5.4.2 皮肤能排出部分代谢废物（第二课时）教学设计-2025-2026学年济南版（2024）生物八年级上册

该初中生物学教学设计聚焦皮肤与泌尿系统排泄功能对比及人工肾原理，通过“皮肤侦探社”抢答游戏温故知新，承接上一课时皮肤结构知识，以“谁是排泄主力”议题引导学生从器官视角转向系统思维，搭建知识迁移支架。 特色在于融合数据对比分析（血浆、原尿、尿液成分）、“肾小管搬运工”角色扮演及“人工肾发展图谱”项目式学习，落实生命观念（结构与功能观）、科学思维（数据分析推理）与探究实践（合作创新）核心素养，助力学生提升系统思维与创新能力，为教师提供跨学科整合及核心素养落地的实用教学方案。

是知识的巩固,更是跨学科思维、批判性思维与创新意识的培养契机。 学情分析 经过第一课时的学习,学生已掌握皮肤的基本结构与汗液形成原理,具备一定知识基础。但对“皮肤与其他排泄系统的关系”“不同排泄途径的效率差异”等深层问题理解仍显模糊。部分学生存在“只要出汗就等于排毒”的片面认知,需通过数据对比与案例分析予以纠正。八年级学生逻辑推理能力逐步增强,乐于参与辩论与项目设计,适合开展小组合作式探究学习。教学中应注重引导其建立系统观,避免知识碎片化。 课时教学目标 生命观念 1. 能够基于结构与功能相适应的观点,比较皮肤与泌尿系统在排泄代谢废物方面的异同。 2. 能够说明皮肤在人体排泄体系中的补充性地位及其生理意义。 科学思维 1. 能够运用数据分析方法,比较血浆、原尿和尿液中物质成分的差异,推断肾脏的滤过与重吸收功能。 2. 能够通过类比推理,理解“人工肾”如何模拟自然肾脏的工作机制。 探究实践 1. 能够以小组为单位,完成“人工肾工作原理图谱”绘制任务,并进行展示讲解。 2. 能够围绕“如何改进人工肾”提出合理化建议,体现创新思维。 态度责任 1. 能够认识到维护皮肤与肾脏健康的必要性,形成主动健康管理意识。 2. 能够关注科技发展对医学进步的影响,树立正确的科技伦理观。 教学重点、难点 重点 1. 比较皮肤与泌尿系统在排出代谢废物种类与数量上的差异。 2. 理解“人工肾”如何通过透析实现血液净化,其原理与自然肾脏的异同。 难点 1. 建立“多途径排泄”协同作用的整体认知框架,理解皮肤并非主要排泄器官。 2. 运用系统思维设计“人工肾改进方案”,突破技术想象边界。 教学方法与准备 教学方法 议题式教学法、合作探究法、项目式学习法、讲授法 教具准备 PPT课件、人工肾模型、数据图表卡、彩色卡纸、马克笔、投影仪 教学环节 教师活动 学生活动 情境回顾:重返“皮肤侦探社”【5分钟】 一、温故知新:挑战“记忆大闯关” (一)、快速问答游戏:抢答皮肤知识点 1. 教师使用多媒体随机弹出问题,学生举手抢答: - “表皮中最外层是什么?” - “汗腺分泌部位于哪里?” - “皮脂具有什么作用?” - “为什么挤痘可能引发感染?” 2. 每答对一题得1分,累计得分最高的小组获得“最佳侦探奖”。 3. 教师点评:“看来大家对皮肤的认识已经非常深入了!今天我们要升级为‘排泄系统分析师’。” 二、引出议题:谁才是真正的“排泄主力”? (一)、抛出核心议题 1. 教师展示对比:左侧为皮肤排汗,右侧为肾脏形成尿液。 2. 提问:“如果一个人每天只靠皮肤排泄,能不能维持生命?为什么?” 3. 引导学生思考:皮肤只能排出少量尿素和无机盐;而肾脏可高效清除大量代谢废物,如肌酐、尿酸等。 4. 教师总结:“皮肤是重要的辅助排泄器官,但真正的‘主力’是泌尿系统。” 5. 板书课题进阶版:《皮肤与泌尿系统:谁是排泄之王?》 1. 积极抢答,回顾上节课知识。 2. 思考并讨论“皮肤能否独立承担排泄任务”。 3. 明确本节课研究主题。 评价任务 反应速度: 知识准确: 议题聚焦: 设计意图 通过趣味性游戏激活已有知识,营造轻松氛围;以“排泄之王”为核心议题,制造认知冲突,激发深度探究欲望,为后续对比分析奠定心理基础。 数据对比:揭开“排泄量”真相【10分钟】 一、分析数据:血浆、原尿、尿液成分对比 (一)、分发“三类液体成分对照表”卡片 1. 教师发放四人一组的数据卡,每张卡包含以下内容: - 血浆:水90%,蛋白质7%,葡萄糖0.1%,无机盐0.9%,尿素0.03% - 原尿:水99%,蛋白质微量,葡萄糖0.1%,无机盐0.9%,尿素0.03% - 尿液:水95%,蛋白质0%,葡萄糖0%,无机盐1.5%,尿素2.0% 2. 组织学生观察表格,填写空白表格: - 哪些物质在原尿中含量下降? 蛋白质、葡萄糖、部分无机盐、尿素微降。 - 哪些物质在尿液中显著升高? 无机盐、尿素。 3. 教师引导提问:“为什么原尿中葡萄糖含量不变,而尿液中却消失了?” 4. 学生回答后,教师揭示答案:“肾小管将葡萄糖全部重吸收回血液!” 5. 再问:“尿素浓度为何大幅上升?” 6. 解释:“水被重吸收,尿素留在尿液中,浓度升高。” 二、角色扮演:我是“肾小管搬运工” (一)、模拟重吸收过程 1. 教师分配角色:一名学生代表“肾小管”,其他三人分别代表“葡萄糖”“水”“尿素”分子。 2. 指令开始:“现在是清晨,血液流经肾小管,葡萄糖分子要回家!” 3. 演员表演:葡萄糖分子跑向“肾小管”,被“搬走”;水分子也陆续被吸收;尿素则留在“管道”里。 4. 教师点评:“这就是‘重吸收’——把有用的物质捡回来,把废物留下。” 5. 提问:“如果肾小管坏了,会出现什么后果?” 6. 学生回答:“葡萄糖会随尿排出,导致糖尿病症状。” 1. 分组观察数据表,完成填空任务。 2. 讨论并解释成分变化原因。 3. 参与角色扮演,体验重吸收过程。 4. 理解“肾小管”的关键作用。 评价任务 数据解读: 角色代入: 因果推理: 设计意图 通过真实数据对比,打破“出汗=排毒”的误区,建立科学量化认知;借助角色扮演将抽象生理过程形象化,帮助学生理解“滤过—重吸收”机制,强化“结构决定功能”的生命观念。 科技探秘:走进“人工肾”世界【15分钟】 一、初识人工肾:从“透析机”到“生命桥” (一)、播放“人工肾工作原理”动画视频 1. 教师播放一段约3分钟的动画视频,展示人工肾如何通过半透膜过滤血液: - 血液从动脉进入机器; - 流经半透膜,毒素与多余水分被滤出; - 净化后的血液返回静脉; - 废液被收集处理。 2. 提问:“这个过程像不像一个‘反向’的汗腺?” 3. 学生回答:“有点像,都是从体内‘捞’出废物。” 4. 教师总结:“人工肾就是仿照肾脏功能制造的‘机械肾’,用于替代无法工作的自然肾脏。” 二、小组合作:绘制“人工肾发展图谱” (一)、任务布置与材料发放 1. 教师下发任务卡:“请各小组根据资料,绘制一幅‘人工肾发展历程图谱’,包括三个阶段: - 1943年:首台透析机诞生(德国) - 1960年:血液透析普及(美国) - 2020年:便携式人工肾研发成功(中国) 2. 每组提供彩色卡纸、马克笔、贴纸、剪刀。 3. 要求标注时间、国家、关键技术突破。 4. 教师巡视指导,鼓励加入图标、人物、插画等创意元素。 三、成果展示与互评 (一)、小组汇报与互动评价 1. 每组派代表上台展示作品,讲解设计理念与关键信息。 2. 其他组进行“点赞+提问”评价: - 点赞:哪一点最吸引你? - 提问:这个技术是怎么解决‘抗凝血’问题的? 3. 教师总结:“人工肾的发展史,是一部人类战胜疾病、追求生命的奋斗史。” 1. 观看视频,理解人工肾工作原理。 2. 小组分工合作,绘制“人工肾发展图谱”。 3. 展示作品,讲述创作思路。 4. 参与互评,提出建设性意见。 评价任务 图文结合: 创意表达: 团队协作: 设计意图 利用动态视频降低技术理解门槛;通过项目式学习,让学生从“被动接收”转为“主动建构”;在成果展示与互评中培养表达力与批判性思维,落实“学习能力”与“文化理解”素养。 创新挑战:我来设计“未来人工肾”【10分钟】 一、发起挑战:从“模仿”到“超越” (一)、提出创新任务 1. 教师宣布:“现在,请你们化身‘未来科学家’,为人工肾提出一项改进建议!” 2. 提供灵感提示卡: - 能否让人工肾更轻便? - 能否实现自动调节? - 能否植入体内长期使用? - 能否融合电子皮肤感知功能? 3. 学生自由思考,记录想法。 二、头脑风暴:生成“奇思妙想”清单 (一)、小组交流与汇总 1. 每组在黑板上张贴一张“创新建议墙”,写下本组最具创意的想法。 2. 教师收集典型建议: - “可穿戴型人工肾,像手表一样佩戴。” - “用纳米材料制成自清洁滤膜,减少堵塞。” - “加入神经感应模块,能感知身体需求自动调节。” - “与电子皮肤联动,实时监测皮肤状态。” 3. 教师点评:“这些想法太棒了!有些已经在实验室测试中。” 4. 强调:“真正的创新,始于对现状的不满与改变的勇气。” 1. 思考并记录个人创新点。 2. 小组内交流,形成集体创意。 3. 在“创新墙”上张贴建议。 4. 听取他人观点,拓宽思维视野。 评价任务 思维发散: 创意独特: 可行性思考: 设计意图 创设开放性任务,激发学生想象力与创造力;通过“建议墙”形式促进思想碰撞,营造民主、包容的学习氛围;引导学生关注科技伦理与社会需求,培育“科学态度与责任”核心素养。 总结升华:守护生命之源【5分钟】 一、回归初心:我们该如何保护自己? (一)、师生共读“健康宣言” 1. 教师播放舒缓音乐,缓缓朗读: “我们的皮肤在默默排毒,我们的肾脏在静静过滤,它们从不言语,却为我们撑起生命的防线。 请珍惜每一次洗澡,善待每一滴汗,关爱每一个器官。 因为,它们,是我们最忠诚的伙伴。” 2. 学生闭眼聆听,感受文字力量。 二、行动倡议:从今天开始,做健康守护者 (一)、发布“双器官守护计划” 1. 教师发布任务卡: - 每天饮水不少于1500毫升; - 保持皮肤清洁,不挤压痘痘; - 定期体检,关注肾功能指标; - 向家人宣传“人工肾”知识。 2. 鼓励学生拍照上传班级群,打卡完成。 3. 结束语:“愿你们不仅学会知识,更学会爱自己。” 1. 静心聆听,体会语言温度。 2. 记录“双器官守护计划”要点。 3. 承诺践行健康行为。 评价任务 情感共鸣: 行动意愿: 自我承诺: 设计意图 以诗意语言收尾,完成从“认知”到“情感”再到“行为”的全链条育人闭环;通过“守护计划”将课堂延伸至家庭与社会,实现教育的可持续影响,真正落实“态度责任”与“健全人格”素养目标。 作业设计 一、综合分析题 1. 根据所学知识,比较皮肤与泌尿系统在排泄功能上的异同。 2. 有人认为“每天喝一杯咖啡就能排毒”,这种说法正确吗?请结合本课内容说明理由。 _ _ 二、项目实践题 请你以“未来人工肾”为主题,设计一款产品概念图,并附简要说明(不少于150字)。 - 产品名称:_ - 外形设计:_ - 核心功能:_ - 创新亮点:_ - 使用场景:_ - 伦理思考:_ 三、家庭健康调查表 请与家人一起完成调查,了解家庭成员的排泄习惯与健康状况。 【答案解析】 一、综合分析题 1. (答案完整) 2. 错误。咖啡因虽可促进利尿,但并不能“排毒”。人体主要排泄废物依靠泌尿系统,且过度饮用咖啡可能导致脱水、心悸等问题,反而加重肾脏负担。真正“排毒”应靠充足饮水、均衡饮食和规律作息。 二、项目实践题 (示例) - 产品名称:NanoSkin 2025 植入式人工肾 - 外形设计:直径约3厘米的微型胶囊,表面光滑,可植入腹部皮下。 - 核心功能:持续过滤血液,自动调节透析频率,实时传输数据至手机APP。 - 创新亮点:采用仿生纳米膜,具备自清洁与抗凝血能力;集成电子皮肤传感器,监测皮肤状态。 - 使用场景:适用于慢性肾衰竭患者,可在家中、旅行中使用。 - 伦理思考:需考虑隐私保护、设备成本、医疗公平性等问题。 板书设计 [皮肤与排泄系统:协同作战] 核心议题:谁是真正的“排泄主力”? 一、数据对比: 血浆 原尿:滤过(去蛋白、留水、留小分子) 原尿 尿液:重吸收(回葡萄糖、水、部分无机盐) 尿素浓度 :因水被吸收,废物浓缩。 ️ 二、人工肾:生命的“第二心脏” 1943:首台透析机诞生(德国) 1960:血液透析普及(美国) 2020:便携式人工肾问世(中国) 三、未来畅想: 植入式 + 自清洁膜 + 电子皮肤联动 智能调节 + 数据可视