初中生物学七年级下册《尿的形成与排出》教学方案

初中生物学七年级下册《尿的形成与排出》教学方案

一、教学指导思想与理论依据

本教学方案以《义务教育生物学课程标准（2022年版）》为根本遵循，深度融合现代教育理念，旨在构建一个以学生发展核心素养为导向、以探究实践为主线、以跨学科理解为拓展的高效学习场域。

1.核心素养统领：教学设计紧紧围绕生物学核心素养的四个方面展开：

1.2.生命观念：通过尿液形成这一具体生命现象，引导学生建构“结构与功能相适应”、“稳态与平衡”等核心观念。理解肾单位作为结构与功能的基本单位，如何通过精密协作维持内环境成分的稳定。

2.3.科学思维：基于实验证据和模型分析，培养学生归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维等能力。例如，通过分析原尿与血浆、尿液与原尿的成分差异，推理肾小球和肾小管的功能。

3.4.探究实践：设计并实施模拟实验、模型制作、数据分析等探究活动，让学生亲历科学探究的过程，发展科学探究能力和动手实践能力，形成团队协作意识。

4.5.社会责任：将知识与健康生活、疾病预防（如肾炎、糖尿病、泌尿系统结石）相联系，引导学生关注自身与他人健康，形成珍爱生命、健康生活的态度，并理解科学技术在医疗健康领域的应用。

6.建构主义学习观：尊重学生已有认知基础（如血液循环、消化吸收），创设真实、复杂的问题情境（如“为何多喝水多排尿？”“尿检报告单隐藏了什么健康密码？”），引导学生在解决真实问题的过程中，主动建构关于泌尿系统的知识体系。

7.跨学科实践（STEM/STEAM）整合：有意识地融入物理学（过滤的压力、半透膜原理）、化学（物质浓度、扩散与主动运输）、工程学（滤过装置模型设计）、数学（数据比较、图表分析）及医学健康领域的知识，打破学科壁垒，培养学生综合运用知识解决实际问题的能力。

二、教材与学情深度分析

1.教材分析：

本节内容隶属“人体生理与健康”主题，是理解人体代谢废物排出、维持内环境稳定的关键环节，与之前学习的消化系统、循环系统、呼吸系统知识联系紧密，共同构成人体新陈代谢的整体图景。教材通常遵循“宏观现象（排尿）→结构基础（泌尿系统组成）→微观机制（肾单位结构与尿的形成过程）→调节与健康”的逻辑线索。教学需在此基础上进行深化、拓展与重构，将静态知识转化为动态的、可探究的过程。

2.学情分析：

1.3.已有知识：七年级学生已掌握人体几大系统的基本概念，对血液循环的路径、物质交换有初步了解，具备一定的显微镜操作和读图能力。

2.4.认知特点：学生正处于形象思维向抽象思维过渡的阶段，对微观、动态的生理过程（如滤过、重吸收）理解存在困难，但好奇心强，乐于动手和参与体验。

3.5.潜在难点：①肾单位结构的空间想象与理解；②肾小球滤过作用与肾小管重吸收、分泌作用的区别与联系；③将动态的、连续的生理过程与静态的图表、模型相结合。

4.6.教学突破口：利用高质量的3D动画、可操作的物理模型、角色扮演游戏和贴近生活的案例，将抽象过程具体化、可视化、趣味化。

三、学习目标与重难点

1.学习目标：

1.2.知识与技能：

1.2.3.准确说出人体泌尿系统的组成及各器官的功能。

2.3.4.描述肾单位的结构组成，阐明其结构与过滤、重吸收功能相适应的特点。

3.4.5.概述尿液形成（肾小球滤过、肾小管重吸收和分泌）和排出的连续过程。

4.5.6.能够解读简单的尿常规化验单，说明其与肾脏健康的关系。

5.6.7.尝试制作肾单位或滤过装置的简易物理模型。

7.8.过程与方法：

1.8.9.通过观察模型、动画，提升空间想象和信息提取能力。

2.9.10.通过“血液成分旅行记”角色扮演或模拟滤过实验，体验并分析尿液形成的动态过程，发展归纳、推理和模型解释能力。

3.10.11.通过小组合作探究尿检数据，学习基于证据进行健康推断的科学方法。

11.12.情感、态度与价值观：

1.12.13.认同泌尿系统（尤其是肾脏）在维持内环境稳定中的重要作用，形成结构与功能相统一的辩证唯物主义观点。

2.13.14.关注肾脏健康，养成适量饮水、及时排尿等良好生活习惯，增强自我保健意识。

3.14.15.通过了解透析原理，感受生命科学的进步对人类健康的贡献。

16.教学重难点：

1.17.教学重点：肾单位的结构；尿液形成的过程（肾小球滤过作用和肾小管重吸收作用）。

2.18.教学难点：肾小管重吸收作用的选择性；动态理解尿液形成的连续过程及其与血液循环的密切关系。

四、教学资源与环境准备

1.数字资源：

1.2.高质量的3D交互式动画：展示泌尿系统整体、肾单位内部结构、尿液形成的分步过程。

2.3.虚拟实验平台：肾脏滤过与重吸收的动态模拟软件。

3.4.多媒体课件：包含解剖图、示意图、流程图、对比表格、尿检报告单案例、相关疾病影像资料。

4.5.＂人体奥秘”等相关科普视频片段。

6.实物与模型：

1.7.人体半身模型（突出泌尿系统）。

2.8.肾单位放大结构模型或自制可拆卸模型。

3.9.肾小球滤过模拟实验装置材料包（注射器、不同孔径的滤膜、烧杯、含不同大小颗粒的“模拟血液”等）。

10.实验材料：

1.11.显微镜、肾脏（猪或羊）的永久切片（肾皮质）。

2.12.尿常规试纸、模拟尿液样本（不同成分浓度）。

13.学习工具：

1.14.学生任务单、概念图模板、小组探究记录表。

2.15.彩色粘土、吸管、塑料瓶等用于模型制作的材料（可选）。

五、教学过程实施（两课时，共计90分钟）

第一课时：探秘泌尿系统与肾单位的精妙结构

环节一：情境激疑，导入新课(预计时间：8分钟)

1.活动设计：

1.2.现象观察：播放一段极短的延时摄影：一株植物在水分充足和缺乏时的状态对比，引出“排出废物、维持平衡”对于生命的重要性。

2.3.问题链导入：

1.3.4.“我们每天喝的水，都去哪儿了？”（复习呼吸、汗液，聚焦尿液）。

2.4.5.“人体产生的多余水分和代谢废物（如尿素、无机盐）主要通过哪个系统排出？”（引出泌尿系统）。

3.5.6.“为什么有时候尿多、色浅，有时候尿少、色深？这与我们的健康和饮水有什么关系？”（引发深度思考，指向肾脏的调节功能）。

4.6.7.核心驱动性问题发布：“肾脏——这个形似蚕豆的器官，是如何像一座‘超级净水厂’一样，每天处理约180升血液，最终只产生约1.5升尿液，并精准回收有用物质的？让我们化身‘微观侦探’，深入肾单位，揭开尿液制造的奥秘！”

8.设计意图：从生活现象和身体经验出发，创设真实问题情境，激发探究欲望。将肾脏比喻为“净水厂”，将学习任务定义为“侦探破案”，增加学习的故事性和使命感。

环节二：宏观初探——泌尿系统的“地理地图”(预计时间：12分钟)

1.活动设计：

1.2.自主阅读与标注：学生结合教材插图，在任务单的人体轮廓图上，独立标注泌尿系统的主要器官：肾脏（2）、输尿管（2）、膀胱、尿道。并尝试推测其功能。

2.3.模型观察与验证：小组观察人体半身模型，触摸、指认各器官位置，验证自己的标注。教师利用模型强调肾脏位于腹腔后壁、脊柱两侧，膀胱的储尿功能及其与尿道括约肌的关系。

3.4.功能连连看：快速配对游戏：将器官名称与功能卡片（产生尿液、输送尿液、暂时贮存尿液、排出尿液）进行匹配。

4.5.提出问题：“尿液是在哪里产生的？肾脏内部又是怎样的构造，才能完成如此精密的工作？”自然过渡到微观结构学习。

6.设计意图：快速建立泌尿系统的整体空间概念，通过动手标注和模型观察，将平面知识立体化，为理解尿液的“形成-排出”路径打下基础。

环节三：微观深究——走进肾单位的“工厂车间”(预计时间：20分钟)

1.活动设计：

1.2.动画震撼感知：播放3D动画，镜头从人体外部穿越到腰部，聚焦肾脏，纵切显示皮质和髓质，然后迅速“zoomin”到一个肾单位，展示其蜿蜒曲折的复杂结构，给学生以视觉冲击。

2.3.模型拆解与探究：

1.3.4.小组分发肾单位结构模型或结构图。任务：对照动画和教材，识别并说出肾单位的核心组成部分：肾小球（毛细血管球）、肾小囊（内壁、外壁、囊腔）、肾小管（近曲小管、髓袢、远曲小管）、集合管（起点）。

2.4.5.关键问题引导：

1.3.5.6.“肾小球像什么？（毛线团/毛细血管球）它连接着什么血管？（入球小动脉和出球小动脉）这暗示了它与什么系统关系密切？”

2.4.6.7.“肾小囊双层壁的结构，像不像一个‘过滤杯’？它的内壁紧紧包裹着肾小球，可能有什么作用？”

3.5.7.8.“肾小管为什么如此曲折漫长？这与它的功能可能有何关联？”

8.9.显微镜下的真实世界（可选，若条件允许）：观察肾脏皮质切片，在显微镜下寻找肾小体的近似圆形结构（肾小球和肾小囊），感受微观世界的真实存在。

9.10.绘制概念图/结构示意图：学生在任务单上绘制简化的肾单位结构图，并用箭头标注血液流入和流出方向，以及可能形成的液体（原尿）流向。要求标注关键结构名称。

11.设计意图：采用“宏观-微观”的认知顺序，利用动画和模型化解空间想象难题。通过问题引导，将结构与功能建立初步联系，为下一环节理解过程做好铺垫。绘图是知识内化的重要步骤。

环节四：建立联系，课时小结与预告(预计时间：5分钟)

1.活动设计：

1.2.快速回顾：教师用板书或思维导图，梳理“泌尿系统组成→肾脏→肾单位（肾小球、肾小囊、肾小管）”的结构层次。

2.3.悬疑结尾：“我们已经找到了‘净水厂’（肾脏）和最核心的‘车间’（肾单位），也看到了关键的‘设备’（肾小球、肾小囊、肾小管）。那么，下一节课，我们将亲临‘生产一线’，看血液如何流经这里，一步步被加工成尿液。请大家思考：如果血液是原料，流经肾单位后，哪些物质会被‘筛’出来成为‘半成品’（原尿）？哪些‘半成品’又会被重新‘回收’？最终‘成品’（尿液）的成分究竟有何不同？”

3.4.布置趣味预习任务：查阅资料，了解一次尿检可以检测哪些项目，为什么医生那么重视尿检报告。

5.设计意图：结构化小结巩固当堂知识。设置悬念和预习任务，保持探究的连续性，激发课后思考。

第二课时：揭秘尿液形成的动态过程与健康启示

环节一：温故知新，聚焦核心问题(预计时间：5分钟)

1.活动设计：

1.2.结构快问快答：通过PPT快速闪现肾单位各部分结构图，学生抢答名称。

2.3.呈现核心问题：再次明确本节课要解决的核心问题：“原料（血液）如何经过肾单位的‘流水线’，变成产品（尿液）？这个过程分为哪几个关键步骤？”

4.设计意图：快速激活上节课记忆，直接聚焦本节课的核心认知任务。

环节二：模拟探究——“三步走”揭开形成之谜(预计时间：30分钟)

步骤一：第一道工序——肾小球滤过作用（筛出“原尿”）

1.活动设计：

1.2.动画演示与讲解：观看肾小球滤过动画。强调：血液从入球小动脉流入肾小球毛细血管网，由于血压较高，像一道“水枪”，将血液中除了血细胞和大分子蛋白质（如血浆蛋白）以外的物质（水、无机盐、葡萄糖、氨基酸、尿素、尿酸等），都“压”或“滤”到了肾小囊腔内，形成了原尿。

2.3.模拟实验（分组进行）：

1.3.4.材料：注射器（代表肾小球毛细血管，施加压力）、装有模拟血液的容器（水中含红绿豆代表血细胞，淀粉液代表大分子蛋白质，食盐、白糖、墨水代表小分子物质）、滤纸或特定孔径滤膜（代表滤过膜）、烧杯（代表肾小囊腔）。

2.4.5.操作与观察：推动注射器，将模拟血液压过滤膜，观察滤入烧杯的液体（模拟原尿）与剩余液体成分的变化。

3.5.6.分析讨论：“滤出的液体（原尿）中有什么？滤膜上留下了什么？这模拟了肾小球滤过的什么特点？”（总结：血细胞、大分子蛋白质不能滤过；形成原尿）。

6.7.数据对比：呈现血浆、原尿成分对比表。引导学生发现：原尿中不含蛋白质和血细胞，其他成分浓度与血浆基本一致。结论：肾小球像一个“筛子”，进行了基于大小的过滤。

步骤二：第二道工序——肾小管重吸收作用（精密的“回收再利用”）

1.活动设计：

1.2.提出问题引发认知冲突：“一个成年人每天形成约180升原尿，但最终只排出约1.5升尿液。那178.5升的‘差额’去哪了？原尿中的葡萄糖、氨基酸对我们有用吗？它们也会被排出吗？”

2.3.动画演示与推理：观看肾小管重吸收动画。展示原尿流经漫长曲折的肾小管时，绝大部分水、全部葡萄糖、氨基酸、大部分无机盐等对人体有用的物质，被肾小管上皮细胞重新吸收，重新回到包绕在肾小管外的毛细血管血液中。

3.4.“成分追踪”角色扮演：

1.4.5.将学生分为“水分子”、“葡萄糖”、“氨基酸”、“钠离子”、“尿素分子”等小组。

2.5.6.教师旁白描述旅程：“现在我们进入了肾小管……‘水分子’们，大部分你们被吸收回血液了！‘葡萄糖’‘氨基酸’，你们是宝贝，全部回来！‘尿素’，你用处不大，大部分继续往前走……”

3.6.7.学生根据指令做出“被吸收”（回到座位）或“继续前进”的动作。

7.8.数据深化理解：呈现原尿与尿液成分对比表。突出：尿液不含葡萄糖和蛋白质，尿素、尿酸浓度显著增高，水、无机盐比例大幅变化。结论：肾小管是一个“智能回收站”，选择性重吸收有用物质。

步骤三：第三环节——肾小管分泌作用（最后的“质检调整”）

1.活动设计：

1.2.讲解点拨：简要说明，肾小管还能将血液中一些多余的离子（如H⁺、K⁺）和某些药物（如青霉素）等，主动分泌到肾小管液中，以调节血液的酸碱平衡和排出异物。这是对尿液成分的最终微调。

2.3.动态流程图总结：师生共同完成尿液形成的动态流程图板书：

血液→(肾小球滤过)→原尿（无血细胞、无蛋白质）→(肾小管重吸收：大部分水、全部葡萄糖、氨基酸、部分无机盐)+(肾小管分泌)→尿液（含水、无机盐、尿素、尿酸等）。

环节三：学以致用——链接健康，分析案例(预计时间：10分钟)

1.活动设计：

1.2.解读尿检报告单：分发简化版的尿常规化验单（模拟或真实脱敏案例）。小组合作分析：

1.2.3.案例A：葡萄糖（GLU）++（阳性）。提问：“这说明了什么？可能是什么部位出现了问题？”（联系肾小管重吸收功能障碍或血糖过高超过重吸收能力）。

2.3.4.案例B：蛋白质（PRO）+（阳性）。提问：“这又说明了什么？可能是什么结构受损？”（联系肾小球滤过膜通透性增大，屏障作用受损）。

3.4.5.案例C：尿量极少、颜色深。提问：“可能的原因有哪些？”（饮水不足、出汗过多、肾脏疾病等）。

5.6.健康启示讨论：

1.6.7.“多喝水对肾脏工作有何益处？”

2.7.8.“为什么不能经常憋尿？”

3.8.9.“哪些生活习惯有助于保护我们的肾脏？（均衡饮食、少盐、不滥用药物、定期体检等）”

9.10.科技拓展（可选）：简要介绍“人工肾”（血液透析）的工作原理，将其与肾小球滤过作用进行类比，让学生体会科学技术对生命的守护。

11.设计意图：将抽象知识与真实的健康问题紧密结合，提升知识的应用价值和社会责任意识。通过案例分析，反向巩固对生理过程的理解，培养诊断思维。

环节四：总结升华，评价反馈(预计时间：5分钟)

1.活动设计：

1.2.学生自主构建概念体系：利用思维导图或流程图，以小组为单位，总结从“喝水”到“排尿”的全过程中，涉及的系统、器官、关键结构和生理过程。

2.3.教师升华：强调泌尿系统是人体内环境稳定的“忠诚卫士”，肾脏的精密工作体现了生命系统的高度有序性和自我调节能力。爱护肾脏，就是爱护我们自身的“生态平衡”。

3.4.多元评价反馈：简要收集学生在探究活动、模型制作、案例讨论中的表现，给予即时评价。布置分层作业。

六、板书设计（动态生成式）

1.左侧：结构轴

1.2.泌尿系统：肾脏→输尿管→膀胱→尿道

2.3.肾脏：皮质(含肾单位)+髓质

3.4.肾单位：肾小球（毛细血管球）+肾小囊→肾小管→集合管（起始）

5.中部：过程/功能轴（核心区，随教学推进动态绘制箭头和标注）

1.6.血液（入球小动脉→肾小球）

↓(滤过：筛除血细胞、蛋白质)

2.7.原尿（进入肾小囊）

↓(流经肾小管)

↓(重吸收：水、葡萄糖、氨基酸、无机盐回血)

↓(分泌：H⁺、K⁺等入管)

3.8.尿液（进入集合管…）

9.右侧：概念/应用区

1.10.核心概念：滤过、重吸收、分泌。

2.11.健康提示：多喝水、不憋尿、低盐、慎用药。

3.12.关键数据：180Lvs1.5L。

七、分层作业设计

1.基础巩固层（必做）：

1.2.完成教材课后练习，用文字和箭头完整描述尿液的形成与排出过程。

2.3.绘制一张肾单位的结构模式图，并用不同颜色笔标注出血液、原尿、尿液的流通路径。

4.**能力拓展层（选做）：

1.5.模型制作师：利用身边材料（如不同粗细的吸管、橡皮泥、海绵、纱网等），制作一个能体现滤过和重吸收功能的肾单位简易物理模型，并录制1分钟讲解视频。

2.6.家庭健康小顾问：向家人科普尿检的重要性，并根据家人的生活习惯（如饮水、饮食口味等