1、模擬眼球成像、近視的形成一、使用教材人教版七年級生物下冊第四單元第六章第一節(jié)人體對外界環(huán)境的感知。二、實驗器材眼球模型，焦距5厘米的凸透鏡，焦距10厘米的凸透鏡，焦距15厘米的凸透鏡，紙片,卷尺，透明橡膠球，手電筒，紙盒，蠟燭，圓規(guī)，透明彈珠。三、實驗改進四、實驗眼理：光線 依次經(jīng)孔、晶狀 體，經(jīng)過 折射，落 形成一 狀體相 變焦距視網(wǎng)膜方案實驗改進亮點方案一凸透鏡模擬晶狀體 蠟燭模擬光源白紙板模擬視網(wǎng)膜 利用眼球模型操作過程在眼球模型上 進行，學(xué)生直觀感知晶狀體曲 度變化對視網(wǎng)膜成像的影響。方案二凸透鏡模擬晶狀體鐵絲模擬眼球白紙板模擬視網(wǎng)膜用鐵絲模擬眼球前后徑， 使紙片成像過程操作更簡單 化

2、，把眼球球體的研究變成一 個平面上幾個位置點的研究。方案三橡膠球模擬晶狀體帶箭頭手電筒模擬光源 白紙板模擬視網(wǎng)膜 利用眼球模型透明橡膠球更接近晶狀 體的結(jié)構(gòu)，可以通過拉伸，擠 壓橡膠球來改變其曲度大小， 更逼真詮釋晶狀體的聚光作 用，詮釋晶狀體對視網(wǎng)膜成像 的重要性。表1三種實驗方案改進辦法及亮點設(shè)計思路 球成像原 進入眼球，過角膜、瞳 體和玻璃 晶狀體等的 在視網(wǎng)膜上 個物像。晶 當于一個可 的凸透鏡， 相當于可以接像的光屏。近視是由于晶狀體曲度變大或者眼球前后徑變長，導(dǎo)致像落在視網(wǎng)膜的前方，從而眼睛看不清物體。遠視是由于晶狀體曲度變小，導(dǎo)致像落在視網(wǎng)膜的后方，從而眼睛看不清物體。教師準備很

3、多材料，讓學(xué)生自己制作眼球成像的模型，從中理解眼球成像，近視、遠視的形成原理，從而更好的保護眼睛。五、實驗教學(xué)目標(1)知識與技能：通過實驗理解眼球成像、近視、遠視形成的過程。(2)過程與方法：練習(xí)探究實驗的設(shè)計與實施過程，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，動手操作能力，合作能力。(3)情感態(tài)度與價值觀：意識到不良用眼習(xí)慣對眼睛的嚴重危害性。六、實驗教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課是學(xué)生了解了眼球結(jié)構(gòu)后進行的“視網(wǎng)膜成像”、“近視”、“遠視”形成過程的模擬活動。學(xué)生通過對眼球模型的結(jié)構(gòu)進行材料改進，利用自制教具進行模擬，從中理解“視網(wǎng)膜成像”、“近視”、“遠視”形成原理，增強眼睛保護、近視預(yù)防的意識和掌握保護方法。七、實驗教學(xué)

4、過程（一）情景導(dǎo)入播放一組自制美景電子相冊，讓學(xué)生欣賞，中途視頻全黑。學(xué)生親身體驗如果眼睛看不見物體，會是什么樣的場景。使學(xué)生意識到眼睛的重要性，同時產(chǎn)生對眼球如何成像的好奇心。（二）實驗前知識鋪墊（1）根據(jù)眼球結(jié)構(gòu)圖片，眼球結(jié)構(gòu)模型，教師帶領(lǐng)學(xué)生鞏固眼球各部分結(jié)構(gòu)及功能。（2）教師用手電筒向眼球模型射入光線，但在眼球模型視網(wǎng)膜上沒有像的產(chǎn)生。（ 3） 教師引導(dǎo)學(xué)生提出問題“怎樣模擬光線在視網(wǎng)膜上成像？”“光線經(jīng)過了眼球的哪些結(jié)構(gòu)最終成像的？”“光線在視網(wǎng)膜上成一個什么樣的像？”（三）學(xué)生小組合作模擬視網(wǎng)膜成像學(xué)生小組討論研究方案并實施。方案一：眼球模型改進1. 晶狀體模型改進用凸透鏡模擬晶狀

5、體，原模型是塑料制品，沒有晶狀體聚光的功能。2. 光源用點燃的蠟燭作光源。3. 實驗實施將眼球模型的晶狀體換成焦距5厘米的凸透鏡，將點燃的蠟燭靠近眼球模型，使光線透過眼球模型的角膜，瞳孔，晶狀體（凸透鏡），玻璃體，最后在模型視網(wǎng)膜上呈現(xiàn)一個清晰的倒立的蠟燭火焰。方案二：眼球模型改進1. 晶狀體模型改進用凸透鏡模擬晶狀體，原模型是塑料制品，沒有晶狀體聚光的功能。2. 光源制作制作一個紙盒子，上面刻一個箭頭，把箭頭鏤空，然后把紙盒子扣在手電筒發(fā)光處，使手電筒的光只能通過箭頭射出。第 # 頁3. 制作眼球模型把鐵絲圈成一個一端開口（可調(diào)節(jié)長短）的橢圓，長直徑26厘米，模擬眼球前后徑。將白紙板緊貼“眼

6、球”后邊垂直與桌面立起，模擬視網(wǎng)膜。4. 實驗實施將焦距5厘米的凸透鏡放在鐵絲開口位置模擬晶狀體，打開手電筒照射，最后在模型視網(wǎng)膜白紙片上呈現(xiàn)一個清晰的箭頭，且發(fā)現(xiàn)箭頭方向與盒蓋上箭頭的方向相反。方案三：眼球模型改進1. 晶狀體模型改進在透明橡膠球里裝上水模擬晶狀體。2. 光源制作制作一個紙盒子，上面刻一個箭頭，把箭頭鏤空，然后把紙盒子扣在手電筒發(fā)光處，使手電筒的光只能通過箭頭射出。3. 實驗實施將眼球模型的晶狀體換成裝有水的橡膠透明球，打開手電筒照射，使光線透過眼球模型的角膜，瞳孔，晶狀體（橡膠球），玻璃體，最后在模型視網(wǎng)膜上呈現(xiàn)一個清晰的箭頭，且發(fā)現(xiàn)箭頭方向與盒蓋上箭頭的方向相反。三種實驗

7、方案共同亮點：（ 1）學(xué)生可以直接通過實驗操作看到光線通過了眼球的哪些結(jié)構(gòu)，最后在視網(wǎng)膜上呈現(xiàn)一個物像?？梢郧逦目吹绞且粋€倒立的像，學(xué)生可以通過“看到的高樓，人”理解到眼球中呈現(xiàn)的是一個倒立縮小的像。（ 2）學(xué)生可以直觀的認識到晶狀體是一個中間厚邊緣薄的形態(tài)。（四）模擬近視眼成像、遠視眼成像、.1-4_»方案一：（ 1）5厘米焦距的凸透鏡模擬正常視網(wǎng)膜成像。先用一個5厘米焦距的凸透鏡放入眼球模型晶狀體位置，模擬正常視力的晶狀體，用點燃的蠟燭照射，使眼球模型視網(wǎng)膜上呈現(xiàn)一個清晰倒立的蠟燭火焰。測量出凸透鏡到視網(wǎng)膜的距離，記錄數(shù)據(jù)。（ 2）更換彈珠模擬近視眼成像。將凸透鏡拿走，換成透明

8、彈珠，模擬近視后的晶狀體，發(fā)現(xiàn)視網(wǎng)膜上的像變模糊。手拿白色卡片沿“晶狀體”與“視網(wǎng)膜”直線方向慢慢向前移動，直到看到清晰的像，第3頁測量出彈珠到卡片的垂直距離，記錄數(shù)據(jù)。（3）更換大焦距凸透鏡模擬遠視眼成像。將彈珠拿走，換成10厘米焦距的凸透鏡放入眼球模型晶狀體位置，模擬遠視眼的晶狀體，發(fā)現(xiàn)視網(wǎng)膜上的像變模糊。手拿白色卡片沿凸透鏡與視網(wǎng)膜直線方向慢慢向后移動，直到看到清晰的像，測量出凸透鏡到卡片的垂直距離，記錄數(shù)據(jù)。（4）白紙片后移模擬眼球前后徑加大，視網(wǎng)膜靠后。將白紙片從距離晶狀體13厘米處后移到距離20厘米處。用一個5厘米焦距的凸透鏡放入眼球模型晶狀體位置，模擬正常視力的晶狀體，用點燃的蠟

9、燭照射，但在白紙片上無法看到清晰的像。將白紙片挪回到距離晶狀體13厘米處，發(fā)現(xiàn)白紙片上呈現(xiàn)一個清晰倒立的蠟燭火焰。、.1_4_».方案二：（ 1） 10厘米焦距的凸透鏡模擬正常視網(wǎng)膜成像，鐵絲模擬眼球前后徑，紙片模擬視網(wǎng)膜。把鐵絲圈成一個一端開口（可調(diào)節(jié)長短）的橢圓，長直徑26厘米，模擬眼球前后徑。將白紙板緊貼“眼球”后邊垂直與桌面立起，模擬視網(wǎng)膜。光源制作。制作一個紙盒子，上面刻一個箭頭，把箭頭鏤空，然后把紙盒子扣在手電筒發(fā)光處，使手電筒的光只能通過箭頭射出。實驗實施。將一個10厘米焦距的凸透鏡放在鐵絲圈開口位置模擬晶狀體，用帶有箭頭鏤空盒子的手電筒照射，使白紙片上呈現(xiàn)一個清晰的與

10、盒子上箭頭方向相反的箭頭物像。（ 2） 5厘米焦距的凸透鏡模擬近視眼的晶狀體。將10厘米焦距的凸透鏡更換成5厘米焦距的凸透鏡放在鐵絲圈開口位置模擬近視后的晶狀體，用帶有箭頭鏤空盒子的手電筒照射，但在視網(wǎng)膜上看到的像模糊，將白紙板沿“晶狀體”與“視網(wǎng)膜”直線方向水平前移，直至白紙板上呈現(xiàn)一個清晰的與盒子上箭頭方向相反的箭頭物像。測量出凸透鏡到白紙片的距離，記錄數(shù)據(jù)。（ 3） 15厘米焦距的凸透鏡模擬遠視眼的晶狀體。將10厘米焦距的凸透鏡更換成15厘米焦距的凸透鏡放在鐵絲圈開口位置模擬遠視后第4頁的晶狀體，用帶有箭頭鏤空盒子的手電筒照射，但在視網(wǎng)膜上看到的像模糊，將白紙板沿“晶狀體”與“視網(wǎng)膜”直

11、線方向水平后移，直至白紙板上呈現(xiàn)一個清晰的與盒子上箭頭方向相反的箭頭物像。測量出凸透鏡到白紙片的距離，記錄數(shù)據(jù)。（4）增大鐵絲直徑模擬眼球前后徑加大。將鐵絲直徑加大至30厘米模擬眼球前后徑加大。將一個10厘米焦距的凸透鏡放在鐵絲圈開口位置模擬晶狀體，將白紙片緊貼鐵絲最后方立起放于桌上模擬視網(wǎng)膜。用帶有箭頭鏤空盒子的手電筒照射，發(fā)現(xiàn)紙片上是模糊的像。將白紙片移動到原來26厘米處，發(fā)現(xiàn)白紙片上呈現(xiàn)一個清晰的與盒子上箭頭方向相反的箭頭物像。、.>_>_»k-方案三：1）裝有水的透明橡膠球模擬正常視網(wǎng)膜成像，紙片模擬視網(wǎng)膜。往透明橡膠球里裝入適量清水，用皮筋系緊開口，模擬晶狀體。

12、用帶箭頭盒子的光源對準橡膠球照射，直到在視網(wǎng)膜上看到清晰的倒立的箭頭像。測量出橡膠球到視網(wǎng)膜的距離，記錄數(shù)據(jù)。用圓規(guī)量出橡膠球最大直徑，記錄數(shù)據(jù)。2）擠壓透明橡膠球，使凸度變大，模擬近視眼成像，用紙片模擬視網(wǎng)膜。雙手適度擠壓橡膠球，使橡膠球凸度變大，此時紙片上的像變模糊。手拿白色卡片沿橡膠球與視網(wǎng)膜直線方向慢慢向前移動，直到看到清晰的像。測量出橡膠球到卡片的垂直距離，記錄數(shù)據(jù)。用圓規(guī)量出橡膠球最大直徑，記錄數(shù)據(jù)。3）拉伸透明橡膠球，使凸度變小，模擬遠視眼成像，用紙片模擬視網(wǎng)膜。雙手適度拉伸橡膠球，使橡膠球凸度變小，此時紙片上的像變模糊。手拿白色卡片沿橡膠球與視網(wǎng)膜直線方向慢慢向后移動，直到看到

13、清晰的像。測量出橡膠球到卡片的垂直距離，記錄數(shù)據(jù)。用圓規(guī)量出橡膠球最大直徑，記錄數(shù)據(jù)。4）增大鐵絲直徑模擬眼球前后徑加大。往透明橡膠球里裝入適量清水，用皮筋系緊開口，模擬晶狀體。用帶箭頭盒子的光源對準橡膠球照射，直到在視網(wǎng)膜上看到清晰的倒立的箭頭像。測量出橡膠球到視網(wǎng)膜的距離，記錄數(shù)據(jù)。將鐵絲直徑加大至20厘米模擬眼球前后徑加大，發(fā)現(xiàn)紙片上是模糊的像。將白紙片移動到原來13厘米處，發(fā)現(xiàn)白紙片上呈現(xiàn)一個清晰的與盒子上箭頭方向相反的箭頭物像。（五）數(shù)據(jù)整理表2模擬眼球成像，近視，遠視的三種實驗方案數(shù)據(jù)整理方案實驗改進模擬正常視網(wǎng)膜成像：模擬近視：模擬遠視：模擬眼球前后徑加大1凸透鏡模擬晶狀體蠟燭模

14、擬光源白紙板模擬視網(wǎng)膜利用眼球模型凸透鏡到視網(wǎng)膜距離：13厘米凸透鏡：焦距5厘米成像距離:13厘米結(jié)果：視網(wǎng)膜上呈現(xiàn)清晰的倒立的蠟燭火焰。彈珠到視網(wǎng)膜距離：13厘米彈珠：近乎球形成像距離：1.5厘米結(jié)果：像落在視網(wǎng)膜前方。凸透鏡到視網(wǎng)膜距離：13厘米凸透鏡：焦距10厘米成像距離:80厘米結(jié)果：像落在視網(wǎng)膜后方。白紙板沿晶狀體與視網(wǎng)膜直線方向后移模擬眼球前后徑加大，距離晶狀體20厘米。凸透鏡：焦距5厘米，成像距離：13厘米結(jié)果：像落在前方。2凸透鏡模擬晶狀體鐵絲模擬眼球白紙板模擬視網(wǎng)膜鐵絲直徑：26厘米凸透鏡：焦距10厘米晶狀體到白紙片成像距離：26厘米結(jié)果：視網(wǎng)膜上呈現(xiàn)清晰倒立的箭頭像。鐵絲直

15、徑：26厘米凸透鏡：焦距5厘米晶狀體到白紙片成像距離：14厘米結(jié)果：像落在視網(wǎng)膜前方。鐵絲直徑：26厘米凸透鏡：焦距15厘米晶狀體到白紙片成像距離：33厘米結(jié)果：像落在后方。鐵絲圈模擬眼球前后徑，直徑30厘米。凸透鏡：焦距10厘米，成像距離：26厘米結(jié)果：像落在前方。3橡膠球模擬晶狀體帶箭頭手電筒模擬光源白紙板模擬視網(wǎng)膜利用眼球模型橡膠球直徑5.7厘米，橡膠球與視網(wǎng)膜距離13厘米結(jié)果：視網(wǎng)膜上呈現(xiàn)清晰倒立的箭頭像。橡膠球直徑6.5厘米，成像距離9厘米，晶狀體與視網(wǎng)膜距離：13厘米結(jié)果：像落在前方橡膠球直徑5.2厘米，成像距離15厘米，晶狀體與視網(wǎng)膜距離：13厘米結(jié)果：像落在后方鐵絲圈模擬眼球前后徑，直徑20厘米。橡膠球直徑5厘米，成像距離：17厘米結(jié)果：像落在前方。（六）得出結(jié)論（1）視網(wǎng)膜成像形成的過程：光線一角膜一瞳孔一晶狀體一玻璃體一視網(wǎng)膜（成像）。（2）晶狀體凸度變大或眼球前后徑變長，像會落在視網(wǎng)膜前方，導(dǎo)致看不清物體，形成近視。 3）晶狀體凸度變小，像會落在視網(wǎng)膜后方，看不清物體，形成遠視。（七）與實際生活相聯(lián)系：學(xué)生談?wù)勅绾晤A(yù)防近視 保持正確讀寫姿勢。 選擇適度光線用眼。 看電視保持3米以上距離。 手機電腦操作注意距離和時間控制在40-50分鐘。 堅持做眼保健操。 保證睡眠，均衡