基于“3015”教学规则下的生物高效课堂教学
中图分类号 G633.91 文献标志码 B
1 教材、学情分析及设计思路
1.1 教材分析
在济南出版社出版的义务教育教科书生物学（七年级下册）中的第四章“人体内代谢废物的排出”中“尿液的形成和排出2”主要包括“尿液的形成”“泌尿系统的组成”和“尿液的排出”。学生在学习了“尿液形成和排出1”后，已经掌握了肾脏和肾单位的结构。肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用较为复杂抽象，是本节的重点和难点。课程标准对本节要求为“能够概述尿液形成和排出过程”。
1.2 学情分析
通过第一课时的学习，学生大体了解了肾脏和肾单位的结构特点，但是对于血液流经肾单位时发生了哪些生理过程还不甚了解，对于肾脏如何形成尿液更是知之甚少。该部分知识较为抽象，所涉及的生理过程也较为复杂，对于初中二年级学生而言，仅仅依靠阅读教材、分析数据不能完全掌握“尿液形成过程”。
1.3 设计思路
本节课基于“3015高效课堂”教学规则而设计。“3015高效课堂”教学规则是指在45 min的课堂内，有30 min是以教师的主导作用为主，教师通过设置种种教学活动，引导学生主动参与课堂并完成“新授”任务；剩余15 min以发挥学生主体作用为主，学生完成新学知识的巩固和新旧知识的衔接。即教师的讲授时间控制在30 min内，而其余时间则用于指导学生自主学习、随堂练习、教师的当堂批改作业和评价反馈等。这样，在一堂课中，学生既能高效参与完成课堂教学任务，又有自主练习和巩固的时间，从而达到较好的学习效果。
“3015”教学规则下的生物高效课堂教学模式主要由设问导学、自学反馈、互助释疑、总结拓展和堂清检测等环节组成。
本节课用新闻播报――“‘钢’的肾”导入，从而激发学生思考：肾脏到底是何种器官，为何如此重要？肾脏如何产生尿液？进而出示本节课学习目标。“设问导学”，让学生带着问题自学课本，尝试独立完成“自学反馈”。根据学生完成情况，教师再引导学生思考：血液由肾动脉进入肾脏，再由肾静脉流出，却为何在输尿管中流出了尿液？血液在流经肾脏时到底发生了哪些神奇的变化？由此教师引导学生回顾“肾单位”的结构组成，再进一步启发学生思考：血液在流经肾单位时成分发生了哪些变化？发生了哪些重要的生理过程？教师通过对血液成分、流经肾单位路线图等知识的回顾，让学生重新认识形成尿液的结构基础――肾单位。
“互助释疑”部分通过视频、模拟活动和表格分析等多种教学形式，让学生明晰尿液的形成过程。教师引导学生思考：为何肾单位能够完成这些生理活动？让学生在梳理这两个生理过程中，感叹肾单位的精妙结构，并进一步深化生物界普遍规律――生物体结构和功能相统一。
在“总结拓展”环节，教师用自制教具模拟“肾单位”，演示动态生理过程。让学生回顾两节课的全部知识点。即模型各部分分别代表“肾单位”的哪些结构？该模型模拟了“肾单位”的何种生理过程？这样没有模拟出“肾单位”的哪种生理过程？引导学生积极思考、主动探索，梳理知识并自建知识网络。
随后，教师再提出“‘钢’的肾”，启发学生得出：“透析”过程仅仅模拟了肾小球和肾小囊内壁的滤过作用；终身透析和移植肾脏是尿毒症患者延续生命的两种选择，这两种方式都存在种种弊端。教师播放“科技前沿”：美国一家公司用细胞工程和3D打印技术成功打印出具全部肾功能的实体肾脏。这样设计拓展了课本知识，激发学生热爱生物科学的情感。
最后，通过“堂清检测”和习题巩固，让学生巩固本节课知识点。
2 教学目标
2.1 知识目标
（1） 理解并掌握尿液的形成过程。
（2） 说出泌尿系统的组成和功能。
（3） 描述尿液排出体外的过程，并阐明人体排尿的意义。
2.2 能力目标
（1） 学会分析表格中血浆、原尿和尿液成分及含量变化的差异，推测尿液的形成过程。
（2） 学会用教材中的图例来描述肾小球和肾小囊内壁的滤过和肾小管重吸收作用。
2.3 情感、态度与价值观目标
培养热爱科学的精神，立志用自己的创新来改变世界和人类的生活。
3 教学重点、难点
尿液的形成过程。
4 教具准备
（1） 仪器：100 mL烧杯2个、铁架台1个、注射器1个、一次性注射器1个、滴管1个、滤纸1张、改进漏斗一个、漏勺1个、托盘1个（以上仪器配6套）。
（2） 材料：红墨水1瓶、84消毒液若干；八宝粥生料若干、细沙粒若干；新闻播报“‘钢’的肾”、尿液形成过程、3D打印肾脏等视频。
5 教学过程
5.1 新闻播报，激趣导入
课堂伊始，教师以《新闻播报》――“‘钢’的肾”导入新课：相信大家听到这则新闻后，感到的不仅仅是心酸，也一定钦佩胡颂文对生命延续的渴望和坚持。“钢”的肾模拟了肾脏的哪一部分功能？肾脏又是如何产生尿液的？
这样的新闻播报真实性较强，贴近现实生活，可以让学生感受到生物课堂不仅仅有知识、有技能，更和现实生活相关，能够强烈激起学生的求知欲，激发学生的学习激情。
5.2 明确目标，设问导学
教师明确本节课的学习目标，请一名学生朗读“设问导学”部分：
（1） 血液流经肾单位时，经历哪两个生理过程最终形成尿液？ （2） 泌尿系统由哪几个器官组成？这些器官各有什么生理功能？
（3） 尿液是如何排出体外的？排尿对人体有何重要生理意义？
带着这些问题，学生仔细阅读教材67-69页。教师提示：图文结合，手脑眼并用，用红笔圈划出自己的答案（教师巡视并指导学生阅读）。
教师引导学生带着问题去阅读课本，独自找出答案。阅读时，学生用红笔圈划出关键词和图片中的重要知识点，不理解的地方或者不能解决的问题用红笔标记出来。
5.3 自学反馈，红笔纠错
通过导学案预设好的、精选的题目，检测学生的自学效果。学生完成导学案的“自学反馈”部分，教师巡视并用红笔批改部分学生的作业。3 min后，教师在大屏幕展示答案，要求学生对照答案，自行红笔批改。
“设问导学”不仅能够让学生了解本节课的大致教学内容，而且能够锻炼学生的自学能力。让学生带着问题去阅读教材，一方面能够激发学习的动力，另一方面，更有利于教师组织下一步的教学。“红笔批改”的过程能够让教师收集学生自学效果的第一手学情。“自学反馈”和“红笔批改”两个环节能够让教师调整下一步教学活动：对于学生通过自学能够完成的教学内容，教师不需讲解或者较少讲解；对于学生疑问较多或者重、难点部分，教师需要重点突破。这样有利于教师更好把握本节课的重难点，带着明确的教学目的组织教学，做到详略得当、有的放矢。
5.4 突破难点，互助释疑
5.4.1 重认尿液形成的结构基础――肾单位
学生回答肾单位的结构组成，并进一步启发学生思考：血液在流经肾单位时，到底发生了何种神奇的生理过程，形成了尿液？再引领学生回顾一下“血液”相关知识点。
教师进一步引导：前面学过了物质运输的途径，肾脏内的血液从肾动脉进入，从肾静脉流出，那么血液在肾单位中又是如何流动呢？同桌学生进行讨论，完成血液流经肾单位的路线图。教师再次引导学生观察肾单位的图片，使学生认识到：入球小动脉、肾小球、出球小动脉里流动的为动脉血（鲜红色），而血液流经肾小管周围的毛细血管时发生了物质交换，肾静脉里流静脉血（暗红色）。教师提出问题：血液流经肾单位为何能形成尿液呢？
5.4.2 明晰尿液的形成过程
活动1：教师播放“尿液的形成”视频，播放前要求学生特别注意血液流经肾小球和肾小管时发生的生理变化，要求学生归纳出：尿液形成过程包括肾小球的滤过作用和肾小管的重吸收作用两个重要生理过程。
活动2：模拟活动――筛八宝粥。教师用漏勺、八宝粥原料和沙子等材料用具演示，并要求学生思考：哪些物质可以筛出来？哪些物质筛不出来？这个过程模拟了肾单位何种生理功能？落在托盘中的小米、大米能否丢掉？这些物质又代表了肾单位中哪些物质？将漏出的大米、小米重新捡回模拟了肾单位何种生理过程？而沙子模拟人体何种物质，最终去向哪里？根据部分学生的回答，其他学生质疑、补充、评价。小组合作，分组演示本模拟活动，并让组员说出以上问题。
活动3：分析数据，验证尿液形成过程。学生掌握了尿液形成的原理和过程后，教师安排学生再次精读教材68页，结合图1，对比表1中血浆、原尿和尿液成分及含量的差异，小组讨论并完成尿液的形成过程的验证（温馨提示：请学生先仔细观察血浆、原尿、尿液分别取自肾单位的哪些位置？）。
教师提出问题：
（1） 血液流经肾小球时，血浆中的哪些成分可以由肾小球滤过到肾小囊腔？
（2） 原尿流经肾小管时，其中的哪些成分全部或部分被肾小管重吸收回血液？
小组讨论后，填图完成，分组展示讨论结果。
教师追问：这些物质为何能被重吸收回血液？这些物质被重吸收，在表格中如何体现出来？
学生回答：肾小管外侧紧紧缠绕毛细血管，而且血管壁较薄。大部分水、葡萄糖、部分无机盐对人体还有用处，还要回到血液中。从表格中可以看出：水的浓度减少，蛋白质、葡萄糖都变为0，可能被重吸收回到了血液。
教师进一步启发学生思考：尿素和尿酸发生了“重吸收”没有？为什么他们的浓度却增加了呢？
教师提供数据启发学生思考：人每天产生原尿约150 L，而尿液只有约1.5 L，原尿流经肾小管时，肾小管重吸收了大部分水，尿素、尿酸的浓度才相应地升高了。
教师引导学生总结：不仅仅是全部葡萄糖、大部分水、还有一部分无机盐也被肾小管重新吸收。而表格中无机盐浓度升高，只不过是由于重吸收了大部分水。
教师同步生成图例板书（图2）。
前两个活动将抽象的、难以理解的生理过程通过视频、模拟活动等形式呈现出来，简单、形象、直观，让学生在“观中思”、“做中学”，较好地掌握了知识。第三个活动通过表1中各种液体成分的分析，进一步验证肾小球的“滤过”作用和肾小管的“重吸收”作用，锻炼了学生的比较分析能力和逻辑推断能力，让学生掌握知识的同时，也提升了学习技能。
5.4.3 感叹肾单位的精妙结构
在学生了解尿液形成过程后，教师进一步引发学生思考：肾单位有何特别之处，才能形成尿液？肾小球毛细血管和肾小囊壁都由一层细胞构成有何好处？肾小球毛细血管壁与肾小囊内壁紧贴有何好处？肾小管外缠绕着毛细血管有什么作用？小组在讨论中，各抒己见。
本活动不仅能让学生重新梳理一遍尿液形成的过程，也能够让学生感叹：肾单位结构太精妙了！从而引导学生加深对生物学普遍规律：生物体的结构和功能相适应的理解。
5.5 学以致用，链接生活
教师展示生活化问题：小张拿到体检报告单，发现尿液中出现蛋白质和血细胞，你认为可能是他肾脏的哪个部位出现了问题？小李在遛狗的时候发现了一个现象，他家的小狗在公园撒了一泡尿，过了一会儿，尿的旁边出现了很多的蚂蚁，你认为可能是小狗肾脏的哪个部位出现了问题？ 通过生活中相关的一些生物学现象和问题，引发学生用所学知识尝试解释。这些有趣的问题不仅能够激发学生学习生物学的兴趣，还能够让学生认识到，生物学知识来源于生活，也需要应用到生活中去。
5.6 总结提升，拓展前沿
教师演示肾单位动态装置（图3），让学生回答：该实验教具中的漏斗、玻璃管、各段皮管、球形皮管、缠绕玻璃管外侧的皮管等都模拟了肾单位的哪些结构？注射红墨水代表什么？其他学生质疑、补充、评价。
然后，教师安排小组分组操作肾单位动态演示装置。实验前教师提示：
（1） 分组：4人一组，2人作为操作员，1人作为观察员，1人作为解说员，角色轮流更换。
（2） 实验前，要求学生用滴管吸取84消毒液提前滴在漏斗的滤纸中，打湿滤纸。然后再进行后续演示操作。
（3） 操作中，小组思考：该动态演示实验模拟了肾单位的何种生理过程？没有模拟出来何种过程？烧杯中的红色液体和黄色液体分别代表何种液体？
教师选择一组学生演示，其他组学生提出异议和补充。讨论中，学生得出该实验没有模拟出肾小管的“重吸收”作用，教师此时激励学生课后继续探索，改进这个模型，从而提高学生的动手能力和探索能力。
教师再呼应导入部分：胡颂文“‘钢’的肾”“透析”模拟了哪种生理功能？尿毒症患者要么终生靠透析延迟生命，要么靠肾脏移植来获得新生，但是这些治疗措施都存在种种弊端！
教师引入“科技前沿”：2015年4月1日，全球领先的生物技术公司Organovo利用细胞工程技术和3D打印技术，在美国波士顿的生物实验室里成功打印出了具有全部肾功能的实体肾脏，给千千万万尿毒症患者带来新的希望！
教师进行情感升华：希望这项技术早日普及到我们生活中来，让千千万万尿毒症患者赢得新生！也希望同学们能像这些科学家一样，喜欢科学、热爱科学，用自己的创新改变世界和人类的生活！
5.7 堂清检测，达标巩固
学生完成导学案中精选的部分题目，之后进行堂清检测。教师巡视并用红笔批改部分学生题目。接着，学生展示答案、教师呈现正确答案，学生核对答案，红笔互批。疑难问题由教师点拨完成。
6 教学反思
教学是一门不完美的艺术，本堂课也存在很多值得思考的地方。例如：在生成图例板书过程中，没有带领学生进一步强化血浆、原尿和尿液的成分区别，以至于习题练习时，学生答题准确性降低。小组讨论方面，需要进一步提高合作效率。课堂衔接上流畅性尚缺，没有真正做到让课堂高效而有序，没有真正让学生带着浓厚的兴趣全身心投入本节课学习。当然做到这些，需要一名教师付出更多努力，不仅要心中有“本”――教材和课标，还要目中有“人”，即掌握好学情，这样才能做到有的放矢。此外，教师手中要有“法”，包括多种教学方式应用，组合应用，适时应用，例如，个人独学、同桌对学、小组群学，要根据知识难度，灵活运用。通过教学视频、模拟活动、小组讨论、演示实验等多种教学方式，让学生在“做中学”，在“学中做”。在45 min的课堂中，教师脑中还要有“时”，合理安排一节课的时间，准确把握最佳授课时机，把更多的时间留给学生，让学生通过自学、思考、质疑、讨论、互助和巩固的过程完成学习任务。
