第1节 人体产生的代谢废物教学设计-2024--2025学年北师大版生物七年级下册

观察,体现了生物学“结构与功能相适应”的基本观念,有助于培养学生观察、推理和归纳的能力。 【课时学情分析】 七年级学生已具备一定的生物学基础知识,如细胞的基本结构、呼吸作用产生二氧化碳等,但对“代谢废物”的概念仍较为模糊,容易将“排泄”与“排遗”混淆,误认为粪便属于代谢废物。学生日常生活中虽常接触出汗、排尿等生理现象,却缺乏对其本质原因和生物学意义的深入理解。他们好奇心强,乐于动手操作和参与讨论,尤其对实验类活动兴趣浓厚,但科学思维能力和抽象概括能力尚在发展初期,需要教师通过直观材料、层层设问和情境引导来促进知识建构。此外,学生对身体内部运作机制充满好奇,若能结合真实案例或生活情境(如运动后大量出汗、饮水不足导致尿液变黄)进行教学,可有效激发学习动机。因此,本节课应充分利用演示实验、图表分析和小组合作探究等方式,帮助学生建立正确的排泄概念体系,提升其科学素养和健康意识。 【课梓设计思想】 本课设计坚持以学生为主体、教师为主导的教学理念,遵循“从生活走向科学,从科学回归生活”的课程思路。以“人体为何需要不断排出某些物质?”为主线问题贯穿始终,创设“小明晨跑后满头大汗”的真实生活情境导入新课,激发学生思考。教学过程中采用“议题式教学+情境探究+合作学习”相结合的策略,围绕“尿液里有什么?”“这些物质从哪里来?”“它们如何被排出?”三大子议题逐步推进。通过演示实验引导学生亲历观察、记录、推理全过程,培养实证意识;借助教材图9-1“排出代谢废物的主要途径”开展小组合作分析,厘清不同排泄途径的特点与区别;利用数据表格对比休息与运动状态下水分流失差异,引导学生理解排泄的动态调节功能。整个教学过程注重知识的生成性与思维的递进性,强调概念建构而非机械记忆,力求让学生在主动探究中掌握核心知识,理解生命活动的内在规律,并树立关注自身健康的意识。 【教学目标】 科学观念: 1. 学生能够说出人体细胞在代谢过程中产生的主要废物种类,包括二氧化碳、尿素、多余水和无机盐,并能区分排泄与排遗的不同。 2. 学生能够描述人体排泄的三种主要途径——皮肤、呼吸系统和泌尿系统的具体方式及排出的物质类型,理解排泄对于维持内环境稳态的关键作用。 科学思维: 1. 学生能基于尿液烘烤实验的现象(气味、白色残留物),运用归纳与推理的方法,分析并推测尿液中的化学成分,形成“证据 结论”的科学思维路径。 2. 学生能通过比较不同状态下水分流失的数据表,识别变量关系,解释排泄量随活动强度变化的原因,发展数据分析与逻辑判断能力。 探究实践: 1. 学生能在教师指导下完成尿液成分的模拟观察实验,规范使用酒精灯、载玻片等器材,准确记录实验现象,体验科学探究的基本流程。 2. 学生能参与小组合作,结合教材插图和资料信息,绘制人体排泄途径示意图,提升信息整合与表达交流能力。 态度责任: 1. 学生能认识到排泄是维持生命活动正常进行的重要生理过程,增强珍爱生命、关注自身健康的意识。 2. 学生能在日常生活中自觉养成合理饮水、适度运动、注意个人卫生的良好生活习惯,体现对自身健康负责的态度。 【教学重难点】 【教学重点】 人体细胞产生的主要代谢废物种类;排泄的三种主要途径及其排出的物质;排泄对人体生命活动的重要意义。 【教学难点】 正确区分“排泄”与“排遗”的概念;通过实验现象推理尿液成分的科学思维过程;理解排泄在维持细胞生活环境稳定中的调节作用。 【教学课时】 1课时 【教学策略】 采用议题式教学法确立主线问题,结合情境探究法创设生活化场景,辅以合作探究法组织小组讨论与任务驱动,配合讲授法精讲关键概念,实现多法融合、层层递进的知识建构。 【教学准备】 教师准备:尿液样本(模拟)、烧杯、载玻片、酒精灯、镊子、火柴、护目镜、PPT课件(含教材图9-1、数据表格)、黑板或白板;学生分组材料包(每组一张A3纸、彩笔)。提前检查实验设备安全性,确保通风良好。 【教学过程】 教学活动 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 一、情境导入,引发思考 一、创设情境,提出核心问题 (1)情景对话导入: 同学们早上好!今天我们先来聊聊一个熟悉的场景:清晨,阳光明媚,小明穿上运动鞋去小区跑步。跑了半小时后,他满脸通红,额头布满汗珠,衣服也被汗水浸湿了。回到家,妈妈提醒他:“赶紧擦擦汗,别着凉了。”这时小明突然问:“妈妈,我为什么要出汗呢?这些汗是从哪儿来的?” 你们有没有过类似的经历?也产生过这样的疑问吗?今天我们就一起来解开这个谜团——人体为什么会不断地产生像汗液这样的物质?它们到底是什么?又去了哪里?让我们带着这些问题开启今天的生物课。 (2)展示教材插图,聚焦主题: 请大家翻开课本第74页,看最上面的一段话:“人体细胞在代谢中产生了哪些废物?这些物质又是怎样被排出体外的?”这句话正是我们本节课要解决的核心问题。我们将从“产生”和“排出”两个角度来深入探讨。 现在,请大家仔细观察这一页上方的文字和即将看到的实验描述,思考一个问题:如果我们想了解一种液体里含有什么成分,通常可以采用哪些方法?比如看颜色、闻气味……还有呢?对,还可以加热烘干看看剩下什么。接下来我们就用这种方法来研究一种特殊的体液——尿液。 1. 认真倾听教师讲述的情境故事,回忆自身经历,产生共鸣。 2. 思考并回答教师提出的开放性问题,如“我也出过很多汗”“我觉得汗是身体里的水”等。 3. 翻开教材,阅读第74页开头内容,初步感知本节主题。 4. 参与课堂提问互动,提出自己的猜想,如“可以通过尝味道”(教师及时提醒不可随意尝试)、“可以用仪器检测”等。 通过贴近学生生活的晨跑情境引入,迅速拉近知识与生活的距离,激发学习兴趣和探究欲望;以“小明的问题”作为驱动性问题,自然过渡到本课主题;引导学生回顾已有经验,激活前认知,为后续学习做好铺垫。 二、实验探究,认识代谢废物 一、演示实验:观察并推测尿液的成分 (1)展示实验装置与材料: 教师出示实验所需器材:一个装有淡黄色液体的烧杯(标注“尿液样本”)、若干载玻片、酒精灯、镊子、火柴、护目镜。强调实验安全:“我们在进行加热操作时一定要佩戴护目镜,远离易燃物,使用酒精灯要规范,熄灭时用灯帽盖两次。” 然后说明:“虽然这是模拟尿液,但它的基本成分与真实尿液相似。下面我们来进行三个步骤的观察。” (2)第一步:感官观察尿液外观: 请一位同学上前协助,用玻璃棒轻轻搅拌烧杯中的尿液,请全班同学共同观察。“请大家注意它的颜色和透明度。”学生会发现它是淡黄色、澄清透明的液体。接着教师小心地扇闻气味,“有没有同学能描述一下它的气味?”预设学生回答:“有点刺鼻”“像氨水的味道”。教师回应:“这种特殊气味其实来源于尿液中的一种重要成分——尿素,在一定条件下会分解产生氨气。” (3)第二步:烘烤尿液并观察残余物: 教师戴上护目镜,点燃酒精灯。用滴管吸取一滴尿液,滴在洁净的载玻片中央。用镊子夹住载玻片,倾斜45度角置于酒精灯外焰上方缓慢移动烘烤,避免局部过热炸裂。持续加热直至液体完全蒸发,只留下干燥残留物。“大家注意观察,随着水分蒸发,发生了什么变化?”待冷却后,展示载玻片上的白色粉末状物质。“这是什么?它说明了什么?”引导学生思考:“原来清澈的液体加热后留下了白色的固体,说明尿液中除了水,还含有不能挥发的物质。” (4)第三步:组织讨论,得出结论: 回到教材第74页的“讨论”问题: 1. “在尿液烘烤过程中是否有异常气味散出?说说气味的特点。你能推测这种气味来自什么物质吗?” 引导学生结合刚才的观察作答:有刺鼻气味,可能是由尿素受热分解所致。 2. “在烘烤过的载玻片上,你看到了什么?说说观察的结果。” 学生描述:看到少量白色粉末状残留物,说明尿液中含有无机盐等不挥发性溶质。 最后教师总结:“通过这个实验,我们发现尿液中含有水、尿素(具有特殊气味)以及无机盐(留下白色残渣)。这些都是人体细胞在新陈代谢过程中产生的废物。” 1. 观察实验器材,了解实验流程,建立安全意识。 2. 积极参与感官观察,准确描述尿液的颜色(淡黄)和气味(略带氨味)。 3. 专注观看教师演示烘烤过程,记录实验现象:液体逐渐干涸,出现白色结晶或粉末。 4. 分组讨论教材中的两个“讨论”题,尝试用自己的语言解释现象背后的科学原理。 5. 在教师引导下归纳:尿液中含有尿素和无机盐,属于代谢废物。 通过直观的演示实验,让学生亲身经历“观察—现象—推理—结论”的科学探究过程,培养实证精神和逻辑思维能力;利用感官体验加深对尿液成分的理解,突破“代谢废物存在于体液中”这一抽象概念的学习难点;强化实验规范与安全教育,体现生物学的实践特性。 三、概念建构,理解排泄途径 一、讲解代谢废物来源与排泄定义 (1)联系旧知,阐明代谢废物来源: “那么,这些尿素、二氧化碳等废物是怎么产生的呢?”引导学生回忆之前学过的呼吸作用:“细胞利用氧气分解葡萄糖等有机物,释放能量供生命活动使用,同时会产生二氧化碳和水。而在蛋白质代谢过程中,则会产生含氮废物如尿素。这些物质如果积累过多,会影响细胞正常功能,必须及时清除。” 随即给出科学定义:“人体将代谢废物(如二氧化碳、尿素等)以及多余的水和无机盐排出体外的过程叫做排泄(excretion)。”特别强调:“注意!这里指的是‘代谢废物’,不是食物残渣。粪便主要是未被消化吸收的食物残渣,属于排遗,不属于排泄范畴。” 二、分析图解,梳理排泄途径 (1)展示教材图9-1:排出代谢废物的主要途径: 请学生打开课本第75页,找到图9-1。教师用PPT放大展示该图,并依次讲解: 第一条途径是**皮肤**:通过汗腺分泌汗液,其中含有水、少量无机盐和微量尿素。夏天运动后出汗多,不仅散热,也在帮助排泄。 第二条途径是**呼吸系统**:当我们呼气时,会排出二氧化碳和少量水蒸气。这是细胞呼吸的直接产物。 第三条途径是**泌尿系统**:这是最主要的排泄途径。肾脏形成尿液,包含大量水、无机盐、尿素等有害物质,经输尿管、膀胱、尿道排出体外。 补充说明:“此外,有些代谢废物也可随胆汁进入肠道,最终随粪便排出,但这不是主要途径。” (2)组织小组合作绘图任务: 将全班分为6个小组,每组发放一张A3纸和彩笔。布置任务:“请根据教材图9-1和老师的讲解,合作绘制一幅‘人体排泄三大途径’示意图。要求标出每个系统的名称、排出的物质种类及具体形式(如汗液、气体、尿液)。”教师巡视指导,鼓励学生发挥创意,用不同颜色区分各途径。 (3)成果展示与互评: 邀请2-3个小组代表上台展示作品,简要介绍绘制思路。其他小组可提出补充或建议。教师点评时突出关键词:皮肤 汗液 水+无机盐+尿素;呼吸系统 气体 CO₂+水;泌尿系统 尿液 水+无机盐+尿素(大量)。 1. 回忆细胞呼吸相关知识,理解代谢废物的产生源于细胞内的化学反应。 2. 准确识记“排泄”的定义,明确其与“排遗”的本质区别。 3. 对照教材图9-1,认真听讲,理解三种排泄途径的功能特点。 4. 小组分工协作,共同完成排泄途径示意图的绘制,锻炼团队合作能力。 5. 主动参与展示与评价,倾听他人观点,完善自身认知结构。 通过系统讲解与图解分析,帮助学生构建完整的排泄知识网络;借助小组合作绘图任务,促进知识内化与表达输出;通过对比辨析,澄清常见误区(如汗液≠纯水、粪便≠排泄物),提升概念准确性;多样化的学习方式满足不同学生的学习需求。 四、深化理解,认识排泄意义 一、引导思考排泄的生理意义 (1)提出问题链,启发深层思考: “如果我们不出汗、不呼吸、不排尿,会发生什么?”让学生自由发言,预设答案:“会中毒”“身体浮肿”“无法生存”等。 进一步追问:“排泄仅仅是为了清除垃圾吗?它还有什么更重要的作用?”引导学生阅读教材第75页最后一段:“排泄不仅可以将细胞产生的代谢废物排出体外,而且可以调节体内水与无机盐的含量平衡,从而维持细胞生活环境的稳定,保证细胞正常的生命活动。” 解释:“这个‘细胞生活环境’就是我们常说的‘内环境’,比如血液、组织液。如果水太多,会导致水肿;水太少则脱水;无机盐失衡会影响神经传导和肌肉收缩。所以排泄不仅是‘排污’,更是‘调控’。” 二、数据分析:不同状态下的水分流失 (1)呈现教材数据表: 展示教材第75页的“两种状态下不同途径散失的水量: 提出问题: (1)在休息状态和运动状态下,人体散失水的主要途径有什么不同? (2)对于休息状态和运动状态,哪种状态散失水量较多? (3)为了保持身体内的水平衡,我们在运动时应该注意什么? (2)组织学生计算总失水量并回答问题: 请学生分别计算两种状态下的总失水量: 休息时:100 + 1800 + 300 = 2200 mL 运动时:2000 + 500 + 600 = 3100 mL 由此可知运动时总失水量明显更多。再引导分析:休息时主要靠尿液排水,而运动时则主要通过汗液散热排水。最后得出结论:运动时应适量补充水分,防止脱水。 1. 积极参与问题讨论,表达个人观点,理解排泄的双重功能。 2. 阅读教材原文,提炼关键信息,理解“维持内环境稳定”的含义。 3. 观察数据表格,进行数学运算,比较不同条件下的数值差异。 4. 回答三个思考题,形成科学结论:运动时代谢加快,排泄途径重心转移,需及时补水。 通过问题链引导学生由表及里、由现象到本质进行深度思考,提升批判性思维能力;利用真实数据培养学生数据分析与科学解释能力;将生物学知识与日常生活紧密结合,增强应用意识和健康责任感。 五、课堂小结,巩固提升 一、系统回顾本节课核心内容 (1)师生共同梳理知识脉络: “今天我们学习了什么?谁能帮我们总结一下?”引导学生按以下逻辑回答: - 细胞代谢会产生哪些废物? 二氧化碳、尿素、多余水和无机盐。 - 排泄是指什么? 将上述物质排出体外的过程。 - 排泄有哪些途径? 三条:皮肤(汗液)、呼吸系统(气体)、泌尿系统(尿液)。 - 排泄有什么意义? 清除废物 + 调节水盐平衡 + 维持内环境稳定。 教师同步在黑板上板书关键词,形成清晰的知识框架。 (2)回应导入情境,首尾呼应: “现在我们回到开头的小明问题:‘我为什么要出汗?’谁能帮他解答?”预设学生回答:“因为运动时体温升高,出汗可以散热;同时汗液中含有水、无机盐和少量尿素,也是一种排泄方式。”教师肯定并补充:“非常棒!出汗既是体温调节的方式,也是排泄的一种途径。所以我们不仅要及时擦汗,更要记得多喝水哦!” 1. 主动参与课堂总结,复述本节课所学要点。 2. 运用所学知识解释初始情境问题,实现知识迁移。 3. 跟随教师板书整理笔记,构建个性化知识结构。 通过系统归纳帮助学生形成完整的知识体系;利用首尾呼应的设计增强教学的整体感与逻辑性;鼓励学生用所学解释生活现象,体现“学以致用”的教学理念。 【作业设计】 一、基础巩固题 1. 下列物质中,不属于人体细胞代谢废物的是( ) A. 二氧化碳 B. 尿素 C. 多余的水和无机盐 D. 食物残渣 2. 人体排泄的主要途径有三条,请填写下表: 排泄途径 排出的主要物质 排出形式 皮肤 _ _ 呼吸系统 _ _ 泌尿系统 _ _ 3. 判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“ ”: (1)排泄是指将食物残渣排出体外的过程。( ) (2)呼气时排出二氧化碳属于排泄。( ) (3)汗液的主要成分是水,不含任何代谢废物。( ) 二、拓展应用题 4. 根据教材第75页的数据表,计算并回答: (1)全天休息状态下,人体总共散失了多少毫升的水? (2)白天中等强度活动状态下,通过汗液散失的水量比休息时增加了多少毫升? (3)结合你的生活经验,谈谈在剧烈运动后应注意哪些健康事项? 三、实践探究题 5. 请你在家中观察一次自己排尿的情况(注意隐私保护),记录尿液的颜色(如淡黄、深黄等),并思考:如果某天你喝了很多水,尿液颜色会发生什么变化?为什么? 【教学反思】 本节课整体达成预期教学目标,学生参与度高,特别是在演示实验环节表现出浓厚兴趣,能够积极描述现象并尝试推理结论,体现出良好的科学探究潜质。通过情境导入与生活案例贯穿始终,成功将抽象的生理过程具象化,帮助学生建立起“排泄”这一核心概念的完整认知框架。小组合作绘图任务促进了生生互动,多数小组能准确表达三大排泄途径的关键信息,反映出知识掌握较为扎实。 但在教学实施中也暴露出一些问题:部分学生在区分“排泄”与“排遗”时仍存在混淆,尤其是在作业中将粪便误认为代谢废物的比例较高,说明该难点尚未完全突破