初中七年级生物《代谢终产物的排出路径》教学设计

初中七年级生物《代谢终产物的排出路径》教学设计一、教学设计理念与核心素养导向本教学设计严格遵循《义务教育生物学课程标准（2022年版）》的核心精神，以“大概念”统摄教学内容，将“人体通过排泄系统维持内环境稳定”作为本单元的核心概念。设计上，我们摒弃了传统的碎片化知识灌输，转而采用“情境问题探究建构”的深度学习模式。以“人体如何维持内部环境的清洁与稳定”这一基本生命问题为驱动，通过创设生活化情境（如运动后、晨起第一次排尿），引导学生从现象出发，探究本质。我们强调“结构与功能观”这一生命观念的渗透，让学生在学习泌尿系统、皮肤和呼吸系统结构的同时，深刻理解其结构如何与其排泄废物的功能相适应。同时，通过数据分析、模型构建和病例分析，着力培养学生的科学思维（特别是归纳与推理、批判性思维）以及“健康生活”的社会责任感，将知识习得与素养发展深度融合。二、教学背景分析（一）教材内容分析本节课选自人教版七年级生物学下册第四单元“生物圈中的人”第五章“人体内废物的排出”。在此之前，学生已经学习了人体的营养、呼吸和物质的运输，本节课是对人体新陈代谢整个过程的收尾与总结，阐释了细胞代谢产生的废物如何被排出体外，从而维持内环境的稳定。它既是对前面所学知识的综合应用，也为后续学习“人体生命活动的调节”以及“健康地生活”奠定基础。教材内容从“排泄”与“排遗”概念的辨析入手，重点围绕泌尿系统的组成、尿液的形成和排出过程展开，并辅以皮肤和呼吸系统的排泄途径，构建了完整的人体排泄网络。（二）学情深度分析知识储备方面，七年级学生已具备细胞呼吸、血液循环等前概念，对“新陈代谢”有初步认识，但对于“内环境稳态”这一抽象概念尚缺乏深度理解。他们知道人会排尿、出汗，但对尿液究竟是如何从血液中“制造”出来的充满好奇，这构成了强烈的内在学习动机。认知特点方面，该阶段学生形象思维仍占主导，对微观的生理过程（如肾小球的滤过）难以直接想象，需要借助模型、动画等直观教具。同时，他们的逻辑推理能力正在发展中，通过数据对比分析（血浆、原尿、尿液成分表）来归纳生理过程，是训练其科学思维的有效抓手。生活经验方面，学生都有过憋尿、喝水多少与尿量关系的体验，也听说过“尿毒症”“透析”等名词，这些零散的生活经验和前科学概念，既是教学的起点，也可能存在迷思概念（如混淆排泄与排遗），需要我们在教学中精准辨析和引导。三、教学目标与核心素养对应【生命观念】通过分析泌尿系统、皮肤和呼吸系统的结构与功能，认同生物体的结构与功能相适应；理解排泄是维持人体内环境（稳态）至关重要的生理活动。【科学思维】通过比较血浆、原尿和尿液的成分差异，运用归纳和推理的方法，揭示肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用；能运用模型或图示解释尿液的形成过程。【科学探究】通过观察肾脏实物或模型、观看肾单位动画，提高观察和提问能力；通过小组合作分析“尿液异常”病例，培养基于证据进行推理和解释的能力。【态度责任】【热点】关注泌尿系统健康问题（如肾炎、尿毒症），形成适量饮水、及时排尿、健康生活的意识和习惯；认同现代医学技术（如血液透析）对健康的意义，培养关爱生命的情感。四、教学重点与难点（一）教学重点1.【基础】人体排泄的三条主要途径（泌尿、呼吸、皮肤）及其主要排出的代谢废物。2.【基础】泌尿系统的组成及各部分的功能，尤其是肾脏是形成尿液的主要器官。3.【重要】肾单位的结构及其与尿液形成功能的关系。4.【重要】尿液形成过程中的两个关键步骤：肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用。（二）教学难点1.【难点】肾单位的结构，特别是入球小动脉、出球小动脉与肾小球、肾小管周围毛细血管网的关系，这关系到对“两次形成毛细血管网”生理意义的理解。2.【难点】理解肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用的具体过程，特别是明确哪些成分被滤过、哪些成分被重吸收以及为什么。3.【难点】能够准确解释从血浆到原尿再到尿液这一动态变化过程中的成分变化原因。五、教学准备1.多媒体课件：包含高清图片、3D动画（肾单位结构、尿液形成动态模拟）、微视频（如血液透析原理）。2.实验材料与模型：分组准备猪肾（纵剖）或高仿真肾脏模型、泌尿系统组成模型、肾单位结构模型。3.探究学案：包含泌尿系统结构图、肾单位结构图、血浆/原尿/尿液成分对比表（数据空白或部分空白，供学生填写推理）、病例分析材料。4.模拟实验材料：红墨水、绿豆（模拟血细胞）、芝麻（模拟蛋白质）、细沙（模拟小分子物质）、水、漏斗、滤纸、烧杯等。六、教学过程（一）创设情境，导入新课——驱动性问题：我们的身体每天产生哪些“垃圾”？【教师活动】展示一组生活场景图片：剧烈运动后大汗淋漓的同学、清晨起床后第一件事往往是去卫生间、对着玻璃呼气玻璃上会出现水雾。提问：“同学们，这些司空见惯的现象背后，隐藏着一个关乎我们生命健康的重要生理活动。谁能说说，我们的身体在新陈代谢过程中，会产生哪些‘垃圾’？它们又是通过什么途径被请出‘家门’的？”【学生活动】观察图片，联系自身生活经验，踊跃发言。学生可能会说出：出汗排出盐水、呼气排出二氧化碳、排尿排出……教师引导学生将这些“垃圾”归纳为：二氧化碳、多余的水、无机盐、尿素等。【设计意图】从学生熟悉的生活现象入手，激发好奇心和探究欲，自然引出“排泄”这一核心主题，明确学习任务。【教师活动】在学生回答基础上，引出本节课的核心概念：【非常重要】“人体将细胞代谢产生的二氧化碳、尿素、多余的水和无机盐等废物排出体外的过程，叫做排泄。今天，我们就一起化身‘人体环境监测员’，深入探究这些‘代谢终产物’的精妙排出路径。”（二）概念辨析与路径初探——排泄≠排遗【教师活动】出示一张“排泄”与“排遗”的对比图。提问：“排便是不是我们今天要学习的排泄？”引导学生思考和辩论。【学生活动】小组讨论，基于已有知识尝试区分。教师引导总结：【重要】排泄排出的是“细胞代谢产生的废物”，而排遗排出的是“未被消化吸收的食物残渣（粪便）”，粪便并未进入血液循环系统，因此不属于排泄。【教师活动】引导学生快速阅读教材，归纳人体排泄的三条主要途径，并完成学案上的表格。【学生活动】自主阅读，归纳总结，形成初步认知：1.呼吸系统（肺）：排出二氧化碳和少量水蒸气。2.皮肤（汗腺）：排出水分、少量无机盐和尿素。3.【高频考点】泌尿系统：排出绝大部分水分、无机盐和尿素（这是最主要的排泄途径）。【设计意图】厘清易混淆概念，为后续深入学习泌尿系统扫清障碍。同时通过自主归纳，培养学生的信息获取与处理能力。（三）深度探究：探秘“人体净水工厂”——泌尿系统1.第一站：初识工厂布局——泌尿系统的组成【教师活动】出示人体泌尿系统模型或高清挂图。以“净水工厂”作比：肾脏（核心生产车间）、输尿管（输送管道）、膀胱（成品仓库）、尿道（出厂大门）。分发分组活动材料（猪肾或模型）。【学生活动】【基础】小组合作，在模型或标本上辨认肾脏、输尿管、膀胱、尿道的位置和形态。观察剖开的猪肾，初步认识皮质、髓质和肾盂，感受肾脏的质地（富含血管）。完成学案上泌尿系统结构图的标注。【教师活动】重点强调：【重要】“肾脏是形成尿液的场所，其他结构负责输送、储存和排出。我们每天产生的1.5升左右尿液，就是由这两个拳头大小的肾脏制造出来的，它们究竟有何精妙之处？”2.第二站：探访核心车间——肾单位的结构（微观探秘）【教师活动】播放肾单位3D动画，展示其位置（肾脏皮质和髓质中）和立体结构。引导：“每个肾脏由100多万个‘微型净水器’——肾单位构成。只有看清它的结构，才能理解它如何工作。”【学生活动】观看动画，结合教材和肾单位模型，以小组为单位，利用手中的结构卡片（肾小球、肾小囊、肾小管、入球小动脉、出球小动脉、毛细血管网），在纸上拼贴出一个完整的肾单位结构简图，并标注血流方向。【难点突破】【教师活动】选取小组作品进行展示和点评，通过追问澄清难点：“血液流入肾小球的血管叫什么？流出的血管叫什么？它们里面流的都是什么？”（入球小动脉和出球小动脉，流的都是动脉血）。“出球小动脉接着分支形成了什么结构？这有什么好处？”（形成了包绕在肾小管外的毛细血管网，有利于肾小管重吸收的物质重新回到血液）。【设计意图】通过模型观察、动手拼图和教师追问，化微观为宏观，化抽象为具体，帮助学生建立清晰的肾单位结构和血流路径的概念，为理解尿液形成打下坚实基础。3.第三站：模拟生产过程——尿液的形成（核心环节）【教师活动】“有了精密的设备，我们来看看这台‘微型净水器’是如何运行的。整个过程分为两步，我们通过模拟实验和数据分析来解密。”（1）第一步：肾小球的滤过作用——模拟实验【教师活动】演示模拟实验：将含有水、细沙（模拟小分子物质如葡萄糖、尿素）、芝麻（模拟蛋白质）、绿豆（模拟血细胞）的混合物倒入垫有滤纸的漏斗中。【学生活动】观察现象：绿豆、芝麻被滤纸阻留，水和细沙流入下方的烧杯。【教师活动】引导学生类比：漏斗相当于肾小囊，滤纸相当于肾小球壁和肾小囊内壁。提问：烧杯里的液体相当于什么？（原尿）。它含有哪些成分？（水、无机盐、葡萄糖、尿素等小分子物质）。哪些大分子物质没有滤过？（血细胞和大分子蛋白质）。【学生结论】【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、尿素等物质，都可以滤过到肾小囊腔中，形成原尿。（2）第二步：肾小管的重吸收作用——数据分析【教师活动】呈现一份真实的【热点】数据表格：血浆、原尿和尿液成分比较（克/100毫升）。成分（克/100毫升） 血浆 原尿 尿液水 90~蛋白质 7~9 0 0葡萄糖 0.1 0.1 0无机盐 0.72 0.72 1.5尿素 0.03 0.03 2.0【学生活动】小组合作，对比分析表格数据，思考并讨论：“比较血浆和原尿，为什么原尿中蛋白质为0？而葡萄糖、无机盐、尿素的浓度与血浆基本相同？这验证了我们刚才的哪个结论？”（验证了滤过作用）。“比较原尿和尿液，成分发生了什么显著变化？哪些物质没了？哪些物质浓度变高了？为什么会这样？”【小组汇报】葡萄糖消失了，说明被“拿回”血液了；水减少了，无机盐和尿素浓度变高了，说明大部分水也被“拿回”血液了，剩下的废物浓度自然就高了。【教师活动】高度肯定学生得出的结论，并精炼总结：【非常重要】【高频考点】“当原尿流经肾小管时，其中对人体有用的物质，如大部分水、全部葡萄糖、部分无机盐，被肾小管重新吸收回血液，这个过程叫做重吸收作用。剩下的物质——水、无机盐和尿素等就形成了最终排出的尿液。”【拓展思考】“一个人一天可以形成约180升原尿（相当于360瓶矿泉水），而排出的尿液却只有约1.5升。这说明了什么？”（说明肾小管重吸收作用的高效性，保证了人体宝贵的水分和无机盐不被浪费）。4.第四站：成品入库与出厂——尿液的排出【教师活动】播放尿液排出过程的动态流程图：肾脏（持续形成）→输尿管（蠕动输送）→膀胱（暂时贮存）→尿道（排出体外）。【学生活动】自主阅读教材，了解尿液排出的路径。【教师提问】“肾脏形成的尿液是连续不断的，为什么我们排尿却是间歇性的？”（【基础】膀胱具有暂时贮存尿液的功能）。补充讲解排尿反射的神经控制，以及憋尿的危害（诱发尿路感染、影响膀胱功能）。【设计意图】结合生活常识和生理知识，培养学生健康生活的态度和责任。（四）学以致用，反馈提升——我是“小医生”【情境创设】教师化身“医院检验科”主任，提供几份“异常”的尿液检测报告单，招聘“小医生”进行“病例会诊”。【病例一】：尿常规检查报告显示，尿液中出现了蛋白质（PRO++）。【病例二】：尿常规检查报告显示，尿液中出现了葡萄糖（GLU++）。【病例三】：尿常规检查报告显示，尿液中出现了红细胞（BLD++）。【学生活动】小组任选一个病例，运用本节课所学知识，分析病变可能发生的部位及其原因，并给出“诊断意见”。【小组汇报】针对病例一：可能是肾小球病变，导致滤过作用异常，本不能滤过的大分子蛋白质被滤过了。针对病例二：可能是肾小管病变，导致重吸收作用障碍，不能将葡萄糖全部重吸收；也可能是胰岛分泌胰岛素不足，导致血糖浓度过高，超过了肾小管的重吸收能力。针对病例三：可能是肾小球（或肾脏内部任何部位）的毛细血管破裂，导致血细胞进入尿液。【教师点评】高度评价学生的推理能力，并升华情感：“肾脏如此精妙而脆弱，它是维持我们内环境稳定的‘功臣’。因此，我们在生活中应该怎么做？”引导学生说出：适量饮水、及时排尿、不滥用药、定期体检等。【设计意图】通过真实的病例分析，将知识应用于实际情境，既加深了对核心概念的理解（特别是对滤过和重吸收作用的辨析），又培养了学生的科学思维和社会责任感，实现了知识、能力与情感的有机统一。七、板书设计（逻辑图示法）第四单元第五章人体内废物的排出一、排泄概念：细胞代谢废物（CO₂、尿素、水、无机盐）排出体外二、排泄途径：1.肺：CO₂、水（气体）2.皮肤：水、无机盐、少量尿素（汗液）3.【高频考点】泌尿系统：水、无机盐、尿素（尿液）——最主要三、尿液的形成与排出（核心）（一）泌尿系统组成肾脏（形成）→输尿管（输送）→膀胱（储存）→尿道（排出）（二）肾单位（肾脏结构和功能的基本单位）——肾小球（毛细血管球）肾小体——肾单位————肾小囊（双层壁的囊）——肾小管（细长，外有毛细血管网）（三）【非常重要】尿液形成过程1.【难点】肾小球的滤