基于真实情境的“人体代谢废物的排出”的专题复习*

墨会贤 薛 红

（1 北京市古城中学 北京 100043 2 北京教育学院石景山分院 北京 100043）

将情境以故事的形式融入教学活动中，以情境主线作为整节课的学习线索，可激发学生的学习兴趣，通过解决实际问题，提升学生的生物学学科核心素养。在“人体代谢废物的排出”专题复习中，创设肾脏病患者就医这一真实情境，以患者的诊断、治疗和肾病预防贯穿整节课，帮助学生进一步形成结构与功能相适应的生命观念[1]。

1 教学内容分析

本节课为初中生物学“生物圈中的人”的子专题“人体内代谢废物的排出”的复习课。学生已知肾脏的功能，却不清楚病理情况下，肾脏功能会发生哪些变化，人体会出现什么症状。复习课应在理论知识的基础上助力学生能力提升，扩展其思维宽度和深度。

2 学情分析

本班学生基础较好，但对部分重要概念理解不够深刻，且因知识点零散不够系统化。学生的信息获取能力、分析能力和语言表达能力有所欠缺,且对于结构和功能相适应的生命观念理解不够深刻。

3 教学目标

1）知识目标：阐明肾小球和肾小管的结构和功能，建立概念之间的联系，形成知识网络。

2）能力目标：通过观察化验单和数据图，培养学生的读图能力和归纳概括能力；通过对患者病情的分析，提升问题解决能力。

3）情感态度与价值观目标：进一步理解结构和功能相适应的观点，认同人体是一个有机整体，养成良好的生活习惯。

4 教学重、难点

提高学生综合运用知识解决实际问题的能力。

5 教学过程

5.1 创设情境，回顾基础知识 教师介绍患者的问诊记录：年龄30 岁，身体不适已有半年，有尿量少、全身水肿等症状。教师出示患者的尿液化验结果单（表1），学生观察发现患者尿液中含有蛋白质和血细胞，推测肾小球可能出现问题。结合肾单位图片，引导学生回忆肾小球和肾小管相关基础知识。通过创设真实的问题情境，吸引学生注意，提高学生的读表能力和分析推理能力。

表1 患者的尿液化验结果

5.2 患者病情的诊断分析 学生继续分析患者病情，推测可能是滤过膜的通透性增大引发患者病情。教师讲解肾小球炎症会导致滤过膜通透性增大，为分析肾小球炎症导致血尿和蛋白尿的机理作好铺垫。师生总结，肾小球炎症导致肾小球滤过膜的通透性增加[2]。教师总结，传递“结构决定功能，功能影响症状”的生命观念。通过问题串的方式引导学生分析炎症情况下肾小球的异常结构、功能障碍和具体症状之间的关系，更好地理解结构和功能相适应的生命观念，培养学生的逻辑推理能力。

问题1：医生如何获得患者罹患肾小球炎症的证据？教师介绍肾穿刺技术，展示健康人体的肾小球图片（图1）[3]。教师带领学生识图，指出图中箭头指向的是毛细血管轮廓，轮廓清晰，血管外部透明无色，血管内有红细胞，整体染色较浅；能清楚地观察到深蓝色的实心点，表示细胞核。学生自主识图，比较患者和健康人体的肾小球结构（图1），发现患者的肾小球及其毛细血管的轮廓、结构发生了显著改变，可作为肾小球炎症的证据。教师展示显微镜下的统计结果，患者体内少量的肾小球有炎症，可解释患者的蛋白尿和血尿症状。教师进一步展示重症患者的肾小球切片的结果（图1），引导学生总结病情恶化情况下肾小球的结构变化：重症患者部分肾小球呈现萎缩形态，肾小球内的腔隙空间变得更为狭窄，毛细血管和滤膜叠在一起，呈现纤维化特征，显著影响肾小球的滤过功能。通过识别肾小球的微观组织切片图，引导学生获得肾小球炎症和纤维化的生理学证据，培养学生的观察能力和科学推理能力。

图1 肾小球图片[3]

问题2：病情加重，肾小球坏死，患者会出现哪些症状？师生共同总结，肾小球滤过功能明显受损，影响原尿的形成和尿素等代谢废物的排泄。通过小组讨论，引导学生分析肾小球坏死时,异常结构导致的功能障碍和预期症状，培养团队协作能力和语言表达能力，从病理学角度进一步理解结构和功能相适应的生命观念。

问题3：患者如果不能形成尿液，代谢废物排放到哪里？推测代谢废物在患者血液，可通过化验血液成分证实。学生阅读血液化验单（表2），发现患者体内的尿素、尿酸和肌酐这3 项代谢废物远超参考值。学生结合患者检测结果，推断大部分的肾小球发生严重病变，滤过功能显著下降、甚至出现肾功能衰竭，导致血液中的多种代谢废物浓度显著升高，继而损害其他组织和器官，出现尿毒症的症状[4]。

表2 患者的血液化验单

最后，通过习题测验，复习巩固肾小管的结构和功能相关知识。

5.3 依据尿毒症的症状，分析排泄的意义 列出问题串，引导学生回顾，除排尿外，还有哪些排泄途径？排泄的意义是什么?罹患尿毒症后，血液中残留的毒素会产生哪些毒害？教师出示资料：罹患尿毒症后，尿量很少，身体多个部位发生水肿，多个器官系统也会出现问题，出现皮肤瘙痒、食欲不振、血压升高和贫血等症状。学生归纳总结尿毒症影响到了人的皮肤、呼吸系统、消化系统和血液循环的功能。教师总结：人体一旦有一个器官出现问题，会对多个系统产生影响，尤其是肾脏，作为代谢废物排出的主要器官。学生认识到人体各大系统相互关联，协调一致，共同完成生命活动，是统一的整体。

5.4 知识迁移，应用提升——尿毒症的治疗 从学生熟知的肾脏移植，过渡到血液透析。借助一道血液透析试题，进行课堂反馈。学生利用所学知识，理解血液透析的原理，达到知识迁移。尿毒症患者长期进行血液透析，不仅经济成本高，而且导致血管严重受伤。教师介绍2017年大连理工大学的科学家研发的一种芯片肾，不足20 cm2的芯片上有多个肾单位，可模拟肾脏功能。采用3D 打印技术打印完整肾脏，解决肾脏供体不足和器官排异问题。通过引入科技前沿进展，拓展新型肾病治疗方法，激发学生兴趣，使学生在终生学习中受益。

5.5 科学预防肾脏疾病 新技术给肾脏疾病患者带来了希望，但目前尿毒症的治疗仍然是个难题，科学预防肾脏疾病很重要。教师提供以下资料：中国慢性肾脏病的患病率为11%，而每10 个尿毒症患者中有4 个患者的年龄在10～30 岁之间。许多药物经过肾脏代谢，对肾脏的损害很大。结合上述资料，要求学生写出2 条预防肾病的合理建议。学生自主归纳概括肾脏疾病的预防措施，激发学生保护肾脏的意识，养成良好的生活习惯。

6 教学反思

本节课将对肾病患者的诊断、治疗和肾病预防贯穿课堂教学，激发学生的学习兴趣，引发学生的深度思考，加强对相关概念的理解。教学设计各环节重视真实情境中学生的问题解决能力的提升，例如，借助问题链，引导学生深入思考，并为学生提供连续文本信息、图片和数据表格等材料，培养学生的数据分析能力和信息获取能力，引导学生有意识地用所学知识去解决问题，提高实际情境下的知识运用能力。