《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》的課程內(nèi)容是以大概念、重要概念和次位概念的形式呈現(xiàn)相應(yīng)的概念體系，它反映了課程內(nèi)容之間的相互聯(lián)系，也表明了概念學(xué)習(xí)對建立學(xué)生的生命觀念、發(fā)展科學(xué)思維、探究實踐和態(tài)度責(zé)任等核心素養(yǎng)有重要意義。下面以“尿液的形成和排出”為例，探討如何進(jìn)行概念教學(xué)。本課選自濟(jì)南版生物學(xué)七年級下冊“人體生理與健康”學(xué)習(xí)主題，是幫助學(xué)生形成大概念“人體的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)，各系統(tǒng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一，共同完成復(fù)雜的生命活動”以及重要概念“人體主要通過泌尿系統(tǒng)排出代謝廢物和多余的水”的關(guān)鍵章節(jié)。作為前三章內(nèi)容的延續(xù)，教材將此內(nèi)容安排在人體的營養(yǎng)、呼吸和循環(huán)之后，繼續(xù)滲透生物體結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。本節(jié)課是學(xué)生學(xué)完血液、血管及泌尿系統(tǒng)組成之后安排的內(nèi)容，是運(yùn)用科學(xué)思維方法，由已知探究未知，建立新概念的過程。

生物學(xué)三級概念體系：大概念也叫核心概念或大觀念，是對一些基本概念之間進(jìn)行縱向或橫向聯(lián)系，在發(fā)現(xiàn)其共同屬性或本質(zhì)特征的基礎(chǔ)上形成的更加抽象、概括、解釋力更強(qiáng)的認(rèn)識。大概念在初中生物學(xué)課程中只有9個，是學(xué)生最重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容，是教師在一個學(xué)習(xí)主題結(jié)束時，需要提煉和升華的教學(xué)要點。重要概念是在揭示生物學(xué)事實的基礎(chǔ)上形成的具體基本概念、原理、規(guī)律，在初中生物學(xué)中共有25個，對應(yīng)了一章教學(xué)的重點，是教師在開展單元教學(xué)設(shè)計時的重點和目標(biāo)。次位概念是事實知識，是對課堂教學(xué)內(nèi)容深度和范圍的具體刻畫，反映了學(xué)生在特定年齡的認(rèn)知特征和教學(xué)要求，對應(yīng)“節(jié)”的教學(xué)要求，也可以對應(yīng)課時的教學(xué)內(nèi)容，是教師在備課和撰寫教案時的目標(biāo)指向。

一、課標(biāo)中的概念要求及分析

概念 5人體的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)，各系統(tǒng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一，共同完成復(fù)雜的生命活動（大概念）。

5.4人體主要通過泌尿系統(tǒng)排出代謝廢物和多余的水（重要概念）。

5.4.1泌尿系統(tǒng)包括腎臟、輸尿管、膀胱、尿道等結(jié)構(gòu)（次位概念）。

5.4.2血液通過腎小球和腎小囊內(nèi)壁的濾過作用和腎小管的重吸收作用形成尿液（次位概念）。

[在認(rèn)識泌尿系統(tǒng)等排泄途徑（次位概念）的基礎(chǔ)上，概括出泌尿系統(tǒng)是主要排泄途徑（重要概念）;通過泌尿系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系認(rèn)識，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)以及各器官協(xié)調(diào)統(tǒng)一的觀念（大概念），避免糾纏知識的細(xì)枝末節(jié)，注重提升大概念。]

二、教學(xué)目標(biāo)

（1）能夠說出泌尿系統(tǒng)的組成及主要作用，是人體內(nèi)廢物和多余的水排出的重要途徑。

（2）能說出尿的形成過程，腎小球、腎小囊與濾過作用相適應(yīng)的特點，以及腎小管與重吸收作用相適應(yīng)的特點。

（3）能運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點分析腎小球、腎小囊、腎小管等結(jié)構(gòu)受損可能導(dǎo)致的功能障礙，能提出保持泌尿系統(tǒng)健康的措施。

（4）能根據(jù)尿常規(guī)化驗的結(jié)果初步判斷身體狀況，關(guān)注自己和家人的健康。

三、教學(xué)環(huán)節(jié)

（一）創(chuàng)設(shè)情境，問題引入

上節(jié)課我們觀察了泌尿系統(tǒng)的組成和腎臟的形態(tài)結(jié)構(gòu)，腎臟是如何將血液凈化處理后形成尿液的呢？

◎活動一

情境：呈現(xiàn)“尿常規(guī)化驗單”“血液與尿液成分對比表”并觀察分析。

問題：血液中哪些成分是代謝廢物？尿液可能來自哪里？尿液是如何形成的？

（設(shè)計意圖：問題可以引導(dǎo)學(xué)生思考，通過尿液和血液的成分對比，確認(rèn)尿液來自血液，引出本節(jié)課的核心問題“尿液是如何形成的”，激發(fā)學(xué)生的探究意識。）

（二）任務(wù)驅(qū)動，探究問題

◎活動二

尿是如何形成的呢？教師展示腎臟結(jié)構(gòu)示意圖，引導(dǎo)學(xué)生觀察腎動脈、腎靜脈和輸尿管。

建模：依據(jù)腎臟外形結(jié)構(gòu)特點，教師引導(dǎo)學(xué)生畫出腎臟模型（見圖1）并交流。

問題：腎動脈中的血液流經(jīng)腎臟時，通過什么結(jié)構(gòu)、什么方式將代謝廢物濾出來？

（設(shè)計意圖：引導(dǎo)學(xué)生以結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點為指導(dǎo)，提出問題，大膽猜想。運(yùn)用建構(gòu)模型的方法，猜想、建構(gòu)“黑箱”內(nèi)部可能的結(jié)構(gòu)和生理過程，并嘗試自主畫出模式圖。根據(jù)前面的學(xué)習(xí)可知，物質(zhì)交換是發(fā)生在毛細(xì)血管處。）

◎活動三

分析1.動脈、毛細(xì)血管、靜脈是連通的管道，廢物只能在毛細(xì)血管處濾過出來。

猜測：腎動脈應(yīng)分出許多毛細(xì)血管，廢物應(yīng)在此處濾出。

分析2.濾出來的廢物進(jìn)入與輸尿管相通的結(jié)構(gòu)中。

猜測：輸尿管應(yīng)向腎臟內(nèi)部延伸至毛細(xì)血管處，并與之緊貼。

建模：依據(jù)上述分析畫出模型（見圖2）并交流。

（設(shè)計意圖：啟發(fā)學(xué)生主動討論，進(jìn)一步完善自己建構(gòu)的模型，提出猜想，啟發(fā)學(xué)生論述猜想的合理性，如毛細(xì)血管在此部位應(yīng)有的結(jié)構(gòu)特點、與輸尿管相連的結(jié)構(gòu)在此部分應(yīng)有的結(jié)構(gòu)特點等，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維及探究實踐能力。）

教師在上述模式圖的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出問題：從腎小球濾過到腎小囊腔中的成分就是尿液嗎？

◎活動四

教師出示資料，如原尿與尿液的成分、每日的產(chǎn)生量等對比數(shù)據(jù)，進(jìn)一步引出問題：原尿是如何轉(zhuǎn)變成尿液的？如何將濾出的有用物質(zhì)重新吸收回血液呢？

問題：每天由腎小球濾出的物質(zhì)約180升，而每天排出的尿液只有1.5升，這中間發(fā)生了什么變化？大部分物質(zhì)又到哪里去了呢？

猜想：與腎小管相連通的管道外應(yīng)包繞毛細(xì)血管。

建模：學(xué)生分組交流各自的分析和猜想，依據(jù)毛細(xì)血管的結(jié)構(gòu)和功能特點，猜想并嘗試畫出模式圖（見圖3）。

教師總結(jié)學(xué)生的交流，圖示并表述腎小管的重吸收作用及與之相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)特點。

（設(shè)計意圖：引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)學(xué)習(xí)時運(yùn)用的學(xué)習(xí)方法以及形成的生物學(xué)觀點，采用多種方式如猜想、建模等方式最大化地利用課堂面對面的群體教學(xué)時間進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，完成高階思維能力的培養(yǎng)，以此過程培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，落實生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。）

（三）抽象概括，建構(gòu)概念

◎活動五

1.驗證猜想：教師展示完整的腎單位模式圖（見圖4），指出腎單位是尿液形成的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，一個腎臟中有100多萬個腎單位。教師評價學(xué)生的猜想和學(xué)生構(gòu)建的模型圖，構(gòu)建結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，在這個結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上概括出尿的形成過程。

2.進(jìn)一步動畫演示，學(xué)生觀察每個過程中成分的變化。（見圖5）

觀察動畫思考問題：

①血液流經(jīng)腎小球時，不能濾過的成分？

②血漿中能濾過的成分？

③原尿流經(jīng)腎小管時，重吸收哪些成分回到血液？

3.學(xué)生動手制作腎單位模型，展示學(xué)習(xí)成果（見圖6）。教師提供橡皮管、漏斗、水、塑料顆粒、注射器等材料制作腎單位模型，并設(shè)計以下進(jìn)階式問題：（1）漏斗膨大端、部位①、部位③分別模擬腎單位中的哪些結(jié)構(gòu)？（2）部位①流下液體的過程可模擬腎單位的哪個生理過程？流下的液體主要含哪些成分？（3）部位②可以重吸收部位③中的哪些物質(zhì)？這個過程模擬腎單位的哪個生理過程？（4）最終的尿液在哪個部位形成？尿液主要含哪些成分？

（設(shè)計意圖：該設(shè)計借助模型將學(xué)生的思維形象化呈現(xiàn)，真正實現(xiàn)工程設(shè)計與物化思維的結(jié)合，發(fā)展學(xué)生的模型建構(gòu)思維，進(jìn)一步強(qiáng)化對概念性知識的掌握。）

◎活動六

問題討論：代謝廢物除了泌尿系統(tǒng)以尿的形式排出體外，還有其他排出途徑嗎？

舉例：有的器官系統(tǒng)在活動時也能排出代謝廢物，如通過呼吸排出代謝廢物二氧化碳和少量的水;汗腺分泌汗液可以排出少量代謝廢物，如少量水、無機(jī)鹽和尿素等。

（四）辨析深入，遷移運(yùn)用

◎活動七

1.分析“尿常規(guī)化驗單”，判斷健康狀況。

2.分析腎透析裝置及原理。

3.課外收集和分享泌尿系統(tǒng)的主要疾病及預(yù)防措施的相關(guān)資料、腎移植方面的資料。

四、針對重要概念教學(xué)的幾個關(guān)注點

1.重要概念教學(xué)應(yīng)作為教學(xué)單元整體設(shè)計。

2.內(nèi)容設(shè)計應(yīng)落實課標(biāo)中的“內(nèi)容要求”和“學(xué)習(xí)活動建議”。

3.目標(biāo)設(shè)計應(yīng)該指向核心素養(yǎng)并符合“學(xué)業(yè)要求”。

4.教學(xué)設(shè)計應(yīng)反映概念體系的建立和發(fā)展過程，建立概念之間的聯(lián)系。

5.教學(xué)應(yīng)安排運(yùn)用概念解決實際問題的訓(xùn)練，將知識轉(zhuǎn)化為能力。

本節(jié)課把課標(biāo)要求和教材內(nèi)容有機(jī)對接起來，一方面，以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向來定位和解釋教材內(nèi)容，讓教材內(nèi)容的學(xué)習(xí)有方向、有目標(biāo)，以學(xué)生的生命觀念為指導(dǎo)，運(yùn)用建構(gòu)模型的方法，經(jīng)由猜想、解釋生物學(xué)現(xiàn)象，不僅使學(xué)生獲得“尿液的形成過程”的基礎(chǔ)知識，還使教學(xué)更加指向發(fā)展學(xué)生生命觀念、科學(xué)思維等核心素養(yǎng);另一方面，深刻揭示和挖掘教材的核心素養(yǎng)價值，讓核心素養(yǎng)落地有載體、有基礎(chǔ)。這個過程的本質(zhì)就是把學(xué)科的育人價值（核心素養(yǎng)）與學(xué)科的知識內(nèi)容有機(jī)統(tǒng)一起來。