲台前，手持模型，向全班同学介绍泌尿系统的组成（肾脏、输尿管、膀胱、尿道），并简述各部分功能。

3.【教师精讲与提升】

1.4.教师在学生介绍的基础上，重点强调：【重要】肾脏是形成尿液的器官，是泌尿系统的主要器官，位置在脊柱两侧，形似蚕豆。

2.5.生动比喻：“如果把泌尿系统比作一家‘垃圾处理厂’，肾脏就是核心的‘垃圾处理车间’，负责把血液中的废物分离出来形成尿液；输尿管是‘运输管道’；膀胱是‘临时储存仓库’；尿道则是‘出厂通道’。这样，一个动态的工厂形象就印在了学生脑中。”

6.【深度追问】“为什么肾脏能承担如此精密的‘垃圾分类’工作？这与它的什么特点有关？”引出对肾脏微观结构的探索欲望。

（四）微观探秘，聚焦肾单位（约12分钟）

1.【结构与功能观的渗透】教师展示肾脏纵剖图，引导学生观察皮质、髓质和肾盂。

1.2.讲解：“大家看，肾脏的皮质颜色较深，髓质颜色较浅，这暗示着它们可能有着不同的结构。肾脏这个精密的‘车间’里，其实包含着大约100万个结构功能单位，这就是我们今天要认识的核心主角——【核心概念】肾单位。”

3.【模型观察与拆解】

1.4.分发肾单位立体模型或展示高清3D结构图，引导学生分组观察。

2.5.教师引导拆解：“请同学们找到肾小体（包括肾小球和肾小囊）以及与它相连的肾小管。尝试描述一下肾小球是一团什么样的结构？肾小囊像什么包裹着它？”（肾小球是一团毛细血管球；肾小囊像一只双层玻璃杯，杯口包裹着肾小球）

3.6.【难点初探】引导学生想象血液流过肾小球时的情景。

7.【总结与板书】师生共同总结：每个肾单位由【重要】肾小体和【重要】肾小管两部分组成。肾小体包括肾小球和肾小囊。这是实现尿液形成的“微观车间”。

（五）探究建模，揭秘尿形成（约25分钟）——【核心环节】

1.【问题链驱动】教师提出一系列层层递进的问题：

1.2.“血液流经肾小球时，会发生什么？血液中的哪些成分可以‘跑’出去，哪些不能？”

2.3.“这些‘跑’出去的液体，我们称之为原尿。原尿是不是就是我们排出的尿液？如果不是，它还要去哪里？发生什么变化？”

4.【数据对比分析】——【难点突破】【高频考点】

1.5.教师展示精心设计的“血浆、原尿、尿液主要成分比较表（克/100毫升）”，引导学生以小组为单位进行分析。

2.6.成分表：

成分

血浆中

肾小囊中（原尿）

尿液中

水

90

98

96

蛋白质

8.00

0.03

0.00

葡萄糖

0.10

0.10

0.00

无机盐

0.72

0.72

1.10

尿素

0.03

0.03

1.80

3.7.教师引导分析（三个核心对比）：

1.4.8.【对比1：血浆与肾小囊中原尿】“请大家对比血浆和原尿的成分。你发现了什么最显著的变化？这说明了什么？”

1.2.5.9.学生发现：蛋白质含量从8.00骤降到0.03，几乎为零，而其他成分如水、葡萄糖、无机盐、尿素的含量基本相同。

2.3.6.10.师生共同推理得出结论：【核心概念】当血液流经肾小球时，血浆中的水、无机盐、尿素、葡萄糖等小分子物质可以透过肾小球毛细血管壁和肾小囊内壁进入肾小囊，形成原尿。而大分子的蛋白质和血细胞不能透过，所以原尿中几乎没有蛋白质。这个过程就是【重要】肾小球的过滤作用。

4.7.11.【对比2：肾小囊中原尿与尿液】“再对比原尿和尿液的成分。又有哪些惊人的变化？这又说明了什么？”

1.5.8.12.学生发现：原尿中有葡萄糖（0.10），而尿液中却没有了（0.00）；同时，尿液中的无机盐和尿素浓度大大增加了。

2.6.9.13.学生推理：原尿在流经肾小管时，其中的葡萄糖被全部“拿”回了血液中。

3.7.10.14.教师补充：【核心概念】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，被肾小管重新吸收回包绕在肾小管外的毛细血管中，再次回到血液。这个过程就是【重要】肾小管的重吸收作用。而剩下的物质（水、无机盐、尿素）就形成了最终排出体外的尿液。

15.【模型建构与模拟】——【探究实践】

1.16.活动：“同学们，理论分析让我们理解了尿的形成。现在，让我们利用手边的材料（滤纸、漏斗、烧杯、滴管、混有小米和大米的‘模拟血液’），分小组合作构建一个‘肾单位工作模拟器’。”

2.17.任务一：用滤纸模拟肾小球和肾小囊内壁，用漏斗模拟肾小囊，观察“血液”中哪些物质可以滤过到下面的烧杯（模拟肾小囊腔），形成“原尿”。

3.18.任务二：思考，如果想让“原尿”变成最终“尿液”，我们应该用什么材料模拟肾小管，把“葡萄糖”（如大米）吸回来？

4.19.学生在动手实践中深化理解过滤与重吸收的过程，直观感受肾单位各部分功能的精妙配合。

（六）全程回顾，总结排出（约5分钟）

1.【动态流程梳理】播放尿液形成与排出的完整Flash动画：血液流经肾小球→过滤形成原尿→原尿流经肾小管→重吸收后形成尿液→尿液流入肾盂→经输尿管→暂存膀胱→经尿道排出。

2.【学生复述】请一位学生担当“讲解员”，结合动画，完整复述尿液从产生到排出的全过程，教师及时纠正和鼓励。

3.【板书总结】师生共同构建本章节的知识网络图，将泌尿系统的组成、肾单位的结构、尿液形成的过程（过滤和重吸收）串联起来。

（七）学以致用，关注健康（约5分钟）

1.【回归情境】再次展示导入时的“尿常规化验单”，提问：“现在你能当小医生，分析一下如果这份化验单上葡萄糖或蛋白质显示阳性，可能说明哪个部位出问题了吗？”（引导学生推测可能是肾小球或肾小管病变）

2.【生活链接】播放短视频：医生讲解为什么不能憋尿？为什么每天要保证充足饮水？

1.3.学生讨论后教师总结：【重要】适量饮水有助于及时排出体内废物，防止尿路感染；憋尿会使膀胱壁过度伸张，影响其功能，甚至导致尿液倒流引起肾盂肾炎。

4.【拓展延伸】简要介绍“血液透析”（人工肾）的基本原理，就是模拟了肾小球的过滤作用。引导学生关注现代医学技术，关爱肾病患者，珍视自己和家人的健康。

六、板书设计

【标题】第五章人体内废物的排出

一、排泄与排遗

1.排泄：呼、汗、尿（代谢废物）

2.排遗：粪便（食物残渣）

二、泌尿系统的组成

肾脏（形成尿液）→输尿管（输送尿液）→膀胱（暂时贮存）→尿道（排出尿液）

三、尿的形成（核心）

（一）肾单位——结构和功能单位

1.肾小体

a.肾小球（毛细血管球）

b.肾小囊

2.肾小管

（二）形成过程

1.【过滤】肾小球→肾小囊腔（形成原尿）

-条件：小分子物质（水、无机盐、尿素、葡萄糖）

-不能透过：大分子蛋白质、血细胞

2.【重吸收】肾小管（形成尿液）

-重新吸收：全部葡萄糖、大部分水、部分无机盐→回到血液

-剩余：水、无机盐、尿素（尿液）

四、尿的排出与卫生

1.途径：肾脏→输尿管→膀胱→尿道→体外

2.