3.7 眼睛与光学仪器 教案

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眼睛与光学仪器
一、使用教材
教材：沪粤版八年级上册第三章第七节
二、实验器材
（一）教师自制教具：眼睛模拟体（水透镜、注射器、黑色圆环模拟视网膜、LED光源）
（二）不同焦距的眼镜模拟体：不同焦距的凸透镜、不同焦距的凹透镜
（三）模拟眼睛看物体原理实验：蜡烛、不同焦距的凸透镜、光屏
三、实验创新要点
（一）用水透镜模拟眼睛晶状体：通过往水透镜里面照注入不同的水量以及往外面抽水，从而改变水透镜的厚度，进而改变水透镜的焦距，以达到改变视网膜上像的清晰程度，直观的演示近视眼及远视眼的形成。
（二）构造出眼睛的模型，化抽象为具体，并给学生准备不同的眼镜模拟体（不同焦距的凸透镜、不同焦距的凹透镜），学生通过自主实验探究直观观察到在佩戴合适的眼镜之后，近（远）视眼视网膜上的像由模糊变清晰。
四、实验教学目标
（一）知识与技能目标：
1、知道眼睛的成像原理，对近视眼和远视眼的成因有所了解
2、知道利用透镜可以改变成像的位置从而达到矫正视力的目的
（二）过程与方法：
利用自制教具，老师演示近视眼及远视眼的成因，而学生自主探究近视眼及远视眼矫正
（三）情感态度与价值观
1、通过了解凸透镜成像在实际中的应用，体会科学知识和相关技术对人类生活和社会发展的影响
2、增强保护视力的意识，注意用眼卫生
五、实验教学过程
1、创设情境，引入新课
我让正常视力的学生佩戴老师用凸透镜特制的眼镜，而视力不正常的学生摘下眼镜，体验近视眼给生活带来的困扰。
【设计意图】这样创设情景，激发学生了解眼睛的欲望，从而引入新课。
学生生物学里面已经学习过眼睛的有关知识，通过一个小游戏，回忆眼睛主要结构。告诉大家晶状体和视网膜的作用。
师：物体经晶状体成像于视网膜上，再通过视神经把信息传入大脑，从而产生视觉。
【设计意图】这样设计，既避免学生重复学习同一个知识点的枯燥，又培养学生学习兴趣，调动课堂氛围，增强课堂趣味性。
2、探究实验，获得新知
师：无论是远处山岚，还是近处微小物体，在适当照明的情况下，眼睛中都能呈现一个清晰的像，那么眼睛是如何观察到的呢？
这里我设计探究实验：
如图1所示，光屏模拟视网膜，凸透镜模拟晶状体，蜡烛为光源，当光源在离物体较远的位置时，光屏上刚好呈现一个清晰的像，现在我将光源靠近凸透镜，大家可以看到光屏上的像变模糊，此时我若更换另一个凸透镜，大家可以看到光屏上的像又变清晰。
我让学生观察、对比两个透镜，学生可知两个透镜的焦距不一样，即凸透镜所模拟的眼睛晶状体具有自我调节功能。
【设计意图】这样设计，既提高学生分观察、分析、解决问题的能力，又让学生对近视眼和远视眼的形成有一个初步认识。
3、创新实验，突破重点
师：每个人眼睛晶状体都具有自我调节功能，但是由于种种原因，有些人眼睛的晶状体调节功能减弱，远处景物经晶状体所成的像只能落在视网膜的前方或后方，从而形成近视眼或远视眼。
师：那么他们的晶状体到底发生怎样的变化？今天老师给大家制作了一个眼睛模拟体，黑色圆环模拟视网膜，水透镜模拟晶状体，水透镜上面连有一根塑料小管和一个注射器，利用注射器往水透镜里面充水以及往外抽水，调节晶状体厚度，改变视网膜上像的清晰程度，此外还给大家准备LED光源（如图2所示）。
此处我设计创新实验:
师：我用注射器给晶状体充水，请大家仔细观察视网膜上的像怎样变化？
（步骤一：往晶状体里面充水）
生：视网膜上的像变模糊
师：往晶状体充水的过程中，晶状体又发生怎样变化？
生：晶状体变厚
师：晶状体变厚会导致折光能力怎么变？
生：折光能力变强
师：那大家猜想成像清晰位置应该在哪里？
生：视网膜前方
（步骤二：借助另外一块光屏给学生呈现清晰像的位置）
师：现在我用注射器往外面抽水，请大家仔细观察这个过程中视网膜上的像怎样变化？晶状体又将怎样变化？
（步骤三：从晶状体往外面抽水）
生：我看到视网膜上的像变模糊，由于老师往外面抽水，导致晶状体变薄，折光能力减弱，我猜想这是一个远视眼模型。
（步骤四：借助另外一块光屏给学生呈现清晰像的位置）
师生一起总结演示实验探究结果：近视眼的形成是因为晶状体过厚，导致折射能力变强，最终呈现在视网膜的前方；远视眼的形成是因为晶状体过薄，导致折射能力变弱，最终呈现在视网膜的后方。
【设计意图】这样设计，让学生直观观察近视眼及远视眼成因，使枯燥的记忆变成直观的现象观察，降低教学难度，提高学生学习效率。
※??拓展应用
师：既然有近视眼和远视眼，那么保护我们的眼睛就显得非常重要，请大家说说在我们日常生活中有哪些用眼注意事项。
最后通过PPT展示一些用眼注意事项，教育学生保护视力，注意用眼卫生，关爱盲人。
【设计意图】这样不仅让学生知道保护眼睛的重要性，还让学生知道许多的护眼知识。
师：近视眼和远视眼给我们生活带来巨大的困扰，如何改善这一困扰呢？
4、分组实验，科学探究
师：现在请大家打开光源观察视网膜上的像是怎样的？
事先给大家调好几组近视眼模型几组远视眼模型。
师：现在请大家探究你们组的眼睛模型是什么模型，并说说你的判断依据是什么？
学生探究实验1：探究眼睛的模型，老师巡视并指导。
师：大家都知道自己本组的眼睛模型，请大家小组讨论应该给你们组的近视眼或远视眼模型佩戴什么眼镜，并思考矫正原理是什么？带着问题进行实验。（给每组准备不同焦距的凸透镜、不同焦距的凹透镜，如图3所示）
学生探究实验2：探究眼睛的矫正，老师巡视并指导。
最后师生一起总结实验探究结果：近视眼配戴用凹透镜做成的近视眼镜，远视眼配戴用凸透镜做成的远视眼镜。
【设计意图】这样设计，学生自主探究，通过交流合作解决问题，让学生主动参与学习，收获成果的喜悦，培养学生创造性思维、创新品质。
5、内化提高，学以致用
师：老师这里也有一个远视眼模型，请刚刚的远视眼模型小组把矫正用的凸透镜借老师用。
（步骤一：用该小组的凸透镜矫正，发现视网膜上的像依然不清晰）
师：我们每次去医院配眼镜，医生都要给我们更换不同焦距的镜片，直到找到合适焦距的镜片，老师手中还有另外一块凸透镜，我将用这一块凸透镜来矫正我的远视眼模型，请大家仔细观察视网膜上的像将怎样变化？
（步骤二：用另外一块凸透镜矫正老师的远视眼模型，发现视网膜上的像变清晰）
最后简单介绍度数含义。
六、实验效果评价与自我反思
（一）?教学评价
1、?实验效果好：科学真实，生动形象，直观明显。
2、教学方法好：学生自主探究，既掌握知识点，又培养学生创造性思维。
3、教具极具创意与推广：教具容易获取与制作，填补多学科的空白。
（二）自我反思
1、实验以学生自主探究为主，通过交流与合作解决问题，让学生主动参与，收获成功的喜悦。
2、实验的设计使枯燥的记忆变成直观的现象观察，降低教学难度，提高学生学习效率。
3、自制教具，提高学生的参与意识，培养学生的创新能力及创造性品质。