初中生物学七年级下册《泌尿系统与稳态-人体内废物的排出》微课教案

初中生物学七年级下册《泌尿系统与稳态——人体内废物的排出》微课教案

一、教学内容分析

（一）【基础】教材定位与内容概述

本节内容为人教版初中生物学七年级下册第四单元“生物圈中的人”第五章“人体内废物的排出”的核心部分。本章内容承接了第四章“人体内物质的运输”（循环系统），并为后续学习第八章“人体生命活动的调节”中关于水平衡的激素调节奠定基础，是构建“人体是一个统一的整体”这一重要概念的关键环节。本微课聚焦于泌尿系统的组成、尿液的形成过程以及排尿的意义，通过对这部分内容的深度剖析，旨在帮助学生建立起人体通过泌尿系统排出废物，以维持内环境稳态的生物学观念。

（二）【重要】知识结构与内在逻辑

本节内容的逻辑主线清晰，遵循“结构决定功能”的生物学基本原理。

1.宏观到微观的认知路径：从认识泌尿系统的整体器官构成（肾脏、输尿管、膀胱、尿道），逐步聚焦到肾脏这一核心器官的微观结构（肾单位），再深入到肾单位的微观功能单位（肾小球、肾小囊、肾小管）。

2.动态过程的逻辑链：围绕尿液的形成，展开“过滤”与“重吸收”两个核心生理过程。首先，血液流经肾小球时，发生“肾小球和肾小囊内壁的过滤作用”，形成原尿；然后，原尿流经肾小管时，发生“肾小管的重吸收作用”，将大部分有用物质（如全部葡萄糖、大部分水、部分无机盐）重新吸收回血液，剩余的物质形成终尿。

3.稳态维持的观念渗透：通过对尿液成分的分析（比较血浆、原尿、终尿的成分差异），引导学生理解排尿不仅仅是排出废物，更重要的是调节体内水和无机盐的平衡，从而维持组织细胞正常的生理功能。

（三）【难点】跨学科视野的融合点

1.与物理学的关联：尿液的形成过程中，肾小球的过滤作用依赖于“过滤（筛分）”原理，这本质上是基于物质分子大小差异的物理过程。肾小囊内壁与紧贴它的毛细血管壁就像一个精密的滤网，血细胞和大分子蛋白质无法通过，而小分子物质如水、无机盐、尿素、葡萄糖等可以滤过。

2.与化学的关联：血液和尿液的成分分析，涉及物质的化学组成（如尿素、无机盐离子等）。理解肾脏如何通过重吸收作用维持水盐平衡，其背后是化学中关于浓度、渗透压的原理。例如，肾小管周围毛细血管网对水、无机盐的重吸收，与组织液和血液之间的渗透压差密切相关。

3.与工程学的关联：人工肾（透析机）的设计原理，正是对肾脏过滤与重吸收功能的模拟，是仿生学在医学工程领域的杰出应用。这为培养学生的工程思维和技术创新能力提供了绝佳的素材。

二、学情分析

（一）【基础】知识储备

七年级学生已在第四章学习了血液循环系统，对血液的成分（血浆、血细胞）、血管类型（动脉、静脉、毛细血管）以及血液循环的途径有了初步了解。这为理解“血液是如何流经肾脏并得到净化”提供了必要的知识铺垫。同时，学生通过日常生活经验，对排尿现象有直观感受，但对其生理意义和具体形成过程知之甚少。

（二）【难点】认知特点与思维障碍

1.微观结构与抽象概念的理解障碍：肾单位的结构极其微小、复杂，学生难以凭空想象肾小球“一团毛细血管球”的形态以及它与肾小囊、肾小管的立体空间位置关系。这是本节微观认知的【难点】。

2.动态过程的逻辑建构障碍：尿液的形成是两个连续且动态的过程，学生容易混淆过滤和重吸收发生的部位、物质去向及各自的结果。特别是对“原尿”和“终尿”成分差异的原因分析，需要严密的逻辑推理能力。

3.功能与结构联系的割裂：学生可能孤立地记忆肾单位各部分的名称，而难以建立起“因其有毛细血管球（结构），故能进行过滤（功能）”或“因其外包绕着毛细血管网（结构），故能重吸收物质回血液（功能）”的联系。

（三）【高频考点】前概念与经验基础

学生已有的经验中，“尿里有什么”通常指向“尿素”，而容易忽略水、无机盐等成分。同时，他们可能会错误地认为“尿就是由肾脏直接产生的”，而忽略了膀胱的暂时储存作用。这些前概念需要通过精准的教学设计予以澄清和深化。

三、教学目标设计

依据核心素养导向，确立如下教学目标：

（一）【基础】生命观念

通过比较血浆、原尿和终尿的成分，说出排尿对调节体内水和无机盐平衡、维持细胞正常生理功能的意义，初步形成人体是一个动态、开放的、维持内部环境相对稳定的系统观。

（二）【重要】科学思维

1.通过观察泌尿系统模型、肾单位结构示意图或显微图像，运用归纳与概括的方法，描述泌尿系统的组成和肾单位的结构。

2.通过分析血浆、原尿、终尿中主要成分的数据差异，运用演绎与推理的方法，阐明尿液的形成过程，理解肾单位的过滤作用和重吸收作用。

（三）【难点】科学探究

能针对“尿液的形成受哪些因素影响？”提出可探究的问题，并尝试运用所学知识作出假设，初步培养探究意识和能力。

（三）社会责任

1.关注泌尿系统的卫生保健，认同健康的生活方式（如适量饮水、及时排尿）对维持肾脏健康的重要性。

2.关注尿毒症等肾脏疾病患者，认同器官捐献和现代医学技术（如血液透析、肾脏移植）对挽救生命的重要价值，培养珍爱生命、关爱他人的情感。

四、教学重难点

（一）【核心】教学重点

1.泌尿系统的组成及肾脏是形成尿液的主要器官。

2.肾单位的结构及其与尿液形成功能相适应的特点。

3.尿液的形成过程，包括肾小球和肾小囊内壁的过滤作用以及肾小管的重吸收作用。

（二）【难点】教学难点

1.结构与功能关系的深度理解：理解肾单位（特别是肾小球、肾小囊和肾小管周围毛细血管网）的结构是如何精妙地与其过滤和重吸收功能相适应的。

2.尿液形成过程的逻辑建构：准确区分过滤和重吸收两个过程的发生部位、物质变化方向及其最终对维持内环境稳态的意义。

五、教学方法与策略

（一）【主导】支架式问题驱动法

将核心知识设计成一系列层层递进的问题，引导学生像科学家一样思考和探究。例如，从“人体在代谢中产生了哪些废物？”到“这些废物是如何被收集并排出体外的？”，再到“肾脏这个精密的工厂是如何工作，将血液中的有用物质留下、废物滤出的？”

（二）【主体】直观教学与模型建构结合

1.宏观模型/视频：利用泌尿系统模型或三维动画视频，帮助学生建立器官的空间位置和形态结构的直观印象。

2.微观结构动画：重点制作或选用肾单位过滤与重吸收的动态过程动画，将抽象过程具象化、可视化。模拟血液在肾小球毛细血管中流动，小分子物质穿过滤过膜进入肾小囊腔；模拟原尿流经肾小管时，葡萄糖、大部分水等被周围毛细血管“回收”的画面。

（三）【特色】跨学科类比分析

1.过滤作用的类比：用“筛子筛米”或“咖啡机过滤咖啡粉”类比肾小球的过滤作用，强调筛孔大小（滤过膜）决定了能通过的物质（滤过物）与不能通过的物质（残留物）。

2.重吸收作用的类比：将肾小管比作一条“回收流水线”，周围毛细血管比作“回收车”，将原尿中的宝贵资源（葡萄糖、氨基酸、大部分水、无机盐等）“拣选并运输”回血液。

3.数据分析归纳：呈现血浆、原尿、终尿的成分对比表，引导学生像侦探一样，通过数据差异的对比分析，推断出发生重吸收的部位和物质。

六、教学准备

（一）教师准备

1.制作精美的多媒体课件（PPT或希沃白板5课件），内含高清图片（肾脏剖面图、肾单位模式图）、三维动画（尿液形成过程）和关键数据的对比表格。

2.准备人体泌尿系统模型或肾脏放大模型。

3.设计课前预习任务单（包含对血液循环和血液成分的回顾）和课中探究任务单（包含数据分析表格和思考题）。

4.【拓展】准备一段关于“血液透析原理”的科普短视频。

（二）学生准备

1.复习七年级上册第四章《人体内物质的运输》中关于血液成分和血液循环路径的相关知识。

2.预习教材中“尿的形成”部分，尝试绘制肾单位的简单结构图。

七、【核心】教学实施过程

本微课总时长设计为15-18分钟，分为四个环节，其中“核心探究——尿的形成”环节为重中之重，占据约60%的时间。

（一）【导入】创设情境，激发动机（约1.5分钟）

1.情境创设：屏幕展示一段动画：一个在剧烈运动后大汗淋漓的人，大口喝水后不久去洗手间。画外音：同学们，我们每天都要喝水、吃饭，也都要排尿。你有没有想过，我们喝进肚子里的水，最后是怎么变成尿排出体外的？我们的身体又是如何从复杂的血液中，精准地“挑出”废物，而把宝贵的葡萄糖、蛋白质等留在体内的呢？

2.引出课题：今天，我们就一起走进人体的“净化工厂”，探秘“人体内废物的排出——泌尿系统与稳态”。（展示课题）

3.明确目标：简要介绍本节课的学习目标，让学生带着问题进入学习。

（二）【宏观认知】探访“净化工厂”——泌尿系统的组成（约2.5分钟）

1.【基础】任务一：认识工厂的“车间”与“管道”

1.2.展示人体泌尿系统模型图，引导学生从位置、形态、功能三个维度，依次认识肾脏（一对，形似蚕豆，位于腰部脊柱两侧）、输尿管（一对，细长管道）、膀胱（一个，囊状结构，位于盆腔内）、尿道（一条，管道）。

2.3.师生活动：教师指图讲解，学生跟随描述。强调肾脏是“净化工厂”的核心车间，是形成尿液的场所；输尿管是尿液输送的管道；膀胱是暂时储存尿液的“仓库”；尿道是尿液排出体外的通道。

4.【重要】任务二：聚焦“核心车间”——肾脏的宏观结构

1.5.展示肾脏的纵剖面图或模型，引导学生观察其由外到内的结构：皮质（位于外周，颜色较深）、髓质（位于内部，颜色较浅，呈条纹状）、肾盂（与输尿管相连的漏斗状空腔）。【重要】教师点明：尿液形成的核心微观结构——肾单位，就主要分布在皮质和髓质中。

（三）【微观解密】深入“核心车间”——肾单位的精妙结构（约3分钟）

1.【难点】任务三：搭建核心“工作单元”——认识肾单位

1.2.引导：“这个神奇的净化工厂的核心车间里，其实藏着成千上万个结构相似、功能相同的基本工作单元，每一个都像一台微型净水器。它的名字叫——肾单位。”

2.3.结构呈现：通过高度放大的、立体的、有层次感的肾单位结构动画，分步展示：

1.3.4.第一部分：肾小体。它由两部分构成：

1.2.4.5.（1）【基础】肾小球：展示一团盘曲缠绕的毛细血管球。强调：它连接着入球小动脉和出球小动脉，其管壁极薄，且毛细血管壁上有许多微小的孔（滤过孔）。

2.3.5.6.（2）【基础】肾小囊：展示一个双层壁的杯状结构，紧紧包裹着肾小球。内层壁紧贴肾小球毛细血管，外层壁与肾小管相连，两层壁之间的空腔称为肾小囊腔。

4.6.7.第二部分：【核心】肾小管。展示一条细长而曲折的管道，它一端连接肾小囊，另一端汇入集合管。强调：肾小管周围缠绕着由出球小动脉分支形成的丰富的毛细血管网。

8.【重要】归纳与建模：

1.9.引导学生用自己的语言描述肾单位的结构。教师总结板书，构建结构模型：

1.2.10.肾小体（位于皮质）

1.2.3.11.肾小球（毛细血管球）——血液过滤器

2.3.4.12.肾小囊（杯状结构）——接收原尿

4.5.13.肾小管（位于皮质和髓质）——物质回收车间

5.6.14.（肾小管外缠绕着）毛细血管网——物质回收通道

（四）【核心探究】探秘“净化流程”——尿液的形成过程（约9分钟）

这是本微课的核心环节，将采用“问题驱动+动画演示+数据分析”的组合策略。

1.【热点】任务四：第一道工序——肾小球的过滤作用（约3分钟）

1.2.问题链驱动：

1.2.3.问题1：血液是如何进入这个微型净水器的？（引导学生回顾：血液经入球小动脉进入肾小球毛细血管球。）

2.3.4.问题2：当血液流过肾小球时，会发生什么？（播放动画：血液在毛细血管中流动，颜色鲜艳的红色血细胞和紫色的大分子蛋白质被阻隔在血管内，而小分子物质如水、无机盐、葡萄糖、尿素等，则像穿过筛网一样，从血管壁滤出，进入肾小囊腔。）

3.4.5.问题3：这个过滤过程依靠的是什么原理？（引导学生回答：肾小球毛细血管壁和肾小囊内壁的过滤作用，就像滤网。）

5.6.【重要】概念生成：

1.6.7.教师明确：这个过滤过程，称为肾小球和肾小囊内壁的过滤作用。

2.7.8.过滤后的液体：流入肾小囊腔的液体，称为原尿。它的成分是什么？（与血浆相比，不含血细胞和大分子蛋白质，含有水、无机盐、葡萄糖、尿素等小分子物质。）

8.9.即时辨析：教师提问：“原尿是尿液吗？”学生回答后教师澄清：原尿还不是最终排出体外的尿液，它里面还有很多对人体有用的物质，需要经过进一步的加工。

10.【难点】【高频考点】任务五：第二道工序——肾小管的重吸收作用（约4分钟）

1.11.【数据分析驱动】：

1.2.12.呈现一份精心设计的对比表格（内容如下），引导学生观察和思考：

比较项目

血浆(克/100毫升)

原尿(克/100毫升)

终尿(克/100毫升)

【发现与分析】

水

90

98

96

【基础】含量均有变化。

蛋白质

8

0.03

0

【重要】原尿中蛋白质极少，几乎为0，说明过滤作用能有效阻挡蛋白质。

葡萄糖

0.1

0.1

0

【核心】为什么终尿中没了葡萄糖？它去哪了？

无机盐

0.72

0.72

1.1

【重要】终尿中无机盐浓度增高了，水变少了？

尿素

0.03

0.03

2.0

【高频考点】终尿中尿素浓度大大增高。

***问题链驱动（基于数据）**：

*问题1：比较原尿和终尿的成分，最大的不同是什么？（学生：原尿有葡萄糖，终尿没有。）

*问题2：葡萄糖这种对人体至关重要的能源物质，是不可能随意排出体外的。它到哪里去了？（引导思考：必然是被身体重新吸收了。）

*问题3：那是在哪个部位被重新吸收的呢？（播放肾小管重吸收动画：原尿在流经曲折的肾小管时，管壁细胞像一个个辛勤的“分拣员”，将全部的葡萄糖、大部分的水和部分无机盐，通过主动运输或被动扩散的方式，重新吸收回肾小管周围的毛细血管中。）

*问题4：重新吸收回的物质去了哪里？（回到血液中，供身体利用。）

***【重要】概念生成**：

*教师明确：这个过程称为**肾小管的重吸收作用**。

*最终形成的液体：经过重吸收后，剩下的物质（如一部分水、无机盐、尿素等）形成最终的**尿液**。

***【难点突破】结构与功能再统一**：

*教师引导学生反向思考：为什么肾小管周围要缠绕着丰富的毛细血管？（为了便于将重吸收的物质快速、高效地运回血液，维持血液成分的稳定。）为什么肾小管那么长且曲折？（为了增加重吸收的表面积和时间，确保有用物质被充分回收。）

3.【生命观念】任务六：尿液排出的路径与意义（约1分钟）

*路径回顾：尿液在肾单位中形成后，经集合管汇集，流向肾盂，再经输尿管进入膀胱暂时储存。当膀胱内的尿液积存到一定量时，我们就会产生尿意，在神经系统支配下，通过尿道将尿液排出体外。

*【重要】意义升华：

*教师引导：现在请思考，排尿仅仅是在“排废水”吗？

*师生共同总结：排尿不仅排出了体内的代谢废物（如尿素），更重要的是调节了体内水和无机盐的平衡。当人体缺水时，肾脏会减少排尿量，重吸收更多水分；当饮水多时，排尿量增加，从而维持了组织细胞生活环境的相对稳定。这正是人体作为一个开放系统，维持内环境稳态的生动体现。

（五）【小结与拓展】知识梳理，链接前沿（约1.5分钟）

1.【重要】知识梳理：以思维导图的形式，快速回顾本节课的核心知识链：泌尿系统组成（肾脏→输尿管→膀胱→尿道）→肾脏结构（皮质、髓质、肾盂）→肾单位结构（肾小球、肾小囊、肾小管）→尿液形成过程（过滤作用→原尿→重吸收作用→尿液）→排尿意义（排出废物，调节水盐平衡）。

2.【拓展】跨学科链接——致敬“人工肾”：

1.3.播放一段约40秒的“血液透析原理”科普视频。视频中简单展示透析机的构造和透析膜的工作原理。

2.4.教师旁白：同学们，当肾功能衰竭，也就是这个净化工厂罢工时，体内的废物无法排出，就会危及生命。但科学家和工程师们，根据肾小球过滤的原理，发明了“人工肾”—