基于真實情境的“人體代謝廢物的排出”的專題復習*

墨會賢 薛 紅

（1 北京市古城中學 北京 100043 2 北京教育學院石景山分院 北京 100043）

將情境以故事的形式融入教學活動中，以情境主線作為整節課的學習線索，可激發學生的學習興趣，通過解決實際問題，提升學生的生物學學科核心素養。在“人體代謝廢物的排出”專題復習中，創設腎臟病患者就醫這一真實情境，以患者的診斷、治療和腎病預防貫穿整節課，幫助學生進一步形成結構與功能相適應的生命觀念[1]。

1 教學內容分析

本節課為初中生物學“生物圈中的人”的子專題“人體內代謝廢物的排出”的復習課。學生已知腎臟的功能，卻不清楚病理情況下，腎臟功能會發生哪些變化，人體會出現什么癥狀。復習課應在理論知識的基礎上助力學生能力提升，擴展其思維寬度和深度。

2 學情分析

本班學生基礎較好，但對部分重要概念理解不夠深刻，且因知識點零散不夠系統化。學生的信息獲取能力、分析能力和語言表達能力有所欠缺,且對于結構和功能相適應的生命觀念理解不夠深刻。

3 教學目標

1）知識目標：闡明腎小球和腎小管的結構和功能，建立概念之間的聯系，形成知識網絡。

2）能力目標：通過觀察化驗單和數據圖，培養學生的讀圖能力和歸納概括能力；通過對患者病情的分析，提升問題解決能力。

3）情感態度與價值觀目標：進一步理解結構和功能相適應的觀點，認同人體是一個有機整體，養成良好的生活習慣。

4 教學重、難點

提高學生綜合運用知識解決實際問題的能力。

5 教學過程

5.1 創設情境，回顧基礎知識 教師介紹患者的問診記錄：年齡30 歲，身體不適已有半年，有尿量少、全身水腫等癥狀。教師出示患者的尿液化驗結果單（表1），學生觀察發現患者尿液中含有蛋白質和血細胞，推測腎小球可能出現問題。結合腎單位圖片，引導學生回憶腎小球和腎小管相關基礎知識。通過創設真實的問題情境，吸引學生注意，提高學生的讀表能力和分析推理能力。

表1 患者的尿液化驗結果

5.2 患者病情的診斷分析 學生繼續分析患者病情，推測可能是濾過膜的通透性增大引發患者病情。教師講解腎小球炎癥會導致濾過膜通透性增大，為分析腎小球炎癥導致血尿和蛋白尿的機理作好鋪墊。師生總結，腎小球炎癥導致腎小球濾過膜的通透性增加[2]。教師總結，傳遞“結構決定功能，功能影響癥狀”的生命觀念。通過問題串的方式引導學生分析炎癥情況下腎小球的異常結構、功能障礙和具體癥狀之間的關系，更好地理解結構和功能相適應的生命觀念，培養學生的邏輯推理能力。

問題1：醫生如何獲得患者罹患腎小球炎癥的證據？教師介紹腎穿刺技術，展示健康人體的腎小球圖片（圖1）[3]。教師帶領學生識圖，指出圖中箭頭指向的是毛細血管輪廓，輪廓清晰，血管外部透明無色，血管內有紅細胞，整體染色較淺；能清楚地觀察到深藍色的實心點，表示細胞核。學生自主識圖，比較患者和健康人體的腎小球結構（圖1），發現患者的腎小球及其毛細血管的輪廓、結構發生了顯著改變，可作為腎小球炎癥的證據。教師展示顯微鏡下的統計結果，患者體內少量的腎小球有炎癥，可解釋患者的蛋白尿和血尿癥狀。教師進一步展示重癥患者的腎小球切片的結果（圖1），引導學生總結病情惡化情況下腎小球的結構變化：重癥患者部分腎小球呈現萎縮形態，腎小球內的腔隙空間變得更為狹窄，毛細血管和濾膜疊在一起，呈現纖維化特征，顯著影響腎小球的濾過功能。通過識別腎小球的微觀組織切片圖，引導學生獲得腎小球炎癥和纖維化的生理學證據，培養學生的觀察能力和科學推理能力。

圖1 腎小球圖片[3]

問題2：病情加重，腎小球壞死，患者會出現哪些癥狀？師生共同總結，腎小球濾過功能明顯受損，影響原尿的形成和尿素等代謝廢物的排泄。通過小組討論，引導學生分析腎小球壞死時,異常結構導致的功能障礙和預期癥狀，培養團隊協作能力和語言表達能力，從病理學角度進一步理解結構和功能相適應的生命觀念。

問題3：患者如果不能形成尿液，代謝廢物排放到哪里？推測代謝廢物在患者血液，可通過化驗血液成分證實。學生閱讀血液化驗單（表2），發現患者體內的尿素、尿酸和肌酐這3 項代謝廢物遠超參考值。學生結合患者檢測結果，推斷大部分的腎小球發生嚴重病變，濾過功能顯著下降、甚至出現腎功能衰竭，導致血液中的多種代謝廢物濃度顯著升高，繼而損害其他組織和器官，出現尿毒癥的癥狀[4]。

表2 患者的血液化驗單

最后，通過習題測驗，復習鞏固腎小管的結構和功能相關知識。

5.3 依據尿毒癥的癥狀，分析排泄的意義 列出問題串，引導學生回顧，除排尿外，還有哪些排泄途徑？排泄的意義是什么?罹患尿毒癥后，血液中殘留的毒素會產生哪些毒害？教師出示資料：罹患尿毒癥后，尿量很少，身體多個部位發生水腫，多個器官系統也會出現問題，出現皮膚瘙癢、食欲不振、血壓升高和貧血等癥狀。學生歸納總結尿毒癥影響到了人的皮膚、呼吸系統、消化系統和血液循環的功能。教師總結：人體一旦有一個器官出現問題，會對多個系統產生影響，尤其是腎臟，作為代謝廢物排出的主要器官。學生認識到人體各大系統相互關聯，協調一致，共同完成生命活動，是統一的整體。

5.4 知識遷移，應用提升——尿毒癥的治療 從學生熟知的腎臟移植，過渡到血液透析。借助一道血液透析試題，進行課堂反饋。學生利用所學知識，理解血液透析的原理，達到知識遷移。尿毒癥患者長期進行血液透析，不僅經濟成本高，而且導致血管嚴重受傷。教師介紹2017年大連理工大學的科學家研發的一種芯片腎，不足20 cm2的芯片上有多個腎單位，可模擬腎臟功能。采用3D 打印技術打印完整腎臟，解決腎臟供體不足和器官排異問題。通過引入科技前沿進展，拓展新型腎病治療方法，激發學生興趣，使學生在終生學習中受益。

5.5 科學預防腎臟疾病 新技術給腎臟疾病患者帶來了希望，但目前尿毒癥的治療仍然是個難題，科學預防腎臟疾病很重要。教師提供以下資料：中國慢性腎臟病的患病率為11%，而每10 個尿毒癥患者中有4 個患者的年齡在10～30 歲之間。許多藥物經過腎臟代謝，對腎臟的損害很大。結合上述資料，要求學生寫出2 條預防腎病的合理建議。學生自主歸納概括腎臟疾病的預防措施，激發學生保護腎臟的意識，養成良好的生活習慣。

6 教學反思

本節課將對腎病患者的診斷、治療和腎病預防貫穿課堂教學，激發學生的學習興趣，引發學生的深度思考，加強對相關概念的理解。教學設計各環節重視真實情境中學生的問題解決能力的提升，例如，借助問題鏈，引導學生深入思考，并為學生提供連續文本信息、圖片和數據表格等材料，培養學生的數據分析能力和信息獲取能力，引導學生有意識地用所學知識去解決問題，提高實際情境下的知識運用能力。