9.1 人体产生的代谢废物 教学设计-2025-2026学年北师大版生物七年级下册

该初中生物学教学设计聚焦人体代谢废物的种类、排泄途径及意义，通过校园场景视频创设“人体侦探”情境，连接学生出汗、排尿等生活经验，引出探案任务，为实验探究与知识梳理搭建学习支架。 该教案以核心素养为导向，尿液加热实验引导学生从现象推理成分（如白色残留物推断无机盐）培养科学思维，小组绘制排泄路径图（含“肾脏工厂”创意元素）强化探究实践，结合健康建议渗透态度责任。实验与创意结合助学生直观理解，提升教学效率与学习兴趣。

《9.1 人体产生的代谢废物》教案 学科 初中生物 年级册别 七年级下册 共1课时 教材 北师大版 授课类型 新授课 第1课时 教材分析 教材分析 本课是七年级下册第九章“人体代谢废物的排出”的第一节内容，属于生命科学中的核心概念之一。教材通过引导学生观察尿液成分、探究代谢废物的形成与排出途径，帮助学生理解细胞代谢与内环境稳态的关系。内容涵盖代谢废物的种类、排泄的概念、排泄的主要途径及其生理意义，为后续学习泌尿系统结构功能打下基础。教材图文并茂，实验设计贴近生活，具有较强的实践性和探究性。 学情分析 七年级学生正处于形象思维向抽象思维过渡阶段，对身体内部运作机制充满好奇但缺乏系统认知。他们已掌握细胞的基本结构与功能知识，了解呼吸作用和能量转化过程，但对“代谢废物”这一抽象概念理解模糊。生活中虽有出汗、排尿等经验，却难以将其与生物学原理联系。部分学生可能存在将“粪便”误认为排泄物的误区，需通过对比实验和情境辨析加以澄清。教学中应借助直观实验、角色扮演与问题链驱动，激发兴趣，突破难点。 课时教学目标 生命观念 1. 能识别人体代谢过程中产生的主要废物，如二氧化碳、尿素、水和无机盐，并能说明其来源。 2. 能解释排泄对于维持细胞生活环境稳定的重要性，建立“内环境稳态”的初步意识。 科学思维 1. 能基于实验现象（尿液烘烤后残留物、气味变化）进行合理推测，发展归纳与演绎推理能力。 2. 能通过比较不同排泄途径的数据，分析水分流失规律，提升数据分析与模型建构能力。 探究实践 1. 能独立完成“尿液成分观察与推测”实验操作，规范使用酒精灯、载玻片等器材。 2. 能在小组合作中设计对照实验方案，提出关于“汗液与尿液是否相同”的验证思路。 态度责任 1. 能认识到排泄对人体健康的重要意义，养成良好的生活习惯，如适量饮水、及时排尿。 2. 能关注水资源浪费与个人健康之间的关系，增强环保意识与自我健康管理责任感。 教学重点、难点 重点 1. 人体代谢废物的主要种类及其产生原因。 2. 排泄的概念及三条主要排泄途径：呼吸系统、皮肤、泌尿系统。 难点 1. 如何从实验现象中推断尿液中含有无机盐和尿素。 2. 理解“排泄”与“排遗”的区别，明确粪便不属于排泄范畴。 教学方法与准备 教学方法 情境探究法、合作探究法、实验观察法、讲授法、讨论法 教具准备 尿液样本、酒精灯、载玻片、镊子、烧杯、记号笔、多媒体课件、小组实验记录表 教学环节 教师活动 学生活动 情境导入，设疑激趣【5分钟】 一、创设真实情境，引出核心问题 （一）、播放一段清晨校园场景视频： 视频内容：一名学生在晨跑后满头大汗，走进洗手间，打开水龙头洗手；另一名学生坐在教室里，不时抬头望向窗外，神情专注地写下笔记；第三名学生在课间走到操场边，望着远处的蓝天白云，突然轻声说：“我今天喝了一整瓶水，怎么还没上厕所？” 1. 提问引导：同学们，你们有没有类似的经历？为什么跑步后会出汗？喝水多为什么会想上厕所？这些现象背后隐藏着什么生物学原理？ 2. 引导语：我们每天吃的食物、吸入的空气，在细胞中经过一系列复杂的化学反应，产生了许多我们不需要甚至有害的物质——这就是“代谢废物”。这些废物如果堆积在体内，就像垃圾堆满了房间，会影响细胞正常工作。那么，这些废物是如何被清除出去的呢？今天，我们就化身“人体侦探”，一起揭开这个秘密！ （二）、揭示课题，板书标题 1. 板书课题：《9.1 人体产生的代谢废物》 2. 强调关键词：“代谢废物”“排出”“途径”“意义”，提醒学生带着这三个关键词进入学习。 3. 布置任务卡：每组领取一张“探案线索卡”，上面写着：“请找出三种主要代谢废物，并判断它们分别通过哪些‘出口’离开人体。” 4. 指导学生分组：按4人一组，每组选出组长、记录员、汇报员、操作员，明确分工。 1. 观看视频，思考自身经历。 2. 讨论交流：出汗、排尿、呼气背后的生理原因。 3. 明确学习目标，理解“代谢废物”概念。 4. 分组协作，领取任务卡，明确小组职责。 评价任务 情境关联：☆☆☆ 问题提出：☆☆☆ 任务理解：☆☆☆ 设计意图 以学生熟悉的日常生活情境切入，唤醒已有经验，激发探究欲望。通过“人体侦探”角色设定，赋予学习任务趣味性与挑战性，让学生在真实问题驱动下主动构建知识体系，培养科学探究意识。 实验探究，观察推理【15分钟】 一、动手实验，发现尿液的秘密 （一）、教师演示“尿液成分观察与推测”实验 1. 教师手持装有透明尿液的烧杯，展示给全班同学： “这是来自一位志愿者的尿液样本，颜色呈淡黄色，略带浑浊。请大家先用眼睛观察它的颜色，再小心地靠近闻一闻它的气味。” 2. 指导学生进行感官观察： - 请所有同学举手示意是否闻到特殊气味？ - 请一位同学上前，用鼻子轻轻靠近烧杯口，描述气味特征：“有一种淡淡的刺鼻味，像氨水，又有点像腐烂鸡蛋的味道。” - 教师追问：“这种气味让你联想到什么？可能是哪种化学物质散发出来的？” - 预设回答：“可能是尿素分解产生的氨气！” 3. 教师展示实验步骤流程，并逐项讲解： - 步骤1：用滴管吸取一滴尿液，滴在载玻片中央。 - 步骤2：点燃酒精灯，用镊子夹住载玻片，置于火焰上方缓慢加热，注意保持距离，防止烫伤或破裂。 - 步骤3：持续加热至液体完全蒸发，观察载玻片上残留物的变化。 4. 实验操作示范： - 教师亲自操作，一边加热一边讲解： “大家注意看，随着温度升高，液体开始冒泡，很快变成白色烟雾，这是水分蒸发的表现。当水分全部挥发后，载玻片上留下一层白色的粉末状物质，非常细腻，像盐一样。” - 提问：“这层白色粉末是什么？它来自哪里？” - 引导学生回忆：我们在生活中见过食盐、味精等白色晶体，它们都是无机盐类物质。 - 教师总结：“由此我们可以推测，尿液中含有大量无机盐，比如氯化钠、钾离子等。” - 再次强调气味来源：“之前闻到的刺鼻气味，正是尿素受热分解产生的氨气，说明尿液中还含有尿素。” 5. 教师展示实验结果： - 一张是加热前的载玻片，无残留物； - 一张是加热后的载玻片，布满白色结晶。 - 标注文字：“加热前后对比图 —— 残留物为无机盐” - 标注文字：“气味为尿素分解产物（氨气）” 6. 提炼核心结论： “通过这个实验，我们不仅看到了尿液的物理状态变化，更重要的是，我们从现象中推理出了尿液的化学组成：含有水、无机盐和尿素。” 7. 进一步拓展： “这些物质是怎么来的？它们是不是我们身体不需要的？我们来回顾一下细胞代谢的过程……” - 教师引导学生回忆：细胞通过呼吸作用分解葡萄糖，产生二氧化碳和水；蛋白质代谢会产生含氮废物，最终转化为尿素。 - 板书公式：葡萄糖 + 氧 → 二氧化碳 + 水 + 能量；蛋白质 → 尿素 + 其他含氮物。 - 强调：“这些物质一旦积累过多，就会破坏细胞内外环境平衡，必须及时排出！” - 引出定义：“人体将代谢产生的废物（如二氧化碳、尿素、水、无机盐）排出体外的过程，叫做‘排泄’。” - 板书定义：“排泄：指机体将代谢废物和多余物质排出体外的过程。” - 对比提问：“那我们平时拉的大便，也是排出去的，它算不算排泄？” - 引导学生思考：“粪便主要是未消化的食物残渣，不是细胞代谢产生的，所以不属于排泄，而是‘排遗’。” - 板书对比：“排泄 ≠ 排遗” - 举例说明：“排泄：呼气、出汗、排尿；排遗：排便。” - 强调：“只有细胞代谢产生的废物才叫排泄。” - 请学生齐读一遍定义，加深记忆。 - 请学生在课本找到“排泄”的定义，圈出关键词。 - 请一位学生朗读定义原文：“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称为排泄。” - 教师追问：“这句话里提到了哪几种废物？哪些是多余的？” - 学生回答：“二氧化碳、尿素、水、无机盐；其中水和无机盐是‘多余的’。” - 教师补充：“没错，即使是有用的物质，如果超过身体需求，也要排出，否则会引起水肿或电解质紊乱。” - 举例说明：长期憋尿可能导致肾结石，就是因为尿液中的矿物质结晶沉淀。 - 情境迁移：如果你连续三天没喝水，你的尿液会变成什么样？为什么？ - 预设回答：“尿液会变少、颜色更深，因为身体在保存水分。” - 教师总结：“这正是排泄调节水盐平衡的功能体现。” - 板书：“排泄的意义：①排出代谢废物；②调节水与无机盐平衡。” - 请学生用一句话概括排泄的作用： “排泄不只是清理垃圾，更是维护身体‘内部环境’稳定的守护者。” 1. 观察尿液颜色与气味，描述感受。 2. 观察加热过程，记录现象变化。 3. 推测残留物为无机盐，气味来自尿素。 4. 理解“排泄”与“排遗”的区别。 5. 朗读教材定义，圈画关键词。 评价任务 现象描述：☆☆☆ 推理准确：☆☆☆ 概念区分：☆☆☆ 设计意图 通过亲历实验观察，让学生从感性体验走向理性认知。利用“加热—蒸发—残留”这一典型实验路径，引导学生从现象出发进行逻辑推理，发展科学思维。同时，通过对比“排泄”与“排遗”，打破常见误解，深化对生物学概念的理解，实现知识建构的精准化。 合作探究，梳理路径【10分钟】 一、构建知识网络，绘制排泄路线图 （一）、小组合作，解读“排出代谢废物的主要途径” 1. 教师： - 中央为“代谢废物”集合点，包括：二氧化碳、尿素、水、无机盐。 - 三条主要输出通道： ① 呼吸系统：箭头指向“呼出气体”，标注“二氧化碳 + 少量水”； ② 皮肤：箭头指向“汗液”，标注“部分水 + 少量无机盐 + 少量尿素”； ③ 泌尿系统：箭头指向“尿液”，标注“大部分水 + 大部分尿素 + 大部分无机盐”。 2. 教师提问引导： - “为什么二氧化碳主要由呼吸系统排出？” - “为什么汗液中也含有尿素？这说明什么？” - “为什么尿液是‘最主要’的排泄途径？” 3. 学生讨论后回答： - 二氧化碳溶于血液，随血流到达肺部，通过气体交换排出。 - 汗液中含有少量尿素，说明皮肤也有一定排泄功能。 - 尿液能高效清除大量代谢废物，尤其尿素，是主要排毒通道。 4. 教师总结：“排泄并非单一路径，而是多器官协同作战的结果。” 5. 布置小组任务： - 每组领取一张空白“排泄路径地图”纸（尺寸约20×30cm）。 - 任务要求：用彩色笔绘制三条排泄路径，标明每种途径排出的主要物质。 - 要求：使用箭头表示流动方向，用文字标注关键物质名称。 - 鼓励添加创意元素：如“肾脏工厂”“肺泡过滤器”“汗腺小喷泉”等卡通化表达。 6. 教师巡视指导： - 提醒学生注意物质分布比例：如“大部分”“少量”等词语要体现出来。 - 鼓励学生结合生活实例解释路径：如“运动后出汗多，是因为需要排出更多水分和热量。” - 对完成较快的小组，提供进阶任务：“假设你是医生，请为一位长期熬夜、饮食油腻的人设计一套‘排泄优化建议’。” 7. 展示优秀作品： - 请两组代表上台展示作品，讲述设计理念。 - 其他小组进行点评：是否有遗漏？标注是否清晰？是否符合科学事实？ - 教师给予反馈：“你们的作品既美观又准确，特别是‘肾脏工厂’的设计非常形象！” - 教师补充：“排泄不仅是‘排’，更是‘调’。比如，当天气炎热时，汗腺分泌增多，帮助散热；当饮水不足时，肾脏减少尿量，保留水分。” - 引出“动态调节”概念，为下一节课埋下伏笔。 1. 分析图9-1，理解各排泄途径的功能。 2. 小组合作，绘制排泄路径图。 3. 展示作品，进行互评。 4. 思考排泄的调节机制。 评价任务 路径完整：☆☆☆ 标注准确：☆☆☆ 创意表达：☆☆☆ 设计意图 通过可视化图表绘制，将抽象的生理过程转化为具象的图形语言，帮助学生建立整体认知框架。小组合作促进交流与协作，提升团队意识与表达能力。引入“动态调节”概念，为后续学习肾单位功能做好铺垫，体现知识的延展性与系统性。 数据分析，深化理解【8分钟】 一、解读数据表格，揭示排泄规律 （一）、呈现“两种状态下不同途径散失的水量”数据表 1. 教师提问引导： - “在休息状态下，哪种排泄途径散失水量最多？” - “运动时，哪种途径变化最大？为什么？” - “为什么运动时尿液反而减少了？” 2. 学生讨论后回答： - 休息时：尿液最多（1800mL） - 运动时：汗液显著增加（2000mL），尿液减少（500mL） - 因为运动时身体产热多，需要通过出汗来降温，因此优先通过皮肤排热。 3. 教师深入剖析： - “这说明了什么？” - “排泄不是固定的，它是根据身体需求灵活调整的！” - 举例说明：夏天高温时，人更容易出汗；冬天则相反。 - 强调：“排泄系统是一个智能调控系统，能感知内外环境变化，自动调节输出方式。” 4. 情境迁移： - 假设你参加一场马拉松比赛，你会如何管理自己的饮水和排泄？ - 预设回答：“要少量多次补水，避免一次性喝太多导致胃胀；同时注意适时排尿，防止脱水。” - 教师总结：“科学排泄=合理饮水+适时排尿+适度出汗。” - 引导学生关注健康生活方式，树立科学健康观。 1. 分析数据表格，比较不同状态下的水量变化。 2. 推理运动时排泄方式的变化原因。 3. 联系生活实际，提出健康建议。 评价任务 数据解读：☆☆☆ 规律总结：☆☆☆ 生活应用：☆☆☆ 设计意图 通过真实数据对比，培养学生从图表中提取信息的能力。引导学生从“静态知识”走向“动态理解”，认识到排泄系统的灵活性与适应性，增强知识迁移能力，实现从“知道”到“运用”的跨越。 总结提升，巩固目标【7分钟】 一、回顾核心内容，构建知识体系 （一）、师生共同回顾本节课要点 1. 教师提问引导： - “今天我们发现了哪些代谢废物？” - “它们分别通过哪些途径排出？” - “排泄有什么重要意义？” 2. 学生逐一回答： - 二氧化碳、尿素、水、无机盐。 - 呼吸系统、皮肤、泌尿系统。 - 排出废物、调节水盐平衡、维持内环境稳定。 3. 教师用思维导图形式板书总结： - 中心词：“排泄” - 一级分支：①代谢废物种类；②排出途径；③生理意义；④调节机制。 - 二级分支：具体举例与生活联系。 4. 教师播放一段1分钟短视频：《人体排泄系统的一天》 - 内容：从清晨起床到夜晚入睡，展示人体如何通过不同方式排出废物。 - 画面：细胞产生废物 → 血液运输 → 肾脏过滤 → 尿液形成 → 排出体外；同时显示呼吸、出汗过程。 - 配音：“每一个动作，都在默默守护我们的健康。” 5. 教师结语： “同学们，今天我们一起完成了‘人体侦探’的任务。我们不仅找到了代谢废物的‘真面目’，还揭开了它们离开身体的‘秘密通道’。记住：每一次呼吸、每一滴汗水、每一泡尿液，都不是无意义的，它们都在为我们创造一个更清洁、更稳定的内部世界。愿你们今后更加珍惜自己的身体，做一个懂科学、爱健康的好少年！” 1. 回忆并复述本节课核心知识点。 2. 观看视频，感受排泄系统的运行之美。 3. 感悟生命科学的奇妙与价值。 评价任务 知识整合：☆☆☆ 情感共鸣：☆☆☆ 语言表达：☆☆☆ 设计意图 通过结构化总结与情感升华，强化知识记忆，激发学生对生命科学的兴趣与敬畏之心。短视频增强视觉冲击力，使抽象概念具象化，实现知识、能力、情感三维目标的统一达成。 作业设计 一、基础巩固题 1. 请写出三种人体代谢废物的名称，并说明它们的来源。 2. 判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。 （1）呼出的二氧化碳属于代谢废物。（ ） （2）汗液和尿液的主要成分完全相同。（ ） （3）排便属于排泄过程。（ ） （4）排泄有助于维持体内水和无机盐的平衡。（ ） 3. 请将以下排泄途径与对应的物质连线： - 呼吸系统 → 尿素、水蒸气、二氧化碳 - 皮肤 → 水、无机盐、少量尿素 - 泌尿系统 → 大部分水、大部分尿素、大部分无机盐 4. 为什么人在剧烈运动后会大量出汗？这对排泄有何影响？ 5. 请简述“排泄”与“排遗”的区别，并各举一个例子。 二、拓展探究题 6. 观察家中长辈的日常饮水习惯，记录一天中他们的饮水量与排尿次数，尝试分析是否存在“饮水不足”或“过度饮水”的情况，并提出改进建议。 7. 假如你是某医院的健康宣传员，请设计一份“科学排泄小贴士”海报，包含至少三个实用建议，配以简单插图。 【答案解析】 一、基础巩固题 1. 三种代谢废物：二氧化碳（来源于呼吸作用）、尿素（来源于蛋白质代谢）、水和无机盐（来源于多种代谢过程）。 2. （1）√；（2）×；（3）×；（4）√。 3. 连线正确即可。 4. 剧烈运动时，肌肉产热增多，体温上升，为维持体温恒定，身体通过出汗散热。这使得皮肤排泄量增加，相应地，尿液生成减少，以节约水分。 5. 排泄：细胞代谢产生的废物排出体外的过程，如排尿、出汗、呼气；排遗：食物残渣排出体外，如排便。前者是代谢产物，后者是非代谢物。 二、拓展探究题 6. 答案开放，合理即可。例如：某老人每日饮水不足500mL，排尿仅1-2次，建议每日饮水1500-2000mL，分次饮用。 7. 示例：①每天喝够8杯水；②不要憋尿；③运动后及时补充水分。可配图：水杯、马桶、奔跑的人。 板书设计 《9.1 人体产生的代谢废物》 一、代谢废物种类： - 二氧化碳（呼吸作用） - 尿素（蛋白质代谢） - 水、无机盐（多种代谢） 二、排泄途径： 1. 呼吸系统 → 二氧化碳 + 少量水（呼气） 2. 皮肤 → 水 + 无机盐 + 少量尿素（出汗） 3. 泌尿系统 → 大部分水 + 大部分尿素 + 大部分无机盐（排尿） 【对比】排泄 ≠ 排遗（粪便） 三、排泄意义： 1. 排出代谢废物 → 防止中毒 2. 调节水与无机盐平衡 → 维持内环境稳定 【思维导图】 排泄 / | \ 废物种类 途径 意义 教学反思 成功之处 1. 以“人体侦探”为主线贯穿全课，增强了课堂趣味性与代入感，学生参与度高。 2. 实验探究环节设计巧妙，通过“感官观察—加热实验—现象分析—推理结论”层层递进，有效发展了学生的科学思维能力。 3. 数据分析与生活情境融合，实现了知识迁移，提升了学生解决实际问题的能力。 不足之处 1. 部分学生对“尿素”概念仍较陌生，需在后续课程中加强蛋白质代谢相关内容的铺垫。 2. 小组合作中个别成员参与度不高，未来可设置“角色轮换制”以保障全员投入。 3. 时间分配稍显紧张，最后总结环节略显仓促，可适当压缩实验讲解时间。 学科网（北京）股份有限公司 $