系统与稳态：初中八年级科学（华师大版）“人体的物质与能量转化”单元复习（第一课时）教学设计

系统与稳态：初中八年级科学（华师大版）“人体的物质与能量转化”单元复习（第一课时）教学设计

一、教学分析

（一）【基础】教学内容分析

本节课为华东师大版八年级上册第五章“人体的物质和能量转化”的单元复习课第一课时。本章内容属于“生命科学”领域的核心模块，是学生在初中阶段首次系统性地从系统、器官、细胞层级理解人体作为一个开放的生命系统，如何与外界环境进行物质交换和能量流动，以维持内环境的稳态。具体内容包括消化系统（食物的消化与吸收）、呼吸系统（气体的交换与运输）、循环系统（物质的运输）以及泌尿系统（代谢废物的排出）这四个既独立又密切相关的生理系统。

【非常重要】本节复习课的核心在于打破单一系统的界限，引导学生构建“摄入—运输—利用—排出”的完整逻辑链，深刻理解物质代谢与能量代谢是同时发生、相互依存的过程。这不仅是知识的回顾，更是对“人体是一个统一整体”这一生命观念的深化，同时为后续学习生态系统中的物质循环与能量流动、人体生理稳态的调节机制奠定坚实的基础。

（二）【重要】学情分析

八年级学生经过七年级对细胞结构、生物体结构层次的学习，已经具备了“结构与功能相适应”的生物学观点。在第五章的新课学习中，学生已初步掌握了各系统的组成、功能和主要生理过程，但对于各系统之间如何协同工作、物质和能量在人体内的具体“来龙去脉”还缺乏宏观的、动态的、系统性的认识。【难点】学生往往难以将消化后的营养物质如何通过循环系统到达组织细胞、呼吸吸入的氧气如何参与这一过程、细胞产生的废物又如何被排出体外这一系列连续的过程有机地串联起来。因此，复习课的关键在于帮助学生将零散的“点状”知识连接成“线”并编织成“网”，实现知识的整合与应用。

（三）【热点】教学定位：指向核心素养的深度学习

本设计遵循新课标理念，摒弃传统的知识点简单罗列与重复讲解，采用“大情境—问题链—任务驱动”的教学模式。以真实生活情境为载体，以层层递进的问题链为引导，以学生自主构建概念图、分析图表、模型推理为主要活动，旨在培养学生的科学思维（特别是系统思维和模型建构思维）、科学探究能力以及社会责任感，体现科学课程的育人价值。

二、【重要】教学目标

学完本节课后，学生将能够：

1.生命观念：通过绘制和阐述人体物质与能量转化流程图，初步形成“人体是一个开放的生命系统，通过物质和能量的转化维持内环境稳态”的观念。

2.科学思维：【基础】能够运用系统分析的方法，归纳总结消化、呼吸、循环、泌尿四大系统在维持人体生命活动中的功能及相互关系。【高频考点】能够运用模型建构（如物理模型、概念模型）解释营养物质和氧气如何到达组织细胞被利用，以及代谢废物如何被排出体外的过程。

3.科学探究：通过分析人体在运动状态下的生理数据与变化（如呼吸加深加快、出汗增多等），能够提出可探究的科学问题，并尝试用所学知识进行解释和推理。

4.态度责任：在解决与健康生活相关的实际问题（如合理膳食、科学运动）的过程中，形成关注健康、珍爱生命的意识，并能够运用科学知识指导自己的生活实践。

三、【难点】教学核心重难点

（一）教学重点

1.【非常重要】构建“人体的物质与能量转化”整体概念模型，阐明消化、呼吸、循环、排泄四大系统如何协同工作。

2.概述三大营养物质（糖类、脂肪、蛋白质）在人体内的主要代谢途径。

3.理解呼吸作用的实质及其在能量供应中的核心地位。

（二）教学难点

1.【难点】理清血液循环在营养物质、氧气及废物运输过程中的“枢纽”作用。特别是体循环和肺循环中血液成分（氧气、二氧化碳、营养物质、废物）的动态变化。

2.【难点】将微观的细胞代谢（如线粒体的呼吸作用）与宏观的器官、系统功能联系起来，真正理解“能量转化”发生的场所与过程。

3.准确辨析“消化”、“吸收”、“呼吸”、“呼吸作用”、“排泄”和“排遗”等易混淆的核心概念。

四、【核心】教学实施过程

（一）【热点】创设情境，导入复习——“奔跑中的身体”

（预计5分钟）

教师活动：

播放一段本校学生在运动会上进行1000米长跑的视频（或展示一幅运动后的学生照片）。并提出驱动性问题：

“同学们，视频中的同学正在经历一场剧烈运动。请大家思考，从他起跑前到冲过终点线，他体内发生了哪些剧烈的变化？他的呼吸、心跳、体温、出汗情况如何？这些现象背后，是哪些系统在高效协同工作，为他的奔跑提供源源不断的物质和能量，并及时处理掉产生的废物？”

“今天这节课，我们将化身为‘身体总指挥’，来复盘和审视这个复杂而精密的生命过程。”

学生活动：

观察视频，结合自身体验，思考并自由发言（可能出现呼吸急促、心跳加快、大汗淋漓、肌肉酸痛等词汇）。

在教师的引导下，初步感知这节课将要探讨的主题与方向。

设计意图：

用真实、熟悉的生活情境切入，瞬间激发学生的共鸣和探究欲，将抽象的生理过程具象化，明确本节课的核心任务——用整体、动态的眼光看待人体的生命活动。

（二）【基础】自主建构，绘制“核心概念思维导图”

（预计12分钟）

教师活动：

发放白纸（或使用平板电脑上的思维导图软件），提出构建任务：

“请各位‘身体总指挥’，以‘人体的物质与能量转化’为核心，围绕刚才我们提到的运动情境，将消化系统、呼吸系统、循环系统、泌尿系统的核心功能以及它们之间的物质（如葡萄糖、氧气、水、尿素）和能量流动关系，用箭头和关键词连接起来，形成一个初步的概念模型。”

教师在巡视中，关注学生容易遗漏的环节（如【非常重要】组织处的气体交换、细胞内的利用环节），并给予个别点拨。

学生活动：

独立或两人合作，尝试绘制概念图。这个过程是学生对原有知识的提取、梳理和重构。他们会努力回想食物的消化吸收路径、氧气的吸入路径、血液如何将它们运输、细胞如何利用、废物如何排出。

预设生成与引导：

教师选取几张有代表性的学生作品（一张较零散、一张较完整）用实物展台展示，请作者简要介绍自己的思路。

通过对比，引导学生发现：

“大家看，这两位同学的思路有什么不同？哪一个更能解释清楚，跑步所需要的能量到底是怎么来的？我们还缺少了哪个关键的环节？”

由此，自然引出被大部分学生遗漏的【非常重要】核心环节——组织细胞内的“呼吸作用”。

（三）【非常重要】模型构建，突破“物质与能量的转化流”

（预计20分钟）

本环节是课堂教学的核心，旨在通过教师引导，将学生零散的概念图逐步完善成一个科学、严谨、动态的整体模型。

1.聚焦核心：细胞内的“能量工厂”

教师引导：“所有摄入的营养和氧气，最终要去哪里？（学生回答：细胞）对，细胞才是生命活动的基本单位。那么，物质和能量到底在细胞内发生了什么变化？”

教师板书或在电子屏上绘制一个简化的动物细胞图，重点标注出线粒体。

引导学生回顾呼吸作用公式：有机物（葡萄糖）+氧气→二氧化碳+水+能量

教师强调：【热点】呼吸作用（而非呼吸）是能量转化的关键。有机物的化学能在这里被释放出来，供细胞进行各种生命活动（如肌肉收缩）。

2.追溯上游：物质供应线

教师引导：“线粒体要正常工作，需要源源不断的‘燃料’（有机物）和‘助燃剂’（氧气）。这些物质是从哪里来的？怎么运来的？”

将学生分为两个“专家小组”，一组负责追踪“有机物的来源与运输”，一组负责追踪“氧气的来源与运输”。（小组合作学习）

1.3.第一组：【高频考点】有机物的旅程（消化与循环）

1.2.4.起点：食物（淀粉、蛋白质、脂肪）。

2.3.5.关键过程1——消化：在消化道内被多种消化液（唾液、胃液、胰液、肠液）分解为可吸收的小分子物质（葡萄糖、氨基酸、甘油和脂肪酸）。【难点】此处教师可追问：胆汁参与消化吗？它和酶的消化有何不同？引导学生区分物理性消化和化学性消化。

3.4.6.关键过程2——吸收：主要场所是小肠。【基础】结合小肠的结构特点（皱襞、绒毛、丰富的毛细血管），解释其如何与吸收功能相适应。

4.5.7.运输通道：被吸收进小肠绒毛内的毛细血管后，这些营养物质随血液循环（门静脉→肝脏→下腔静脉→心脏→动脉）最终到达全身的组织细胞。【难点】教师强调血液循环路线的“枢纽”作用，指出血液在不同血管（动脉血/静脉血）中成分的变化，但不要陷入背诵循环路线的细节，而是关注“运输”功能。

6.8.第二组：【高频考点】氧气的旅程（呼吸与循环）

1.7.9.起点：外界空气。

2.8.10.关键过程1——肺通气：通过呼吸运动（肋间肌、膈肌的收缩舒张），气体进出肺。

3.9.11.关键过程2——肺泡内的气体交换：氧气透过肺泡壁和毛细血管壁进入血液。强调【基础】这一过程是由气体扩散实现的，并导致血液由静脉血变为动脉血。

4.10.12.运输通道：氧气与红细胞中的血红蛋白结合，随血液循环（肺静脉→心脏→动脉）被运输到全身的组织细胞。

教师将两个小组的成果，用动态的板画或多媒体动画在“细胞”模型的两侧逐步完善，形成“物质供应”的两条主要流入箭头（有机物、氧气）。

13.追踪下游：废物的排出线

教师引导：“燃料燃烧后会产生废气（二氧化碳）和废渣（这里比喻为尿素等含氮废物）。这些废物又该去哪里？怎么排出体外？”

继续追问：

1.14.【高频考点】二氧化碳的排出：由组织细胞产生，扩散进入血液（使血液变为静脉血），被运送到肺部，通过肺泡内的气体交换进入肺泡，最终随呼气排出体外。

2.15.【高频考点】尿素等含氮废物的排出：这是本部分的难点。引导学生回顾组织细胞如何利用氨基酸（脱氨基作用）产生含氮废物（氨，在肝脏转化为尿素）。尿素进入血液，经血液循环运送到肾脏。

3.16.关键过程——尿的形成：复习肾单位的过滤作用和重吸收作用。强调【非常重要】当血液流经肾小球时，除血细胞和大分子蛋白质外，血浆中的一部分水、无机盐、葡萄糖和尿素等被过滤形成原尿；原尿流经肾小管时，全部葡萄糖、大部分水和部分无机盐被重吸收回血液，剩余的物质形成尿液，最终排出体外。

至此，在“细胞”模型的右侧，形成两个主要的流出箭头（二氧化碳、尿素等），并通过循环系统分别指向“呼吸系统”和“泌尿系统”。

17.完善模型，形成闭环

此时，黑板上已形成一个完整的、动态的“人体的物质与能量转化”系统模型。教师引导学生用一句话总结：

“消化系统提供原料，呼吸系统提供氧气，循环系统负责运输，细胞（特别是线粒体）是转化的工厂，产生的能量供生命活动，废物则由呼吸和泌尿系统排出体外。整个过程中，物质在转化，能量在流动，共同维持着我们生命的存在。”

（四）【高频考点】实战演练，应用与迁移

（预计5分钟）

教师提供一组具有梯度的练习题，检测学生的理解和应用能力。

1.【基础】基础辨析题：

下列过程中，属于排泄的是（）。

A.吐痰B.排出尿液C.排出粪便D.呼出二氧化碳

（考查对排泄与排遗等核心概念的精准掌握）

2.【高频考点】图表分析题：

展示血液流经人体某器官或结构前后，某物质浓度变化的曲线图。

1.3.例如：血液流经小肠后，葡萄糖和二氧化碳的浓度会如何变化？

2.4.例如：血液流经肺部毛细血管后，氧气和二氧化碳的浓度会如何变化？

3.5.例如：血液流经肾脏后，尿素的浓度会如何变化？

（考查学生对各系统功能的理解，以及运用模型进行分析推理的能力。）

6.【热点】情境应用题：

“请解释为什么长跑后，我们不仅会感到饥饿（需要补充能量），还会大口喘气（需要更多氧气），并且会大量出汗/上厕所（需要排出废物）？这再次印证了我们今天学习的什么核心观念？”

（呼应开头情境，回归整体，强化人体是一个统一的整体的生命观念。）

（五）课堂小结与反思

（预计3分钟）

学生活动：

邀请一位同学，对照着黑板上最终完善的概念模型，对本节课的复习内容进行总结，尝试完整地复述出营养物质和氧气在人体内的旅程以及废物的排出过程。

教师总结升华：

“今天我们不仅复习了知识，更重要的是学会了如何用‘系统’的眼光来看待我们自己的身体。人体就像一台精密的机器，各个系统协同运作，维持着物质和能量的动态平衡，这就是健康。希望同学们在未来的学习和生活中，能继续用这种科学的、整体的思维方式去探索更多生命的奥秘。”

五、【重要】板书设计（系统化、可视化）

人体的物质与能量转化复习

（系统协同·动态平衡）

摄入运输枢纽利用与转化排出

↓↑↓↑↓↑

【消化系统】【循环系统】→【组织细胞】←【泌尿系统】

食物→养分心脏（线粒体）肾脏→尿液

（淀粉/蛋白/脂肪）↓（呼吸作用）↑

↓消化吸收血管有机物+氧气【呼吸系统】

【营养物质】←---血液---→【氧气】→CO2+水+能量肺→CO₂

血液←---【CO₂、尿素等】

*注：用不同颜色的粉笔画出箭头，区分物质（如黑色）和气体（如红色、蓝色），使信息流一目了然。

六、【基础】作业与评价设计

1.【基础】知识巩固：完成一份关于本章核心概念的思维导图，要求至少包含20个核心关键词，并标注出它们之间的关系。

2.【拓展】实践探究（选做）：“为家人设计一份营养早餐”。要求结合本节课所学的消化吸收和能量转化知识，分析