基于类比模型构建下的“人体内废物的排出”教学设计

摘要 类比模型构建是指基于相似属性，通过类比的方式，用人们熟悉的事物来表征不熟悉的事物，帮助人们通过已有的认知来学习新的认知，它可以通过实物、语言、数学、视觉、手势等方式来表达[1]。实践表明，使用类比模型可以加强学生的概念转变，加深对科学知识的理解。

关键词 类比模型 初中生物 课堂教学

【分类号】G642

教材分析

《人体内废物的排出》是人教版七年级下册第四单元第五章的内容。学生在之前的学习中已经了解了消化系统、呼吸系统和循环系统的相关知识，因此本章是前四章内容的自然延续，起到一个延伸和完善的作用。在教学中首先通过学生观察与思考，了解泌尿系统的组成，接着安排学生进行资料分析，利用教师自制的肾单位模型来模拟尿的形成过程，并安排学生进行小组活动，然后用动态图呈现尿的形成和排出的过程，引导学生生成重要概念，最后利用学到的知识解决生活中的实际问题。学好《人体内废物的排出》这节内容，有利于将前面所学的知识贯穿起来，并为以后学习《人体生命活动的调节》奠定基础，所以本节内容起到了一个承上启下的作用。

学情分析

学生之前已掌握了血液循环的基础知识，为学习这章《人体内废物的排出》做好了铺垫，也具备了一定的观察与思考、分析与探究的能力。肾脏的结构和功能、尿的形成这些知识对七年级学生来讲十分抽象，学生的抽象思维能力有待提高，在学习时可以借助图片和教师引导模型构建的过程来来帮助理解。

教学目标

知识目标：

描述泌尿系统的组成；概述尿液的形成和排尿过程；描述其他排泄系统

能力目标：

通过对模型建构、图片的观察和对表格的讨论，尝试归纳尿液的形成过程；运用小组讨论交流的形式进行模型修正来说明肾小球的过滤作用和肾小管重吸收作用；运用尿液形成的知识说明透析原理，运用储尿排尿的知识解释及时排尿与经常喝水的原因。

情感、态度与价值观：

确立肾单位结构与其功能相适应的观点；通过对血液透析机的分析，认同技术是连接科学与社会的桥梁；通过对泌尿系统保健的讨论，认同养成良好的生活与卫生习惯的重要性。

教学重点 ：肾单位的结构； 尿的形成和排出过程

教学难点 ：尿的形成过程

教法学法：

教法：采用实物模型展示、类比模型建构、自主学习、合作探究的教法，充分发挥学生的主体作用和调动学生的学习积极性；教师适当给予一些提示和补充，从而激发学生的自信心和思考全面性。

学法：采取自主学习、合作探究的学法，尝试弄清楚尿液形成过程，从而达到学生动脑去思考、分析、记忆的目的。

教学过程

情境导入

问题驱动：细胞在分解有机物，释放能量的时候，它会产生些废物，你知道有哪些吗？这些物质通过什么样的途径排出体外呢？（复习旧知，了解学生原有的认知）人体内产生的一些尿素依赖于排尿排出体外，在这个过程中还排出了部分的水和无机盐，那么尿液是如何形成的？接着出示H同学尿液化验报告单，引导学生比较H同学与正常人尿液化结果：H同学怎么啦？（学生比较，启发思考，激活学生的求知欲，引入新课--人体内废物的排出）。

泌尿系统的组成

教师分发解剖好的新鲜的猪肾和相关教具，指导学生观察分析，学生根据观察到的现象和泌尿系统结构图分析归纳完成相关问题。①泌尿系统主要是由哪些器官组成的？②注意观察肾动脉和肾静脉以及肾的颜色，根据你所学的知识，想像一下肾脏里血管的分布状况是怎样的？血液是怎样进出肾脏的？③你认为尿液的形成与血液循环有没有关系？（培养学生自主学习、合作学习的意识和能力。实物和直观的图片加深了学生的印象）

尿的形成

第一步 学生在识图基础上通过自学明确肾单位结构（肾的结构和功能基本单位是什么？肾单位包括哪几部分？肾小球实质是什么“球”？肾小球两边与什么血管相连？他们的管径有什么不同？流经的血液的量可能有什么不同？）通过实物模型的展示，教师及时指导点播使知识更加形象化。

第二步 多媒体展示资料：健康人肾动脉中的血浆、肾小囊中的液体和尿液进行比较的数据。指导学生分析数据，回答：尿液和血浆的成分发生了什么变化？你认为排尿主要排出哪些物质？在肾小囊中出现葡萄糖而在尿液中并没有，这说明肾小管有什么作用？得出结论。通过小资料的分析，理解滤过和重吸收两个过程。培养分析、合作学习的能力。

第三步 教师引导学生构建肾单位结构模型，用生活中的素材来制做模型并拍摄微视频进行展示（小红豆表示红细胞、薏米表示蛋白质、绿豆表示葡萄糖、FeCl3溶液表示尿素、芝麻表示无机盐，用红蓝的大吸管表示动静脉、乳胶管表示肾小管、塑料瓶表示肾小囊、注满红色墨水的小软管表示毛细血管，用塑料瓶里的折叠的小软管来解释肾小球的功能；用盘绕的乳胶管来代替肾小管，用烧杯来衡量原尿和尿液的量，依此说明肾小管的功能），小组讨论完成：①举例说明什么是过滤和重吸收？②在过滤形成原尿过程中，血浆中哪些成分不能被过滤到肾小囊中去？③在重吸收过程哪些成分被重吸收了送回血液中？④肾脏是人体“过滤器”，肾脏如何将尿素、多余的水和无机盐等废物从血液中分离出来的？老师对学生讨论中存在的问题及时点拨

第四步 播液的形成过程动画，学生体会到尿液形成过程是动态的、连续不断的。

尿的排出 【自主学习】阅读P75 第2-3段，以及P77“血液透析”和肾脏移植。回答尿是如何排出的？排尿对维持正常生理功能有何意义？水对人体是非常重要的，而排尿时会失去大量的水，那么为什么人体在缺水的情况下还要排出尿？

排泄途径【自主学习】阅读P72第1段和P75-76完成，什么是排泄？人体会产生哪些废物？这些废物通过哪些途径排出体外的？排便属于排泄吗？

课堂小结：

【学以致用】 H怎么了？糖尿病患者尿中出现了葡萄糖，可能哪里发生了病变？怎样维持泌尿系统的健康？通过反馈，提高运用所学知识解决实际问题的能力。

教学评价与反思

本节课在教法的设计上，体现了“面向全体学生”的理念，以引导学生主动探究为主要教学手段。在学法上让学生通过观察讨论、模型制做、与同伴的合作交流来理解“尿的形成过程”，即通过感性认识和理性分析最终对知识形成完整的构建。教师在此过程中起组织者和引导者的作用，体现学习过程中学生的主体地位。在活动设计中充分利用实物、图解，模型建构、多媒体动画相结合的方式，引导学生形成结构与功能相统一的观点，提高了学生的观察能力、动手能力、分析能力和逻辑思维能力，在讨论交流中的语言表达能力也得到提高。

参考文献

[1] 赵萍萍、刘恩山 .中学生物学中的类比模型及其构建.[J]中学生物教学2015年第6期4-7

作者简介：魏秀珍（1976-）女，汉族 ，福建福清，本科，中级，建模教学在课堂教学中的实践研究