初中生物七年级下册《人体净化工厂-泌尿系统与废物排出》大单元教学设计

初中生物七年级下册《人体净化工厂——泌尿系统与废物排出》大单元教学设计

一、教学内容分析

【基础】本章内容隶属于冀少版七年级下册第三单元“人体的结构与功能”，是在学生学习了消化系统（营养摄入）、循环系统（物质运输）、呼吸系统（气体交换）之后，对人体的新陈代谢进行完整闭环的关键章节。本章核心在于揭示细胞代谢产生的废物如何被有效收集、运输并排出体外的过程，即“排泄”这一生理功能的实现机制。

【非常重要】本章内容高度体现了“结构与功能相适应”的生命观念。泌尿系统作为主要的排泄途径，其组成器官的形态结构精确地服务于尿液形成与排出的功能。特别是肾脏作为形成尿液的器官，其微观结构——肾单位的精妙设计，完美诠释了滤过与重吸收的生理学原理。这不仅是知识的传授，更是引导学生从系统、器官、组织、细胞等多个层次理解生命系统有序性的绝佳载体。

【热点+难点】尿液的形成过程（肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用）历来是初中生物学的教学重点与难点，同时也是学业水平考试的【高频考点】。其难点在于过程微观抽象，涉及血液成分的动态变化、物质的选择性透过以及渗透压等潜在概念。学生需要具备一定的逻辑思维能力和知识迁移能力，将血液循环路径与泌尿系统功能进行整合，构建起人体新陈代谢的整体网络。

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关键阶段。他们对人体器官（如“腰子”）有模糊的感性认识，对“排尿”这一日常行为习以为常，但对其背后的精密生理机制知之甚少。学生已经掌握了血液循环的路径、血液的成分以及组织细胞如何进行气体交换，这为理解“血液如何变成尿液”奠定了必要的知识基础。

【难点预测】学生的认知障碍主要体现在：第一，难以将宏观的排尿现象与微观的肾单位工作联系起来；第二，对于“滤过”和“重吸收”这两个同时发生的反向过程容易混淆；第三，难以理解为什么尿液中含有尿素而血液中蛋白质和葡萄糖却不会流失，这涉及到分子大小和生理阈值等深层概念。因此，教学设计必须通过直观的模型、动态的模拟和贴近生活的类比，将微观过程macroscopic化，将抽象概念形象化。

三、核心素养导向的教学目标

1.生命观念：

1.2.【非常重要】通过观察肾脏和肾单位的结构，分析尿液形成的过程，能够初步形成“生物体的结构与功能相适应”的生物学观点。例如，肾小球毛细血管壁薄、利于滤过；肾小管长、缠绕毛细血管，利于重吸收。

2.3.【基础】描述泌尿系统的组成（肾脏、输尿管、膀胱、尿道）和各部分的功能，形成系统论的观点，理解器官之间的协调配合。

4.科学思维：

1.5.【难点+热点】通过分析“血浆、原尿、尿液”成分变化的数据表格，运用比较、归纳、演绎的方法，推断肾小球和肾小管的作用，培养基于证据进行逻辑推理的科学思维能力-1。

2.6.【高频考点】能够运用模型或图解，准确、规范地描述尿液形成的过程，解释其中关键物质的“去”与“留”。

7.探究实践：

1.8.通过观察猪或羊的肾脏实物、解剖纵切面，利用放大镜或显微镜观察肾单位结构，提升观察能力和动手操作能力-1-7。

2.9.（跨学科拓展）尝试利用生活中的材料（如漏斗、纱布、胶管、不同颜色的豆子等）制作肾单位动态模型，模拟滤过和重吸收过程，在实践中深化理解-8。

10.态度责任：

1.11.【重要】通过了解尿常规检查对疾病诊断的意义，以及憋尿、饮水过少对泌尿系统健康的危害，形成关注肾脏健康、养成适量饮水、及时排尿的良好生活习惯-1。

2.12.认同人体是一个统一的整体，泌尿系统与循环、消化等系统共同协作，维持内环境的稳定。

四、教学重难点

1.【非常重要+高频考点】教学重点：泌尿系统的组成；肾单位的结构；尿液的形成过程（肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用）；排尿的意义。

2.【难点+热点】教学难点：尿液形成过程中物质的变化，特别是区分原尿和尿液成分的差异；理解肾小管的重吸收作用具有选择性。

五、教学方法与准备

1.教学方法：情境教学法、任务驱动法、直观演示法、小组合作探究法、概念图构建法。以大单元视角，将本章设计为“探秘人体净化工厂”的三个核心项目。

2.教学准备：

1.3.教师准备：新鲜的猪（或羊）肾脏（纵剖演示）、泌尿系统模型、肾单位结构模型、多媒体课件（含尿液形成动画、血液透析视频）、导学案（含血浆/原尿/尿液成分对比表）。

2.4.学生准备：分组收集关于尿常规检查、肾结石、尿毒症等相关资料；预习教材。

六、教学实施过程（三课时大单元设计）

第一课时：探秘工厂的“车间”与“机组”——泌尿系统与肾单位

（一）创设情境，单元导入

【情境创设】展示一组图片：高耸入云的城市污水处理厂、家用净水器滤芯。提问：城市需要污水处理厂来净化废水，维持环境清洁。那么，我们人体细胞在24小时不间断地新陈代谢，也会产生“废水”和“垃圾”，我们身体的“污水处理厂”在哪里？它是如何工作的？引出本单元的核心任务——探秘人体净化工厂。

【明确任务】发布本单元终极挑战：以“人体净化工厂”为蓝图，分小组构建一个模型，向低年级同学解释尿液是如何形成的。

（二）【基础】参观工厂车间——泌尿系统的组成

1.自主寻址：引导学生阅读教材，完成导学案中“泌尿系统组成”的填空。

2.模型验证：利用人体半身模型或泌尿系统挂图，请学生上台指认并说出肾脏、输尿管、膀胱、尿道的位置和功能。教师强调：【非常重要】肾脏是“主车间”（形成尿液），输尿管是“输送管道”，膀胱是“暂存仓库”，尿道是“排放口”。

3.生活链接：为什么膀胱能有“暂存”功能？（肌肉壁富有弹性，括约肌控制）经常憋尿有什么坏处？（引发膀胱炎、肾炎）——渗透【态度责任】教育。

（三）【难点+非常重要】深入核心车间——肾脏的宏观与微观结构

1.实物观察（探究实践）：

1.2.教师分发分组的新鲜猪肾（已纵剖），引导学生按照“由外到内”的顺序观察。

2.3.【任务驱动】看一看：肾脏外形像什么？（蚕豆）颜色有什么特征？摸一摸：感受肾盂与输尿管的连接。剖一剖：对照教材图示，辨认颜色较深的“皮质”、颜色较浅的“髓质”和空腔的“肾盂”-1。

3.4.推测功能：为什么皮质颜色更深？（血流丰富，因为这里是肾单位主要分布区）。

5.微观探秘——肾单位：

1.6.引出问题：庞大的肾脏由什么来完成净化工作？介绍“肾单位”的概念，强调【基础+非常重要】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-6-9。

2.7.动态解构：利用多媒体动画，将肾单位从肾脏中剥离、放大。引导学生认识肾单位的组成：

1.3.8.【核心组件】肾小体：包括肾小球（一团毛细血管球）和肾小囊（套在肾小球外面的双层杯状囊）。

2.4.9.【核心组件】肾小管：细长而曲折，周围缠绕着毛细血管。

10.类比强化：

1.11.形象类比：将肾小球比作“过滤网”，肾小囊比作“收集杯”，肾小管比作“回收流水线”。

2.12.画图建模：让学生在草稿纸上尝试画出肾单位的结构简图，并标注血液流入方向（入球小动脉→肾小球毛细血管→出球小动脉→肾小管周围毛细血管）。特别指出：【高频考点】入球小动脉与出球小动脉内流的都是动脉血-3-6。

（四）结课

总结本节收获：我们找到了人体净化工厂的“主车间”（肾脏），并拆解了车间里的核心“机组”（肾单位）。下一节课，我们将真正启动这个机组，看看尿液到底是怎么从血液里变出来的。

第二课时：启动“净化”流水线——尿液的形成与排出

（一）温故知新，聚焦问题

1.回顾旧知：展示肾单位结构图，请学生快速指出肾小球、肾小囊、肾小管的位置，并复述血液流经路径。

2.提出核心问题：【难点+热点】血液流过肾单位后，究竟发生了什么神奇的变化，才把废物分离出来形成尿液？

（二）【非常重要+高频考点】数据侦探——比较血浆、原尿、尿液

1.呈现证据：教师导学案上呈现“血液、原尿、尿液成分比较表”（单位：克/100毫升）。表格包含水、蛋白质、葡萄糖、无机盐、尿素等关键指标，并给出具体数值（如：蛋白质：血浆8.0，原尿0.03，尿液0.0；葡萄糖：血浆0.1，原尿0.1，尿液0.0；尿素：血浆0.03，原尿0.03，尿液2.0等）-1-3。

2.小组探究：

1.3.【任务一】比一比：对比“血浆”和“原尿”，你发现了什么成分发生了剧变？（蛋白质含量骤降）这说明了什么？——学生推测：在肾小球处，大分子蛋白质和血细胞不能滤过。教师归纳出【核心概念1：肾小球的滤过作用】。

2.4.【任务二】比一比：对比“原尿”和“尿液”，你发现了什么？（葡萄糖消失，尿素浓度飙升，水量减少）这说明了什么？——学生推测：在肾小管处，葡萄糖被“拿”回了血液，大部分水也被“拿”了回去，而尿素等废物被留了下来并浓缩。教师归纳出【核心概念2：肾小管的重吸收作用】。

5.概念深化：

1.6.教师提问：【难点】为什么原尿流经肾小管后，尿素浓度会大幅增加？（因为水被大量重吸收，而尿素吸收得很少，所以被浓缩了）。

2.7.再问：如果一个人尿液中出现血细胞或蛋白质，可能是哪个部位发生了病变？【高频考点】（肾小球）。如果出现葡萄糖，又可能是哪个部位出了问题？【高频考点】（肾小管，或胰岛素分泌不足）-6。

（三）【跨学科实践】模型建构，动态演示

1.创意制作：指导学生利用课前准备的材料（如漏斗模拟肾小囊、细吸管盘绕成肾小管、红色毛线缠绕表示毛细血管、用不同大小的塑料颗粒表示不同物质），分组制作一个肾单位模型。

2.创新实验（高级挑战）：参考董秀云老师的创新实验思路-8，引导有能力的组尝试用化学方法模拟“滤过”和“重吸收”。例如，用红色酚酞溶液模拟血液，在模拟肾小球处扎小孔，让代表小分子物质的酚酞滤过进入肾小囊（收集后遇酸变无色，代表原尿），而大颗粒物质无法滤过。再通过肾小管周围的“毛细血管”（另一套管道系统）将大部分红色液体（模拟水、葡萄糖）回收，最终只有少量无色液体（模拟尿液）流出-8。

3.成果展示：各小组展示模型，并用模型口述尿液形成过程。教师点评，强调“滤过”和“重吸收”是两个同时发生的、方向相反的过程。

（四）【基础】尿液的排出路径与意义

1.动画演示：播放尿液从肾盂、经输尿管、入膀胱、最终经尿道排出的动画。

2.问题引导：【重要】为什么尿液的形成是连续的，而排尿是间歇的？（膀胱的储尿功能；受神经系统的控制）-9。

3.意义探讨：仅仅是为了排出废物吗？引导学生联系表格中水和无机盐的变化，得出排尿还有调节体内水和无机盐平衡，维持细胞正常功能的作用-1-3。

第三课时：拓展与延伸——汗液排出与健康生活

（一）知识链接，引出新问题

【过渡】尿液是人体排出废物的主要途径，但不是唯一途径。人体还有另一个排泄“窗口”——皮肤。

（二）【基础】探秘皮肤——汗腺与汗液

1.自主学习：阅读教材相关内容，了解汗腺的位置（真皮层或皮下组织）、结构（分泌部+导管）和功能。

2.生活观察：

1.3.探究一：剧烈运动后或天气炎热时，汗液大量分泌。汗液有什么成分？（结合生活经验：有咸味，说明含有无机盐；发黏，说明有水；擦不干净，可能还有少量尿素）。

2.4.探究二：【热点】为什么天热多尿少，天冷多尿多？引导学生运用汗腺和肾脏的排泄功能进行解释。教师总结：皮肤和肾脏协同工作，共同维持体内水盐平衡-1。

（三）【态度责任】健康教育——为肾脏“减负”，为健康加分

1.信息发布会：请学生展示课前收集的资料（尿毒症、血液透析、肾结石成因等）。

2.专题讨论：

1.3.为什么尿常规检查是医院最基础也是最重要的检查之一？（能从侧面反映肾脏健康状况）。

2.4.血液透析机的原理是什么？（模拟肾小球的滤过功能）-3。

3.5.我们应该养成哪些良好的生活习惯来保护泌尿系统？（适量饮水、不憋尿、注意个人卫生、慎用药物、运动后及时补水等）-1。

（四）单元总结与大概念构建

1.构建概念图：师生共同以“人体内废物的排出”为核心，构建包含“排泄途径（泌尿、皮肤、呼吸）”、“泌尿系统组成”、“肾单位结构”、“尿液形成过程（滤过、重吸收）”、“排尿意义”以及“健康生活”在内的概念网络图。

2.强调大概念：通过本章学习，我们深刻理解了人体通过泌尿系统和其他排泄途径，将细胞代谢产生的废物排出体外，从而维持了内环境的相对稳定。这是人体作为一个开放系统，与外界进行物质交换、维持生命活动的重要体现。

七、教学评价与反思

1.过程性评价：

1.2.课堂观察：观察学生在观察实物、小组讨论、模型制作中的参与度和合作精神。

2.3.导学案评价：检查学生对成分对比表的分析推理是否准确，对核心概念的归纳是否到位。

3.4.模型评价：从科学性、创新性、美观性等角度评价学生制作的肾单位模型。

5.终结性评价：

1.6.纸笔测试：设计具有梯度的问