初中生物·七年级下册《人体内废物的排出》单元整体教学设计

初中生物·七年级下册《人体内废物的排出》单元整体教学设计

一、教学背景分析

（一）教材分析

1.教材地位与作用

本单元选自人教版初中生物七年级下册第四单元第五章，是“生物圈中的人”这一核心主题的关键组成部分。人体内废物的排出在知识体系上紧承消化系统（营养物质的吸收）、呼吸系统（气体交换）、循环系统（物质运输），共同构建人体代谢的完整闭环。该内容不仅是理解内环境稳态的基础，更是后续学习人体生命活动调节、免疫、健康等内容的逻辑前提。本单元承载着形成“结构与功能相适应”“稳态与平衡”等生命观念的重要任务，属于【核心】育人板块。

（1）内容体系

教材编排遵循从宏观到微观、从结构到功能、从现象到本质的认知规律。开篇以“尿常规化验单”的真实情境导入，激发探究动机；继而通过“观察与思考”引导学生对肾脏纵剖结构进行辨识；借助“资料分析”肾透析装置，建立结构与功能的深度联结；并以“与生物学有关的职业”介绍透析技师，实现学科育人与社会责任的融合。整节内容逻辑严密，层层递进。

[1]知识清单（应列尽罗）

泌尿系统的组成与功能：肾脏（形成尿液的器官）、输尿管（输送尿液）、膀胱（暂时储存尿液）、尿道（排出尿液）。【基础】

肾脏的内部结构：肾脏分为皮质、髓质和肾盂。肾单位是肾脏结构和功能的基本单位，每个肾脏约有100万个肾单位。【重要】

肾单位的精细结构：肾单位由肾小体（包括肾小球和肾小囊）和肾小管构成。肾小球是由入球小动脉分出的数十条毛细血管弯曲盘绕而成的血管球，出球小动脉管径细、血压高。肾小囊分为壁层和脏层，脏层细胞有足突，与毛细血管内皮细胞、基膜共同构成滤过膜。【核心】【难点】

尿液形成的过程：

肾小球和肾小囊内壁的滤过作用：当血液流经肾小球时，除血细胞和大分子蛋白质外，血浆中的水、无机盐、葡萄糖、尿素等小分子物质可滤过到肾小囊腔，形成原尿。该过程的动力是肾小球有效滤过压。【高频考点】【核心】

肾小管的重吸收作用：原尿流经肾小管时，其中全部的葡萄糖、大部分水、部分无机盐等对人体有用的物质被重新吸收回包绕在肾小管外的毛细血管血液中。剩余的水、无机盐、尿素等形成尿液。【高频考点】【核心】

肾小管的分泌作用：肾小管上皮细胞向管腔内分泌氢离子、钾离子、氨等物质，这对维持体内酸碱平衡有重要意义。【重要】【拓展】

尿液的排出路径：尿液由肾单位生成后，经集合管、肾乳头、肾小盏、肾大盏、肾盂，通过输尿管的蠕动送入膀胱。膀胱壁有牵张感受器，排尿反射的初级中枢位于脊髓骶段，高级中枢在大脑皮层。当膀胱内尿量达一定阈值时，反射性地引起尿道括约肌舒张、膀胱肌收缩，完成排尿。【热点】

其他排泄途径：

呼吸系统：通过呼气排出二氧化碳和少量水蒸气。【基础】

皮肤：通过汗腺分泌汗液，排出水、无机盐、尿素等。汗腺分为分泌部和导管，其分泌受神经和体液调节。【重要】

排泄的生理意义：排出代谢废物，调节体内水盐平衡，维持内环境的相对稳定，保障细胞正常生命活动。【高频考点】

易混辨析：排泄与排遗。排泄指代谢终产物排出体外的过程；排遗指未消化食物残渣排出体外的过程，二者途径与产物均不同。【难点】

（二）学情分析

2.知识储备

学生此前已系统学习过食物的消化与吸收、血液的成分与功能、血液循环途径、呼吸运动与气体交换，对代谢废物（如二氧化碳、尿素）的产生来源已有基本认知。但多数学生将“排尿”单纯视为“排水”，对尿液的生成机制缺乏系统理解，尤其易混淆“排泄”与“排遗”的概念内涵。【基础】【难点】

3.能力水平

七年级学生具备初步的图表分析能力和归纳概括能力，但抽象逻辑思维尚在发展中，对于肾单位这种微观、立体的结构难以在头脑中建立准确的空间定位。学生在分析原尿、血浆、尿液成分数据对比时，定量思维和因果关系推断能力仍需教师搭建脚手架引导。

4.心理特征

学生对自身器官的生理功能具有天然的好奇心，但肾脏位置隐蔽、体积细小，传统讲授易使学生产生畏难情绪。学生对尿常规检查、肾透析、肾移植等社会医疗话题有碎片化认知，但缺乏科学系统的解释框架。因此，以真实问题驱动、以模型操作化解抽象、以数据分析建构概念是突破学情障碍的关键策略。

（三）教学条件分析

学校生物实验室配备人体半身解剖模型、猪肾纵剖浸制标本、肾单位结构模型、显微镜及肾切片。教师可开发肾单位动态拼装学具及尿液形成交互式模拟课件。班级多媒体系统支持3D解剖软件运行。学生家庭资源中，部分家长从事医护职业，可提供情景素材。本设计将充分整合上述条件，实现学习资源的最优化配置。

二、教学目标与核心素养

（一）生命观念

通过系统学习泌尿系统的结构与功能，深入确立“结构与功能相适应”的生命观念；通过构建尿液形成过程的动态模型，深刻理解人体通过排泄实现内环境稳态的调节机制，认同生命系统的高度精巧与协调统一。【核心】

（二）科学思维

运用比较与分类的方法，区分原尿、血液、尿液在成分上的本质差异；运用模型与建模的方法，阐释肾单位的滤过、重吸收与分泌过程；运用因果推理分析尿液成分异常的可能病变部位；初步运用系统思维整体认识排泄对人体水盐平衡、酸碱平衡的调节贡献。【重要】

（三）科学探究

通过观察肾脏纵剖实物标本、模拟肾单位滤过实验，提升基于实证的探究能力；在小组合作拼装肾单位模型并解释血流方向的活动中，发展动手实践能力与批判性思维；鼓励学生尝试设计简易肾单位动态模型或绘制概念图，激发创新意识。

（四）社会责任

关注肾衰竭、尿毒症、肾结石等常见泌尿系统疾病，认同合理膳食、适量饮水、不憋尿等健康生活方式；理解器官捐献的伦理价值与血液透析技术的科学原理，对透析技师等职业产生尊重与认同；培养珍爱生命、关爱患者、服务社会的公民责任感。【热点】

三、教学重难点

（一）教学重点

泌尿系统的完整组成及各器官的功能定位。【基础】

肾单位的显微结构，尤其是肾小球、肾小囊、肾小管的形态与空间关系。【重要】

肾小球的滤过作用及肾小管的重吸收作用，并能运用该原理解释尿液成分的变化。【高频考点】【核心】

（二）教学难点

肾单位在三维空间中血管走向与尿路走向的并行关系，以及入球小动脉、出球小动脉、肾小球毛细血管、肾小管外毛细血管网的血液成分变化。【难点】

深入理解滤过与重吸收两个相反方向、不同选择性生理过程的动力学机制，并能迁移应用于临床病案分析。【难点】

区分排泄与排遗，辨析汗液、呼气、排尿三条途径排泄产物的异同。【难点】

四、教学策略与方法

（一）教学理念

本设计以“生命观念统摄、模型思维贯穿、真实问题驱动”为核心理念，严格遵循“以学习者为中心”的课程改革方向。将静态的知识传授转化为动态的概念建构，使学生在“做模型、读数据、析病案”中主动生成生物学大概念。

（二）教学方法

直观演示与虚拟仿真结合：利用3D解剖软件立体呈现肾单位位置及毗邻结构，通过微观动画逐帧展示滤过膜的超微结构与物质跨膜运输方向，将不可见的生理过程可视化、动态化。

比较归纳与数据分析融合：精心设计血浆、原尿、尿液成分对比表（以文字叙述数据），引导学生通过数据差异反推生理过程，培养循证推理能力。

模型建构与合作学习并举：小组合作组装可拆解式肾单位模型，并在模型上标注血流类型（动脉血/静脉血）及滤过、重吸收发生位点，实现“做中学”与“思中悟”。

情境浸润与角色扮演共融：以“我是小小肾内科医生”为角色主线，通过解读真实化验单、分析患者症状，使知识学习与职业体验深度交织。

（三）教学媒体

交互式电子白板、人体泌尿系统3D教学软件、肾单位拼装模型（每套含入球小动脉、出球小动脉、肾小球毛细血管丛、肾小囊、近曲小管、髓袢、远曲小管、集合管、肾小管周围毛细血管网）、红蓝胶泥、尿液形成过程分帧动画、虚拟透析实验平台、导学案。

五、教学资源与环境

课前准备：教师向学习平台推送“肾脏探秘”微视频，发布预学单，要求学生回顾血液循环路径并绘制血液成分饼图。教室按异质分组原则将学生分为6个探究小组，每组配置肾单位模型套件、不同颜色胶泥、标记笔、白板。教学环境支持移动终端投屏，便于即时展示小组模型成果。

六、教学实施过程（核心环节）

（一）导入环节——真实情境，定向生疑（3分钟）

教师于电子白板呈现一份真实但经匿名处理的尿液检验报告单，重点圈出“蛋白质（++）”“葡萄糖（+）”“红细胞（+）”异常项目。师问：尿液是血液吗？为什么血液中正常的蛋白质、葡萄糖会出现在尿液里？肾脏究竟对人体血液做了什么？排尿仅仅是为了排出多余的水吗？学生基于生活经验和预学内容产生认知冲突，师顺势揭示课题并呈现单元核心任务：通过本节课的学习，每位同学将能够像肾内科医生一样，根据尿液报告初步推断病变部位。本环节以真实数据创设专业情境，激发深层学习动机，定位为【热点】与【核心驱动】。

（二）新课讲授——模型进阶，循证建构（32分钟）

5.宏观定位：泌尿系统的组成与功能（5分钟）

学生分组观察人体半身解剖模型，触摸肾脏、输尿管、膀胱、尿道的实体形态与毗邻位置，并在导学案轮廓图上完成器官标注与功能连线。教师设问：为什么称肾脏为“尿液加工厂”？工厂的生产车间在哪里？引导学生用手指探寻肾脏内侧凹陷的肾门，明确肾动脉、肾静脉、输尿管在此出入。随即播放猪肾脏冠状切面实拍视频，学生对照模型识别皮质（颜色较深）、髓质（颜色较浅，呈锥形条纹）、肾盂（漏斗状空腔）。教师板书肾脏层级关系图：肾脏→实质（皮质、髓质）→肾锥体→肾乳头→肾单位，帮助学生建立从宏观器官到微观单元的认知降维路径。【基础】

6.微观解构：肾单位的三维拼装与血流辨析（8分钟）

小组进入核心探究任务一：“重建肾单位”。每组分发肾单位拼装套件，内含红色构件（模拟入球小动脉、肾小球）、蓝色构件（模拟出球小动脉、肾小管周围毛细血管网）、无色透明构件（肾小囊、肾小管、集合管）。任务指令：第一，按照血液从肾动脉分支到达肾单位的路径，依次连接入球小动脉、肾小球毛细血管丛、出球小动脉；第二，将肾小囊套在肾小球周围，注意二者之间的囊腔；第三，将肾小管与肾小囊相连，并盘曲在出球小动脉形成的毛细血管网之间；第四，用红色胶泥粘贴在含氧量高的血管段，蓝色胶泥粘贴在含氧量低的血管段。教师巡视，重点捕捉典型迷思：将出球小动脉误接为静脉、肾小囊与肾小球分离无腔隙、遗漏肾小管与毛细血管网的伴行关系。对存疑模型暂不纠正，组织小组间“找茬互评”，由发现问题的小组上台指正。最后教师利用3D透视旋转软件，展示肾单位标准模型，并着重强调出球小动脉的“高阻力、高压”特点及其对滤过作用的生理意义。本环节以具身认知突破【难点】，操作内容定位为【核心】与【高频考点】。

7.功能解析：尿液形成双重机制（12分钟）

（1）滤过作用——筛选初成品

教师以文字形式呈现三组关键数据（单位：克/100毫升）：

血浆中蛋白质约8.0、葡萄糖0.1、尿素0.03、水约90；

原尿中蛋白质0.0、葡萄糖0.1、尿素0.03、水约98；

尿液中蛋白质0.0、葡萄糖0.0、尿素1.8、水约96。

学生观察数据，小组研讨三个递进问题：为什么原尿中没有蛋白质？为什么原尿中葡萄糖浓度与血浆相同？尿素浓度在尿液中为何大幅升高？学生推断出肾小球滤过膜能阻挡大分子蛋白质，而小分子物质均可滤过；原尿流经肾小管时葡萄糖被全部收回，水被部分收回，而尿素未被收回导致相对浓缩。教师演示自制滤过模拟器：用注射器推动混有豆浆（模拟蛋白质）的淀粉悬浊液通过多层纱布，滤出液澄清无白色，直观建立“筛子”模型。随即精确定义：肾小球滤过作用是指血液流经肾小球时，水、无机盐、葡萄糖、尿素等小分子物质滤入肾小囊形成原尿的过程，滤过膜包括毛细血管内皮细胞、基膜、足细胞裂孔膜三层结构。【核心】【高频考点】

（2）重吸收作用——精华回收线

教师追问：原尿每天生成约180升，而每天排出的尿液仅1.5升左右，约99%的水和几乎全部葡萄糖去哪了？播放肾小管重吸收三维动画，特写近曲小管上皮细胞的微绒毛刷状缘及线粒体密集分布，表明重吸收是主动耗能的选择性过程。学生归纳重吸收特点：选择性（全回收葡萄糖、氨基酸，大部分水、无机盐）、有限性（重吸收量有一定限度，血糖过高则超出肾小管重吸收极限，出现糖尿）。教师补充：水重吸收受抗利尿激素调节，为内分泌调节做知识铺垫。【重要】

（3）分泌作用——精细调控带

简要介绍肾小管上皮细胞向管腔内分泌氢离子、钾离子、氨等物质，以此置换和保留血浆中的碳酸氢钠，维持机体酸碱平衡。举例：某些药物（如青霉素）主要经肾小管分泌排出，与重吸收方向相反。【拓展】【重要】

8.路径梳理：尿液的储存与排出（3分钟）

各小组利用模型中的集合管，将肾单位“产品”汇入肾乳头，教师板画肾盂、输尿管、膀胱、尿道简图，箭头标示流向。创设生活情境：乘坐长途客车不敢喝水、不愿上厕所，这种憋尿行为有何危害？学生讨论后得出膀胱括约肌功能失调、膀胱炎、肾盂肾炎等风险。引出排尿反射的初级中枢在脊髓，高级中枢受大脑皮层控制，幼儿尿床是因为神经系统发育不完善。此环节紧密联系生活，提升健康意识，属【热点】内容。

9.横向统整：排泄三通路异同（2分钟）

学生阅读教材，列举呼气排出的二氧化碳和水蒸气，汗液排出的水、无机盐、尿素。追问：为什么夏天尿少而冬天尿多？学生调用皮肤排汗与肾脏排尿的协同关系，初步建立水盐平衡的整体调节观。【基础】

（三）巩固提升——病案实证，迁移深化（7分钟）

10.临床诊断模拟

教师呈现三则简微病例：

病例A：患者尿检报告显示红细胞++、蛋白质+++，血压偏高，眼睑浮肿。

病例B：患者尿检葡萄糖+++，空腹血糖远高于正常值。

病例C：患者因严重腹泻入院，尿量明显减少且尿液浓缩。

小组抽取病例，讨论下列问题：该患者尿液中异常成分是什么？最可能发生病变的结构在哪里？依据是什么？如需进一步确诊，可建议做哪些检查？学生需综合运用滤过、重吸收、分泌及水盐平衡知识进行归因。病例A指向肾小球滤过膜受损（肾小球肾炎）；病例B指向肾小管重吸收能力饱和或胰岛素分泌不足（糖尿病）；病例C指向机体失水过多，抗利尿激素分泌增加，肾小管重吸收水增强。各小组以医生角色向全班“会诊”汇报，教师点评并强化答题逻辑模型：异常成分→推测生理过程→定位病变结构。此环节为【难点】突破与【高频考点】实战演练。

11.模型迭代升级

各小组在首次拼装模型基础上，增加“物质转运标识”：用黄色箭头贴纸表示滤过方向（血液→肾小囊），绿色箭头贴纸表示重吸收方向（肾小管→血液），红色箭头表示分泌方向（血液→肾小管）。组间巡回展示，教师拍摄优秀模型投屏，师生共同总结尿液形成全过程是“滤过、重吸收、分泌”三个环节协同作用的结果，三者并非绝对先后，而是在不同节段同时发生。

（四）课堂小结——概念统摄，观念内化（3分钟）

教师以板书为基础，引导全班共建思维导图：以“人体内废物的排出”为核心，发散出三条排泄途径；聚焦“泌尿系统”，细化出肾脏、输尿管、膀胱、尿道；聚焦“肾单位”，细化出肾小球（滤过）、肾小囊（承接原尿）、肾小管（重吸收、分泌）；右侧分支列出排泄的意义及尿液异常病因。教师总结：排泄过程绝非简单的“排废”，而是机体维持内环境稳态的精妙设计，每一个结构都精准对应其功能，这正是生命观念的深刻体现。【核心】

（五）作业布置——分层选择，拓展视界（2分钟）

基础作业（全员完成）：绘制一幅包含肾单位结构及尿形成主要过程的流程图或概念图，图中须标注滤过、重吸收的发生位点和物质流向。要求独立完成，作为课后巩固。【基础】

进阶作业（小组选做）：以“血液透析机的工作原理及与真实肾脏的异同”为主题，制作一份图文并茂的科普手抄报或3分钟微视频解说。优秀作品推荐至学校科技节展示。【热点】【社会责任】

实践作业（鼓励完成）：在家长协助下，收集一次家庭成员晨尿（自愿原则），使用家庭快速试纸检测尿液中葡萄糖、蛋白质指标（教师提供安全试纸），结合今日所学尝试解读结果，记录探究过程及体会。此作业需严格强调医学伦理与隐私保护，仅做学习体验。

七、学习评价与反馈

（一）过程性评价体系

课堂参与度评价：观察记录各小组模型拼装的速度、准确性、合作分工合理性，重点关注学生对肾单位血流方向的纠错过程，每完成一个关键操作节点可获得“肾脏探索勋章”。

导学案量化评价：导学案设置肾单位结构填图题、原尿尿液成分配对题、滤过重吸收判断题。教师全批全改，标注典型错误，对肾小球与肾小囊关系混淆、入球出球小动脉颠倒等问题进行课后追踪辅导。

（二）终结性评价设计

单元检测卷题型比例调整：识图题（肾单位结构标注及血流方向选择）占30%，数据表格分析题（给定血浆、原尿、尿液成分推断过程）占40%，病例情景题（根据化验单推测病变部位及原因）占3