初中生物七年级下册第三章“呼吸系统与泌尿系统：结构与功能”单元教学设计

初中生物七年级下册第三章“呼吸系统与泌尿系统：结构与功能”单元教学设计一、单元教学背景与设计理念本章内容隶属于《义务教育生物学课程标准（2022年版）》第五学习主题“人体生理与健康”，是在学生学习了消化系统（营养摄入）和循环系统（物质运输）之后，对人体新陈代谢过程中气体交换（摄入氧气、排出二氧化碳）和废物排泄（排出尿素、多余水与无机盐）两个核心环节的深化学习1。本单元设计打破传统课时孤立教学的壁垒，以“人体内环境稳态的维持”为大概念统领，将“呼吸”与“排泄”两大生理活动置于“细胞生活需要稳定的内部环境”这一核心视角下进行整合重构。设计理念强调“结构与功能相适应”的生命观念，注重通过模型建构、实验探究、数据分析等科学实践，引导学生从宏观现象深入到微观机制，理解肺与肾脏作为关键器官在维持内环境稳定中的核心作用，并最终将知识内化为健康生活的态度与行为，实现“健肺强肾”以达成“精力充沛”的育人目标。二、单元教学目标设计【生命观念】阐明呼吸系统和泌尿系统的组成，理解肺泡、肾单位等结构与其气体交换、滤过与重吸收功能的高度适应性，初步建立“结构与功能相适应”的观念。理解人体通过呼吸系统和泌尿系统的协调作用，维持内环境相对稳定的重要意义1。【科学思维】运用观察、比较、分析、归纳的方法，描述呼吸和尿液形成的过程。基于模型与原理（如气压差、扩散作用、滤过与重吸收），解释呼吸运动和尿液形成的动态机理。能够依据尿常规化验单的主要数据，初步分析判断身体的健康状况1。【探究实践】通过制作膈肌运动模型和肾单位模型，化抽象为具体，培养动手能力和建模思维。设计并实施“香烟浸出液对水蚤心率（或生命活动）的影响”的探究实验，体验对照原则和控制变量法的应用7。学会测量胸围差和肺活量，并分析数据意义。【态度责任】认同吸烟、空气污染等对呼吸系统的危害，养成拒绝吸烟、保护环境的自觉意识。形成主动饮水、适时排尿、爱护肾脏的健康生活习惯。关注器官捐献等社会议题，珍爱生命，乐于传播健康知识1【重要】。三、单元教学内容重构与课时安排本单元将原第三章“健肺强肾精力充沛”的内容，依据知识逻辑和认知规律，重构为两大主题板块、共六个课时：第一板块：气体交换与呼吸系统（对应原第一节“呼吸”）第二板块：代谢废物与泌尿系统（对应原第二节“排泄”）课时主题核心内容核心素养培养点第1课时呼吸的“门户”与“场所”呼吸系统的组成；呼吸道的作用；肺与肺泡的结构特点结构与功能观【基础】；观察与识图能力第2课时呼吸的“动力”与“过程”呼吸运动（肺通气）；肺内和组织里的气体交换（扩散作用）建模思维（物理模型）【难点】；归纳与演绎第3课时呼吸的“代价”与“保护”吸烟的危害探究实验；呼吸系统保健；空气质量与健康探究实践能力【热点】；社会责任与健康教育第4课时废物的“来路”与“去路”排泄的概念与途径；泌尿系统的组成；肾脏与肾单位的结构系统观；结构辨识【基础】；类比思维第5课时尿液的“生产车间”尿液形成过程（肾小球的滤过作用、肾小管的重吸收作用）动态过程分析【高频考点】【难点】；比较法第6课时健康的“信号灯”与“守护者”尿液的排出；尿常规化验单解读；泌尿系统保健信息处理能力【重要】；健康生活态度四、教学实施过程（核心环节）第一板块：气体交换与呼吸系统第1课时呼吸的“门户”与“场所”【教学目标】通过自主学习与观察，准确说出呼吸系统由呼吸道和肺组成，并按顺序说出各器官名称。通过资料分析和生活经验交流，阐明呼吸道黏膜、纤毛、软骨、毛细血管等结构对其清洁、湿润、温暖空气的functionaladaptation。通过观察肺泡结构图，归纳总结肺泡适于气体交换的结构特点（数量多、壁薄、外绕毛细血管）。【教学重点】呼吸系统的组成。呼吸道和肺的结构与功能相适应的特点。【教学难点】肺泡适于气体交换的结构特点。【教学过程】新课导入：展示一组对比图片：晴朗的森林和雾霾笼罩的城市。提问：“生活在不同空气质量环境中的人，他们的呼吸系统会受到什么影响？我们人体内部有哪些结构来应对空气的变化？”引发学生对呼吸系统防护功能的思考。【重要】任务一：寻踪觅源——呼吸之路探索学生自主学习教材，结合人体模型，以小组为单位，进行“呼吸系统组成”的拼图与接龙游戏。一个小组的成员依次指出模型上的器官并说出其名称（鼻腔、咽、喉、气管、支气管、肺），下一个小组的成员进行纠正或补充。教师重点强调“咽”是呼吸道和消化道的共同通道，解释“食不言”的科学依据7。任务二：结构解密——呼吸道的神奇功能探究活动一：清洁与湿润。展示鼻毛、鼻黏膜（含黏液腺、毛细血管）的显微结构图。引导学生联系生活经验：为什么冬天从室外进入温暖的室内，鼻子会首先感到温暖？为什么用嘴呼吸会感觉嗓子干，而用鼻子呼吸不会？学生讨论得出：鼻腔内的毛细血管可以温暖空气，黏液可以湿润空气，鼻毛可以阻挡大颗粒灰尘。探究活动二：纤毛的“清洁工”作用。播放气管和支气管内壁纤毛摆动清扫黏液（痰）的动画视频。提问：“痰是如何形成的？为什么我们不能随地吐痰？”学生理解呼吸道黏膜上的纤毛能够将灰尘和细菌推送到咽部，形成痰。从而认同不随地吐痰是社会公德的体现。任务三：微观探秘——气体交换的核心展示肺泡立体结构模型和电子显微镜照片，引导学生观察并找出肺泡的关键特征。小组讨论并归纳：肺泡有哪些特点利于气体交换？师生共同总结出：【高频考点】①数量多（面积大）；②肺泡壁极薄，仅由一层上皮细胞构成；③肺泡外缠绕着丰富的毛细血管和弹性纤维，毛细血管壁也极薄，也是由一层上皮细胞构成。这些结构特点使得气体易于通过扩散作用进行交换。课堂小结：引导学生构建知识图谱，将呼吸系统各器官与其功能对应连接，强化“结构与功能相适应”的观念。第2课时呼吸的“动力”与“过程”【教学目标】通过测量胸围差和模拟实验，理解呼吸运动（肋间肌和膈肌的舒缩）是实现肺通气的动力。运用物理学气压差原理，解释吸气和呼气的过程。通过分析图示，阐明肺泡内的气体交换和组织里的气体交换过程，理解扩散作用的原理。【教学重点】呼吸运动的过程。气体交换的原理。【教学难点】呼吸运动实现肺通气的原理。气体交换的过程与血液成分的变化。【教学过程】新课导入：请学生深吸一口气，再缓缓呼出，感受胸部（胸腔）的变化。提问：“是气体自己跑进肺里，还是肺主动把气体吸进去的？胸腔的变化与呼吸有什么关系？”任务一：体验与测量——胸廓变化感知学生两人一组，用软尺测量彼此在深吸气末和深呼气末的胸围（平对乳头），计算胸围差。交流测量结果，感受不同个体胸围差的差异，推测可能与呼吸肌功能、体育锻炼有关。【基础】任务二：模型建构——揭开呼吸动力之谜提供塑料瓶、Y形管、小气球、橡皮膜等材料，引导学生小组合作，制作膈肌运动模型。教师巡回指导，启发学生思考模型的对应关系：塑料瓶模拟胸腔，Y形管模拟气管和支气管，小气球模拟肺，底部的橡皮膜模拟膈肌。实验操作：向下拉橡皮膜，观察小气球变化；松开橡皮膜，观察小气球变化。原理分析：小组讨论并解释现象。教师引导结合物理学“一定质量的气体，体积越大，压力越小”的原理，总结呼吸运动的本质：【难点】【高频考点】吸气：肋间肌、膈肌收缩→胸腔容积扩大→肺内气压降低→气体进入肺。呼气：肋间肌、膈肌舒张→胸腔容积缩小→肺内气压升高→气体排出肺。任务三：类比迁移——气体的扩散交换播放肺泡内和组织里气体交换的3D动画。引导学生回忆“一滴墨水滴入清水中”的现象，理解“扩散作用”——气体由浓度高的地方向浓度低的地方运动。分析图示：展示肺泡和周围毛细血管、组织细胞和毛细血管的图示，让学生用红蓝笔绘制氧气和二氧化碳的扩散方向。【高频考点】肺泡与血液的气体交换：肺泡中氧气浓度高→氧气扩散进入血液（血液由静脉血变为动脉血）；血液中二氧化碳浓度高→二氧化碳扩散进入肺泡，通过呼气排出。组织里的气体交换：血液中氧气浓度高→氧气扩散进入组织细胞（血液由动脉血变为静脉血）；组织细胞中二氧化碳浓度高→二氧化碳扩散进入血液。课堂小结：用流程图的方式，引导学生串联起本节课的知识：呼吸运动（动力）→肺通气→肺泡气体交换→气体在血液中运输→组织气体交换。明确呼吸的实质是细胞内的有机物氧化分解，为生命活动提供能量。第3课时呼吸的“代价”与“保护”【教学目标】通过实验设计和数据分析，说明吸烟对生物体（如水蚤）生命活动的危害。列举吸烟、空气污染等对呼吸系统的主要危害，形成拒绝第一支烟的健康意识。提出保护呼吸系统的具体措施，并能向家人宣传戒烟知识。【教学重点】吸烟对人体健康的危害。【教学难点】探究实验“香烟浸出液对水蚤心率的影响”的设计与实施。【教学过程】新课导入：展示一组公共场所禁烟的标志和吸烟者肺部病变的对比图片。提问：“既然国家大力推行控烟，为什么还要说吸烟有害？它到底有哪些具体的危害？”任务一：方案设计——让实验“说话”学生阅读教材P56“吸烟的危害”相关内容，以小组为单位，围绕“如何证明香烟对生物体有害”设计实验方案。教师提供关键信息：香烟浸出液的制备方法、水蚤（一种小型甲壳动物，心脏透明易观察）作为实验材料。小组讨论核心问题：如何设置对照？（用清水作为对照）如何控制变量？（香烟浸出液的浓度、水蚤的大小和活力、观察时间等）如何减少实验误差？（重复实验、取平均值、计数心率）如何记录数据？（设计观察记录表）【探究实践】各小组展示实验设计思路，全班共同评价、完善，最终形成一份科学的实验方案。任务二：数据分析——揭示危害真相（若课堂条件有限，可由教师提供预先录制好的不同浓度香烟浸出液下水蚤心率的视频或数据表格）学生分组观看视频或分析数据，计算水蚤心率变化，绘制柱状图或折线图。【重要】数据分析：引导学生发现，随着香烟浸出液浓度的升高，水蚤心率逐渐加快，随后变得紊乱直至骤停。这表明香烟中的尼古丁、焦油等有害物质会严重干扰生物的神经系统和循环系统功能。知识拓展：教师补充介绍吸烟对呼吸系统本身的直接危害，如引发慢性支气管炎、肺气肿，甚至诱发肺癌；对他人健康的危害（二手烟、三手烟）。任务三：角色扮演——我是健康宣传员创设情境：“你的爸爸有多年吸烟史，作为子女，你如何运用今天所学的知识，有理有据、充满温情地劝他戒烟？”学生两人一组，分别扮演子女和父亲，进行3分钟的情景对话。对话中需运用科学道理，表达对家人的关爱。课堂升华：学生分享自己的劝诫经验和感悟。教师总结：知识的力量在于应用，健康的生活始于正确的选择。保护呼吸系统，就是保护我们生命能量的源泉。第二板块：代谢废物与泌尿系统第4课时废物的“来路”与“去路”【教学目标】区分排泄和排遗的概念，列举人体排泄的三种主要途径及其排出的代谢废物。识别泌尿系统的组成，说出肾脏、输尿管、膀胱、尿道的位置和功能。通过观察猪肾脏（或模型）和示意图，描述肾脏的结构，说出肾单位是肾脏结构和功能的基本单位，并准确辨认肾小球、肾小囊、肾小管。【教学重点】排泄的概念与途径。泌尿系统的组成。肾单位的结构。【教学难点】肾单位结构的微观想象与辨识。【教学过程】新课导入：提问：“我们每天都要喝水，但排出的尿液的量却少于喝进去的水量。这些水去哪里了？尿液里到底有什么？它是怎么形成的？”引导学生思考“废物”的来源。任务一：概念辨析——排泄≠排遗引导学生阅读教材，找出人体排出废物的几种方式。学生汇报：呼吸（排二氧化碳和少量水）、出汗（排水、无机盐、少量尿素）、排尿（排水、无机盐、尿素）。教师明确“排泄”的定义：将二氧化碳、尿素等代谢废物排出体外的过程。强调“粪便”的排出不属于排泄，因为它不是细胞代谢的产物，而是食物残渣，属于“排遗”。【基础】任务二：整体感知——泌尿系统组成展示人体泌尿系统模型或3D解剖图，引导学生观察并归纳：肾脏（形成尿液）、输尿管（输送尿液）、膀胱（暂时储存尿液）、尿道（排出尿液）。教师强调肾脏是“生产尿液”的核心器官，其形态似蚕豆，位于腹腔后壁脊柱两侧。任务三：微观聚焦——探秘“净化车间”实物观察：有条件的情况下，分发新鲜的猪肾（或羊肾），让学生分组观察。观察要点：肾的外形、颜色，剖开后观察肾皮质（颜色较深）、肾髓质（颜色较浅、呈条纹状）和肾盂（漏斗状空腔）。模型建构：教师发放不同颜色的橡皮泥，指导学生制作肾单位模型。用一团带孔的红色橡皮泥团模拟肾小球，其外包裹一层透明的薄膜模拟肾小囊，连接一根弯曲的管道模拟肾小管，周围用蓝色细线模拟毛细血管网。【重要】结构辨识：通过模型和教材图示，教师引导学生逐一辨认：【高频考点】肾单位=肾小体（肾小球+肾小囊）+肾小管。明确肾小球是毛细血管球，肾小囊内壁也极薄，这些结构为后续学习尿液形成奠定基础。课堂小结：绘制概念图，将泌尿系统各器官功能与排泄途径联系起来，再次强调肾脏作为核心器官的地位。第5课时尿液的“生产车间”【教学目标】通过动画演示和数据分析，概述尿液形成过程中肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用。通过比较血浆、原尿和尿液成分的主要差异，理解尿液形成的基本过程。运用结构与功能观，解释肾单位各部分结构在尿液形成中的作用。【教学重点】尿液形成的过程：肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用。【教学难点】理解肾小管的重吸收作用具有选择性。区分血液、血浆、原尿和尿液成分。【教学过程】新课导入：展示一份医院的“尿常规化验单”，指着上面“蛋白质”、“葡萄糖”等项目，提问：“正常情况下，尿液中不应该出现蛋白质和葡萄糖，那它们去哪儿了？正常的尿液又是怎么产生的？”任务一：初加工——肾小球的滤过作用播放血液流经肾小球的3D动画。引导学生观察血液的成分以及哪些成分可以进入肾小囊。模拟实验：用筛子筛米，筛子上留下大的米粒，小的米粉和碎屑漏下去。类比思考：如果把血液比作混合物，肾小球毛细血管壁和肾小囊内壁就是“筛子”。血液中的哪些成分相当于“碎屑”可以滤过？哪些相当于“大米”不能滤过？师生共同总结：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中，形成原尿。【高频考点】这个过程就是肾小球的滤过作用。任务二：深加工——肾小管的重吸收作用数据驱动探究：教师展示三组数据表格（血浆中、原尿中、尿液中主要成分的百分比/g/100mL）。成分血浆中（g/100mL）原尿中（g/100mL）尿液中（g/100mL）水909896蛋白质800葡萄糖0.10.10无机盐0.90.91.6尿素0.030.032.0引导学生对比分析数据：【难点】【高频考点】对比血浆和原尿：发现蛋白质的含量从8变为0，说明了什么？（验证了滤过作用，大分子蛋白质不能滤过）对比原尿和尿液：发现葡萄糖的含量从0.1变为0，说明葡萄糖去哪里了？（被重新吸收回去了）水的含量下降，无机盐和尿素的含量大幅上升，这是为什么？（大部分水被重吸收，而尿素等废物被浓缩）总结概念：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、部分无机盐等，被肾小管重新吸收回血液，这个过程叫肾小管的重吸收作用。剩下的物质（水、无机盐、尿素）形成尿液。任务三：动态演绎——绘制流程图要求学生用文字和箭头，绘制出从“血液”到“尿液”的完整流程，并标注两个核心作用发生的部位。例如：血液→肾小球（滤过作用）→原尿（肾小囊）→肾小管（重吸收作用）→尿液↓（血细胞、大分子蛋白质留在血液中）（葡萄糖、大部分水、部分无机盐回血液）小组内相互讲解流程图，深化理解。第6课时健康的“信号灯”与“守护者”【教学目标】说出尿液排出的路径，理解排尿的生理意义（排出废物、调节水平衡）。尝试解读尿常规化验单中的关键指标，初步判断可能的健康问题。总结泌尿系统的保健措施，养成勤喝水、及时排尿、不憋尿的良好习惯。【教学重点】排尿的意义。泌尿系统的卫生与保健。【教学难点】尿常规化验单的初步判读。【教学过程】新课导入：展示因尿路结石、肾炎等患者的病症图片或B超影像。提问：“这些疾病给病人带来巨大痛苦。我们的泌尿系统在运行中可能出现哪些问题？我们如何从身体发出的‘信号’中发现问题，又该如何保护它？”任务一：通路与意义——尿液的排出回顾泌尿系统组成，让学生指出尿液的排出路径：肾脏（形成）→输尿管（蠕动输送）→膀胱（暂时贮存）→尿道（排出体外）。体验活动：模拟膀胱充盈与排尿。用一个气球模拟膀胱，往里面慢慢注水，感受其容积变化和压力感。教师讲解膀胱壁有感受器，当尿液贮存到一定量时，产生“尿意”，在神经系统支配下，尿道括约肌舒张，尿液排出。深入思考：仅仅为了排出废物吗？引导学生结合生活经验讨论：为什么夏天出汗多时，尿量减少；冬天喝水多时，尿量增多？总结出排尿不仅可以排出废物，还能调节体内水和无机盐的平衡，维持组织细胞的正常生理功能。【重要】任务二：火眼金睛——读懂身体的“密信”分发几张模拟的、带有异常指标的尿常规化验单（如尿蛋白、尿糖、尿红细胞、白细胞增多等）。学生结合前课所学的尿液形成过程，以“小医生”的身份进行会诊。【热点】案例分析：化验单甲显示“蛋白质+”和“红细胞+”。问题可能出在哪里？（提示：肾小球病变，通透性增加，导致大分子蛋白质和血细胞滤过）化验单乙显示“葡萄糖+”。可能是什么原因？（提示：肾小管病变，重吸收能力下降；或胰岛素分泌不足，导致血糖浓度过高，超过肾小管重吸收极限）化验单丙显示“白细胞+++”。提示了什么？（提示：泌尿系统可能存在感染，如尿道炎、膀胱炎或肾炎）教师引导学生分析，同时强调这仅是初步模拟推断，具体诊断需结合临床症状和其他医学检查。任务三：知行合一——健康生活指南小组讨论：我们应该如何关爱自己的肾脏和泌尿系统？结合生活经验，列出健康小贴士。小组汇报，教师总结