2.4《眼的成像原理 视力的矫正》教学设计
课型 新授课 课时 1课时 设计者
教材分析 《眼的成像原理 视力的矫正》是华师大版《科学》八年级下册第二章“光”的重要组成部分，结构内容如下： 本节把眼睛作为一种像照相机那样的光学仪器，深入浅出地向学生介绍眼睛的成像原理、眼疾的原因及其矫正的方法，使学生获得了一定的实际知识，以体验大自然的美妙与和谐。关于眼睛，课程标准中并没有具体要求，只是作为凸透镜成像的特例提出，它是学生学习了《凸透镜成像规律》知识后的延续，本节课涉及到透镜的初步知识、照相机成像原理、凸透镜成像规律等物理知识，加强了学生对所学规律的巩固，也训练了学生利用旧知识解决新问题的能力。本节课重点是了解眼睛的构造及视物原理，再此基础上来研究教学难点--近视眼、远视眼的特点、成因与矫正眼睛是人体的重要感觉器官，并使学生获得一些正确用眼和护眼的眼保健知识，提高了学生用眼卫生意识，本节内容的学习对于培养学生科学理论与生活实践相结合，养成良好的用眼习惯具有重要的意义。
学情分析 通过本章前面几节的学习，学生对透镜的理论知识已经有了一定的把握，对于透镜在照相机、幻灯机、放大镜等方面的应用已经有了相当的了解。而本节相对要更深一层，这要求学生对透镜知识的把握更具有灵活性和现实性。虽然有前面凸透镜的成像规律的知识，但与前面成像原理不同，眼睛把远近不同的物体清晰成像在光屏上是靠改变晶状体的焦距来实现的，这一点学生是陌生的，近视眼与远视眼的矫正由于涉及到透镜的两次折射，学生在理解上有一定的困难，在学生熟练的掌握透镜对光线的作用的前提下，引导他们分析好成像光路图是突破这一难点的关键。最后用实验探究近视眼与远视眼的矫正让8年级的学生独立完成困难很大，如果没有一定的分析为基础很可能出现学生在实验中没有目的性和正确的实验方法，不能正确的得出实验结论的可能性，这样浪费课堂的宝贵时间，且不能顺利完成预期的教学目标。所以教学时要注意探究性学习也需要一定的基本知识铺垫及教师的合理引导。此部分教师要很好地发挥参与合作和引领作用。本节课正反两方面的知识较多，是培养学生用对比的学习方法的好机会。比如正常眼睛看近处与看远处的对比，近视眼与远视眼的对比，还有人眼与照相机的对比等等。恰当地运用对比思维，科学课堂会更有气氛，学生的学习的兴趣会很浓，更重要的是学生对所学的知识不容易遗忘，而且学会"举一反三"、"触类旁通"。
教学目标和解析 知识与技能 了解眼睛的光学结构及成像原理。 通过了解晶状体的调节过程，知道人眼观察远处和近处物体都能看清楚的原因。通过分析近视和远视形成原因，了解不同眼镜是怎样矫正近视眼和远视眼的。过程与方法 通过对“眼睛是怎样看清远处和近处物体”以及“近视眼和远视眼成因”的探究，让学生经历科学探究过程，学习科学探究的基本方法，培养学生科学探究的能力和精神。 实验操作中的首脑并用能力，组装光具、控制光路、寻找成像位置和排除故障的能力。通过分析眼睛观察远近物体的比较和近视眼与远视眼的比较对比，经历、体验和感悟比较是研究问题、解决问题常常采取的一个方法。通过活动延伸课题的设计，培养学生收集信息，处理信息的能力，并增强与他人合作交流意识。情感、态度与价值观 本着 “以人为本”的教学原则，通过收集与交流近视眼成因和预防的信息，达到预防近视的目的，使学生学会学习、学会交流合作，激发学生的学习兴趣和启迪创新意识。 在实验过程中培养学生认真求实的态度和探究中的合作意识。学生通过阅读课本中视窗栏目“动物的眼”感受到自然世界的奥妙，同时初步理解各种动物眼结构结构的差异是他们长期适应自然环境和选择的结果。增强将科学技术应用于日常生活，服务于人类的意识。
教学重难点 重点：（1）眼睛的成像原理。 （2）近视眼、远视眼的成因及矫正方法。难点：探究近视的成因及矫正方法。
实验设计解析 本节课设计了三个自主探究实验。首先人眼的结构，它的结构与照相机相似，但它的调节与照相机的原理又不同，它是靠调节焦距来实现的，这一点学生很陌生是教学难点，教师引导启发后学生用教师自制的水凸透镜来验证人眼视物过程，形象生动，非常直观，印象深刻。第二是在矫正近视眼的教学中，这部分内容相当于两个透镜在两次改变光的传播路径，学生理解和掌握起来非常困难。引导学生猜想后，再有目的的进行探究，这样学生的实验更有方向性，成功的机率更大，让学生通过经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程，学习物理知识与技能，体验科学探究的乐趣，很好的完成了情感态度与价值观的教学目标。最后是学生用逆向思维完全自主的完成远视眼的成因和矫正的探究。这一过程有前面两次的实验为基础，是帮助学生尽快步入自主性学习轨道的极好途径。 三个探究的实验都经历了教师引导分析----学生设计实验方案----学生动手实验----学生归纳汇报实验结果的过程。
教学支持条件分析 一、视频资源：眼睛的结构和功能比较抽象，学生一般也不可能具体看到，教师用视频展示眼睛结构使学生有更多的感性认识，这样有利于下面知识的教学。 二、自制教具：旋进挤压式变焦透镜 在过去几年的教学中，眼睛的成像过程及调节过程，多数是教师演示或学生实验时频繁的更换焦距不同的凸透镜，非常麻烦也浪费了许多宝贵的教学时间。本节课教师课前给学生准备的旋进挤压式变焦透镜，不仅免去了更换过程，且学生实验过程中可清楚感觉到眼睛晶状体的曲度变化情况，透镜的焦距可以连续改变，能形象地模拟眼睛成像的原理，提高了实验的效果，增强了学生对眼睛里晶状体作用的感性认识。操作简单，学以致用，让学生享受探究实验的乐趣。以下是旋进挤压式变焦透镜的制作材料、成品及成像实验场景图照片。 三、多媒体课件：用多媒体课件来展示眼睛的调节过程，多媒体课件呈现出形象的视觉和听觉刺激，能起到集中学生注意力的作用。生动的画面激发了学生的学习兴趣，加深了对学习内容的印象和理解，
学法指导 讨论法、实验法，接受法和学生自主动手实验探究相结合。
教学方法 实验法，讲授法、讨论法、观察法，实验探究，归纳，总结，电脑模拟。
教学器材 蜡烛、火柴、光具座、旋进挤压式变焦透镜、近视眼镜、光屏、眼睛模型
教学设计过程
教学环节一：创设情境，引入新课
教师活动 学生活动 设计意图
小丽是老师原来班级的学生，她视力一向不错，可是暑假过后她却有了这样的困惑：问1、我们班有多少同学也有这样的困惑？2、我们为什么可以看见东西？3、患近视眼的同学眼睛究竟发生了怎样的变化？通过学生的讨论自然引出今天学习主题《眼的成像原理 视力的矫正》 讨论小丽看不清黑板的原因：比如：她的眼睛出了问题； 她眼睛的内部结构出了问题；她像我一样近视了等等。 以同学为例，使学生产生亲近感，同病相怜的学生会更能引起共鸣。用漫画调动学生讨论的热情，顺利引入新课。
教学环节二：开放思维、新课讲授
教学内容一、眼球的结构及成像原理
教师活动 学生活动 设计意图
1、（教师讲述）：我们能看到物体是依靠眼睛这个器官，它的结构示意图如下：按照图片介绍晶状体，睫状肌 视网膜 视神经的位置，同时讲述眼睛的成像原理和照相机类似，请大家用类比的方法找出人眼中的晶状体、视网膜和瞳孔分别与照相机中的哪些结构功能相似，讨论好后完成在学案上，2、（学生思考）：既然眼睛的成像原理和照相机类似，那么请大家想一想小丽在我们视网膜上的像是怎样的呢？3、（学生思考）： 我们已经知道小丽在我们视网膜上是倒立缩小的，那为什么我们看到的小朋友确是正立的呢？（学生感到困惑）。教师讲述：视网膜上的视神经在向大脑传递信息时已经把倒立的像翻转过来了。（趣闻介绍：很小的孩子喜欢倒着看书，因为小孩的大脑发育还很不健全，暂时不具备纠正倒像的能力，所以就倒着看书，随着孩子发育成熟，大脑功能逐渐健全，这种现象就消失了。）（学生活动）：如果老师用定焦相机分别给远处和近处的小丽拍照片，我该怎样调节暗箱的长度呢？请大家思考讨论后在学案上作答。5、（学生猜想）：我们的眼睛如何看清远近不同的物体呢？能不能也与相机相同，靠伸缩我们的晶状体呢？像与凸透镜之间的距离不能变，这不是与凸透镜的成像规律有矛盾吗？为了看清远近不同的物体我们应该调节6、（教师引导）：活动1：模拟眼睛怎样使远近不同的物体是怎样在视网膜上成清晰的像？每组的桌面上有位置固定的教师自制的旋进挤压式变焦透镜和光屏，水透镜的凸度可以通过旋进挤压液体来调节（教师演示），可以用它和光屏来模拟我们眼球中的什么结构呢？用这套装置来怎样验证你的猜想呢 并开始验证。（教师引导）：在实验过程中我们可以通过调节内管来调节谁透镜的凸度，那么在我们的眼睛中，晶状体的凸度又是靠谁来调节呢？（教师总结）：同学们猜想的非常正确，我们的眼睛是靠睫状肌来调节晶状体的凸度，是远近不同的物体成像在视网膜上。（视屏演示） 1、观看图片，了解眼球的内部结构，观看瞳孔的视频，了解瞳孔的作用。学生分析得到它们相似点并画出思维导图。晶状体——镜头——凸透镜视网膜——底片——光屏瞳孔——光圈（控制进光量）2、学生根据前面的学习经验得出视网膜上像的性质。3、听讲述、看图片解决困惑，简单认识神经传导的这一特点。4、学生据前面学习的成像原理完成复习。学生小结：定焦相机是依靠调节暗箱的长度也就是物距的长度来成像的。5、学生通过思考会想出靠伸缩晶状体来观察物体是不现实的，学生猜想：可能是晶状体的凸度发生了变化6、学生：以小组为单位开始设计方案，并进行实验。让两个小组分别展示实验成果，与其它小组交流。活动方案：当远处蜡烛在视网膜上成倒立缩小的清晰像的时候，固定光屏的位置不动，将蜡烛向凸透镜靠近，观察到光屏上的像变_________（清晰 模糊），通过调节内管，只有使凸透镜的凸度________时，光屏上才有会变得清晰。学生小结：人眼是靠调节晶状体的凸度使远近不同的物体在视网膜上成清晰的像。 7、学生猜想：可能是靠晶状体自己调节；可能是依靠晶状体周围的肌肉来调节的....学生认真观看多媒体，更加深刻的理解人眼与定焦相机的不同。 1、学生在生活中已有一些常识，直接观看影片简单回忆一下即可。运用类比的科学方法所新知识纳入旧知识降低学习难度，为后面的调节也做好了铺垫。联系旧知识，让学生学会知识的迁移。3、利用多媒体加深感性认识，增强视觉冲击4、用实际验证理论，体会实践是检验真理的依据。、5、再一次的对比引起矛盾，激发学生的探究欲望。6、通过经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程，学习科学知识与技能，体验科学探究的乐趣。7、学生刚才是通过实验探究的方式认识人眼看清远近不同物体的原理，现在通过观看视频使新掌握的知识深刻、立体、内化。
教学内容二、近视眼的成因及其矫正
教师活动 学生活动 设计意图
8、（学生思考）如果我们长时间观看近处物体，睫状肌总是处于收缩状态，不能放松，变凸的晶状体就不能恢复到正常状态，如果是这样，像还能成在视网膜上吗？如果不是，像又会成在哪呢？请同学们思考后在学案上画画看。晶状体图度过大的成像图：/9、（教师引导）活动2晶状体过凸时成像在哪？既然同学们都认为成像在视网膜之前，接下来用实验来验证刚才同学们的猜想。请同学们设计实验方案并完成实验。10、（教师提问）：像这样成像在视网膜之前的视力缺陷我们把它称之为近视眼，那么如果患了近视眼，我们又想看清远处的物体，我们该怎样改变进入我们眼中的光路，使他们能够成像在视网膜上呢？请大家思考后作图11、（教师引导）我们已经知道晶状体过凸会引起成像在视网膜之前，那么还有没别的原因也会造成成像在视网膜之前？12、（学生活动）活动3;探究近视眼的成因及矫正 请用桌上的器材设计实验验证你的猜想13、（师生总结）近视眼的成因及矫正方法：近视眼成因：晶状体凸度过大（增厚，焦距变小）或眼球前后径过长。14、（引入解疑）现在你能解决小丽的困惑了吗？（教师总结引导）：如果是晶状体凸度过大引起的近视，可以通过缓解肌肉疲劳的方式来恢复近视，如若是由于眼睛前后径变长引起的近视则没有办法矫正，正能终身戴眼镜。（教师介绍）准分子激光原位角膜磨镶术准分子激光手术就是用准分子激光通过对角膜瓣下基质层进行屈光性切削，从而降低瞳孔区的角膜曲率达到矫正近视的目的（通俗来看就是把角膜当成一种透明材料，通过切削作成了一副镜片）。只适合近视度数稳定两年以上的成年人。常见的病发症有：角膜瓣移位、脱失；上皮植入；角膜新生血管；层间异物残留；欠矫、过矫和回退；感染等。16、（教师引导）随着近视度数的不断增高，摘掉眼镜就等于“睁眼瞎”，为了避免这种情况的发生，大家准备怎样预防近视或缓解近视呢？（教师补充）：除了以上同学们讲述的方法为我们还应该增强营养，多食用一些富含维生素C/B1/B2的蔬菜水果及富含蛋白质的对眼睛有好处的食物，同时注意体育锻炼，促进血液循环，以帮助眼睛缓解视疲劳。 8、学生思考作答：长期如此，该学生的晶状体处于凸度过凸状态。学生猜想：（1）成像在视网膜之前。（2）成像在视网膜之后。学生作图：学生通过对前面知识的掌握并通过对比的方法能顺利的完成光路图。正常眼的成像图：晶状体图度过大成像图：9、学生设计活动2方案：活动方案：（1）点燃蜡烛，移动光屏使蜡烛成清晰的倒 立缩小的像，记下此时光屏所在的位置。（2）增大凸透镜凸度，观察此时光屏上的像 是否清晰？若不清晰，怎样移动光屏才能使像清晰？学生总结：晶状体过凸时成像在视网膜之前。10.学生思考后作图：近视眼成因图：近视眼矫正图：11、学生思考并猜想：视网膜后移；晶状体到视网膜的距离变成........13、学生讨论并设计活动方案活动方案：（1）点燃蜡烛，移动光屏使蜡烛成清晰的像（2）向后移动光屏，观察到光屏上的像变______（模糊 清晰）（3）在旋进式变焦透镜前方放置近视眼镜（凹透镜），可以观察到此时光屏上蜡烛的像变_______ （模糊 清晰）学生总结：1、当晶状体和视网膜之间的距离即眼球的前后径过长时，成像在视网膜之前。2、近视眼用凹透镜矫正14、学生齐声回答：小丽患了近视，有可能是晶状体过凸，有可能是眼睛的前后径变成而造成的。15、学生质疑：不是通过激光手术可以治愈近视吗？16、学生讨论预防近视的方法：保持合适的眼睛到书本的距离（25cm）左右；保持明亮的照明条件；看书写字40分钟左右要休息一会儿；握笔的姿势要正确；每天必做眼保健操；走路坐车不看书以及不玩手机等 8、通过作图很容易得出晶状体过凸时成像在视网膜之前，为下面讲述近视眼成功铺垫。9、教师因势利导，在学生的猜想基础上，探究有一定的方向性，这样可以节约探究时间，也降低了这一部分的难度 。10/授人以渔，让我们开放思维自己找到矫正近视眼的方法。明白为什么用凹透镜矫正近视眼，从而让学生真正掌握获得知识的方法。11//通过猜想引出下面的活动。有了前两次活动做铺垫，学生很快会设计出实验方案，用自己的方式 学会知识14、前后呼应、学以致用，使学生真正体会到将科学知识应用于生活的乐趣。15、了解前沿医学，让学生认识到任何手术都是有风险的，加强学生爱护眼睛的意识，同时也为第三章学习真假性近视埋下伏笔。16、使学生更加全面立体的了解日常生活中怎样保护我们的双眼。
教学内容三.、远视眼的成因及其矫正
教师活动 学生活动 设计意图
（创设情境思考）：寒假时带上了眼睛的小丽去看望远在外省的外婆，发现外婆在看出时和自己的状况正好相反，这是怎么回事呢 （教师讲述）：因年龄原因，机体功能有所退化，使晶状体屈光度不足，对光的会聚能力下降，看近处物体时，清晰的像落在视网膜的后方，因此看不清近处的物体，这就是远视眼也叫老花眼，它的产生原因正好和近视眼相反。出示图片：近视眼的成因及矫正：19、（学生总结）：近视眼与远视眼的区别。 17、生回答：小丽的外婆可能患上了老花眼。18：学生完成表格 晶状体折光能力像的位置矫正方法近视眼太厚太强在视网膜前凹透镜远视眼太薄太弱在视网膜后凸透镜 学生理解了近视眼的成因和矫正后，完全放手让学生自主探究远视眼的成因和矫正，已是水到渠成，渗透对比的意识。唤起他们对科学学习的热情及对科学问题的深入探究，从而发展他们的科学思维能力。
教学环节三：课堂小结
教师活动 学生活动 设计意图
播放“眼睛结构和近视远视”的视频文件对今天的课程进行总结 认真看视频，巩固新知识。 在轻松的氛围下结束并巩固新课。
教学环节四：课后延伸
教师活动 学生活动 设计意图
1、查阅资料，弄清楚“近点”、“远点”、“明视距离”、“眼镜的度数”“真性近视如何确诊”等知识。2、以“关爱眼睛”为主题，刊出一期黑板报。3、思考：当小丽慢慢变老的时候，她会不会从近视眼变成远视眼？ 就感兴趣的未知问题进行讨论。 使学生的学习热情一直延伸到课外。
板书设计
2.4:眼的成像原理 视力的缺陷定焦相机成像 人眼成像 视力的 原理和调节 原理和调节 缺陷 （ 特点 成因 矫正 ） 镜头 凸透镜 晶状体 近视眼： 成像在 晶状体凸度过大 佩戴凹透镜 底片 光屏 视网膜 视网膜之前 眼球前后径过长 光圈 瞳孔 近视眼：成像在 晶状体凸度过小 佩戴凸透镜 U>2f f 眼的成像原理
与相机类比眼球的光学结构
晶状体成像及结构原理
视力的缺陷
活动：模拟探究近视眼的眼球缺陷
远视眼的缺陷及视力矫正
近视眼的视力矫正《眼的成像原理 视力的矫正》学案
班级：_____________ 姓名：______________
一、眼球的结构及成像原理
1、相机和眼球的相同点：
眼睛 照相机
结构 角膜和晶状体(相当于__________) 镜头(相当于__________)
瞳孔（控制进光量） 光圈（控制进光量）
____________（有感光细胞） _________（有感光材料）
成像特点
2、回忆当定焦照相机拍远近不同物体是怎样调节的？请完成下面连线。
近处
小丽
远处
小丽
结论：定焦相机是靠伸缩镜头从而改变暗箱的长度即改变_________，使远近不同的物体在底片上成清晰的像。
3、活动1：模拟眼睛怎样使远近不同的物体是怎样在视网膜上成清晰的像？
活动器材：蜡烛 火柴 光具座 光屏 旋进式可变焦凸透镜
活动内容：当远处蜡烛在视网膜上成倒立缩小的清晰像的时候，固定光屏的位置不动，将蜡烛向凸透镜靠近，观察到光屏上的像变_________（清晰 模糊），通过调节内管，只有使凸透镜的凸度________时，光屏上才有会变得清晰。
活动结论：眼睛是靠改变晶状体的_______即________，使远近不同的物体在视网膜上成清晰的像。
二、视力的缺陷及矫正
1、猜想：当长时间看近处物体时，由于晶状体过凸，物体的像成在视网膜______（前 后）。
作图： 正常眼睛成像图 晶状体过凸的眼睛成像图
2、活动2：晶状体过凸时成像在哪？
活动器材：蜡烛 火柴 光具座 光屏 旋进式可变焦凸透镜
活动步骤：（1）点燃蜡烛，移动光屏使蜡烛成清晰的倒立缩小的像，记下此时的像距U1，
（2）增大凸透镜凸度，观察此时光屏上的像是否清晰？若不清晰，怎样移动光屏
才能使像清晰？__________________
活动结论：晶状体过凸的眼睛成像在视网膜____________
3、活动3：探究近视眼的成因及矫正
活动器材：蜡烛 火柴 光具座 光屏 旋进式可变焦凸透镜。
活动步骤：活动仪器：旋进式变焦透镜、蜡烛、光屏、光具座、火柴
活动内容：（1）点燃蜡烛，移动光屏使蜡烛成清晰的像
（2）向后移动光屏，观察到光屏上的像变______（模糊 清晰）。
说明：当晶状体和视网膜之间的距离即眼球的前后径过长时，成像在视网膜
_______ （之前 之后）
（3）在旋进式变焦透镜前方放置近视眼镜（凹透镜），可以观察到此时光屏上蜡
烛的像变_______ （模糊 清晰）
说明：近视眼用_______来矫正。
4、近视眼和远视眼的对比：
晶状体（太厚 太薄） 折光能力（太强 太弱） 像的位置 矫正方法
近视眼
远视眼
我的收获：
今天我学到了___________________________________________________________________
__________________________________________________________
四、巩固练习：
1、以下物品中应用了凸透镜是（ ）
A．穿衣镜 B．老花镜 C．近视镜 D．汽车观后镜
2、医生为某同学的眼球作了如图所示的成像原理图解，下列解释不正确的是（ ）
A．看远处物体时，物像落在视网膜的前面
B．眼球的前后径过长或晶状体的曲度过小
C．需配戴凹透镜加以矫正
D．物体反射来的光线依次经过角膜、晶状体、玻璃体到达视网膜
3、如图所示，a、b、c、 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网 )d是距凸透镜不同距离的四个点，F为焦点．下列几种光学仪器的成像原理与物体在不同点时的成像情况相对应，下列说法正确的是（ ）
A．眼的成像原理是与物体放在a点时的成像特点相同
B．幻灯机是根据物体放在c点时的成像特点制成的
C．使用放大镜时的成像情况与物体放在d点时的成像情况相似
D．人眼看物体时的成像情况与物体放在F点时的成像情况相似
4、如图所示，有的能够说明近视眼或远视眼的成像原理，有的给出了近视眼或远视眼的矫正．下列判断正确的是（ ）21教育网
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" INCLUDEPICTURE "http:///quiz/images/201209/9/1bde49c1.png" \* MERGEFORMATINET
A．图①能够说明远视眼的成像原理 B．图②能够说明远视眼的成像原理
C．图③给出了近视眼的矫正方法 D．图④给出了远视眼的矫正方法
五、课后作业：
1、查阅资料，弄清楚“近点”、“远点”、“明视距离”、“眼镜的度数”等知识。
2、以“关爱眼睛”为主题，刊出一期黑板报。
3、思考：当小丽慢慢变老的时候她会不会由近视眼变成远视眼？
