視頻標(biāo)簽：全國(guó)初中科學(xué),實(shí)驗(yàn)教學(xué)微課

所屬欄目：模擬課、微型課及試講

視頻課題：第五屆全國(guó)初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)微課視頻《近視的形成原因及矯正》李嵐-上海

教學(xué)設(shè)計(jì)、課堂實(shí)錄及教案：第五屆全國(guó)初中科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)微課視頻《近視的形成原因及矯正》李嵐上海市興隴中學(xué)初中科學(xué)

近視的形成原因與矯正
上海市興隴中學(xué) 李嵐
一、使用教材：
牛津上海版初中《科學(xué)》（上海遠(yuǎn)東出版社）七年級(jí)第一學(xué)期，第十一單元《感知與協(xié)調(diào)》中第二節(jié)“視覺(jué)”第5課時(shí)。
二、實(shí)驗(yàn)器材：
“模擬眼球成像實(shí)驗(yàn)儀”套件（含不同厚度的凸透鏡、矯正用透鏡、光源等）
三、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新要點(diǎn)/改進(jìn)要點(diǎn)：
上海版七年級(jí)科學(xué)在學(xué)習(xí)了凸透鏡對(duì)光的會(huì)聚作用之后就直接通過(guò)兩段話(huà)和兩張光路圖來(lái)描述近視的成因與矯正（圖1）。對(duì)于七年級(jí)學(xué)生，在沒(méi)有凸透鏡成像原理知識(shí)儲(chǔ)備的情況下，來(lái)理解近視的成因與矯正是極其困難的。為此研究開(kāi)發(fā)了“模擬眼球成像實(shí)驗(yàn)儀”（圖2），將抽象的光路成像原理轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢暤墓鈱W(xué)現(xiàn)象，并直觀地建立起物體遠(yuǎn)近、晶狀體厚薄、清晰成像于視網(wǎng)膜上這三者的關(guān)系。

利用這個(gè)“模擬眼球成像實(shí)驗(yàn)儀”， 一是能從直觀的成像特點(diǎn)（實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象）中獲取正常視覺(jué)形成中晶狀體厚度改變的證據(jù)；二是找到近視看遠(yuǎn)物時(shí)清晰的像所成的真實(shí)位置。這兩個(gè)證據(jù)有力地支持學(xué)生去探究和理解近視形成的原因和矯正方法。
四、實(shí)驗(yàn)原理：

“模擬眼球成像實(shí)驗(yàn)儀”應(yīng)用了凸透鏡成像原理進(jìn)行開(kāi)發(fā)與制作。實(shí)驗(yàn)儀包含底座、球形瓶、凸透鏡插孔位、光源近處和遠(yuǎn)處插孔位，以及不同厚度的凸透鏡、矯正用凸透鏡和凹透鏡、光源（發(fā)光字牌）等配件。

視網(wǎng)膜成像與凸透鏡成像相似。較厚和較薄的兩塊凸透鏡模擬晶狀體，球形瓶后壁模擬部分的視網(wǎng)膜，光源模擬物。光源置于遠(yuǎn)處和近處位時(shí)，“視網(wǎng)膜”成像都滿(mǎn)足物距大于兩倍焦距（u＞2f）, 像距小于兩倍焦距且大于一倍焦距（f＜v＜2f），“視網(wǎng)膜”上成倒立、縮小的實(shí)像。（圖3）
五、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)：
近視的形成原因是本課時(shí)教學(xué)重點(diǎn)，亦是難點(diǎn)�！渡虾Ｊ谐踔锌茖W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中要求“能夠說(shuō)明造成近視的原因，提出預(yù)防近視的方法”，為C級(jí)學(xué)習(xí)水平，但不涉及凸透鏡的成像規(guī)律。教材安排在了解光的直線傳播現(xiàn)象、針孔相機(jī)成像原理，及認(rèn)識(shí)眼主要結(jié)構(gòu)及其功能的基礎(chǔ)上，進(jìn)而探究和理解眼球成像原理，是“視覺(jué)”形成的重要一環(huán)。
在前一課時(shí)解剖豬眼的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生觀察到晶狀體具體彈性，且周邊附著有環(huán)形睫狀肌，通過(guò)擠、壓晶狀體，初步認(rèn)識(shí)眼球成像與晶狀體厚薄有關(guān)。同時(shí)學(xué)生會(huì)從實(shí)驗(yàn)中獲取和描述證據(jù)，會(huì)運(yùn)用證據(jù)推理或解釋現(xiàn)象，具備從體驗(yàn)認(rèn)知向思維認(rèn)知過(guò)渡的基本能力。
確定教學(xué)目標(biāo)如下：
1、利用“模擬眼球成像實(shí)驗(yàn)儀”觀察正常視力遠(yuǎn)近物體成像清晰時(shí)“晶狀體”的厚度，認(rèn)識(shí)視網(wǎng)膜上清晰成像的原因。
2、設(shè)計(jì)并探究較厚的晶狀體看遠(yuǎn)物模糊的原因，尋找近視眼看遠(yuǎn)物時(shí)清晰成像的位置，并找出矯正近視的方法。
3、通過(guò)對(duì)前一個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，說(shuō)明近視形成的原因，提出保護(hù)視力防治近視的方法。
六、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容：
1、比較遠(yuǎn)近物體在視網(wǎng)膜清晰成像時(shí)的晶狀體
2、探究近視眼球的成像
3、尋找矯正近視的方法
七、實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程：
以回憶在豬眼解剖實(shí)驗(yàn)中觀察晶狀體所獲得其形態(tài)和特征的感性認(rèn)識(shí)為起點(diǎn)，引出觀察并比較遠(yuǎn)近物體在視網(wǎng)膜上清晰成像時(shí)的晶狀體，從而建立對(duì)正常視力看遠(yuǎn)近物體都清晰原因的正確認(rèn)識(shí)。在此基礎(chǔ)上，為探究“近視眼看遠(yuǎn)物模糊的原因是什么”的答案，經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題——形成假設(shè)——設(shè)計(jì)方案——記錄現(xiàn)象——得出結(jié)論的科學(xué)探究過(guò)程，移動(dòng)“視網(wǎng)膜”尋找清晰像的位置，并通過(guò)嘗試加裝凹、凸兩種不同的矯正鏡片的方法，找出矯正近視的方法，分析并說(shuō)明近視形成的原因，提出保護(hù)視力防治近視的方法。
實(shí)驗(yàn)一、比較遠(yuǎn)近物體在視網(wǎng)膜清晰成像時(shí)的晶狀體
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模豪��?ldquo;模擬眼球成像實(shí)驗(yàn)儀”觀察遠(yuǎn)近物體在“視網(wǎng)膜”上清晰成像時(shí)“晶狀體”的厚度；結(jié)合視頻了解睫狀肌對(duì)晶狀體厚度的調(diào)節(jié)作用，認(rèn)識(shí)正常視力眼球清晰成像的原因。
實(shí)驗(yàn)二、探究近視眼球的成像
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模涸O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案探究近視眼球觀察遠(yuǎn)物時(shí)的成像特點(diǎn)；用“模擬眼球成像實(shí)驗(yàn)儀”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明近視形成的成因。
實(shí)驗(yàn)三、尋找矯正近視的方法
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河眉友b凹透鏡和凸透鏡后比較觀察的方法，找到矯正近視的正確方法；分析生活中不良的用眼行為，認(rèn)識(shí)預(yù)防近視的方法，形成科學(xué)用眼、護(hù)眼的意識(shí)。


八、實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)：
1、    利用“模擬眼球成像實(shí)驗(yàn)儀”，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明晰可見(jiàn)，無(wú)論是認(rèn)識(shí)成像清晰、成像模糊這類(lèi)基本現(xiàn)象，還是理解晶狀體厚度與視網(wǎng)膜上成像清晰的關(guān)系這類(lèi)難點(diǎn)知識(shí)，學(xué)生都是基于感性體驗(yàn)邁向理性思維的路徑達(dá)成，知識(shí)習(xí)得過(guò)程直觀、明了。
2、   
實(shí)驗(yàn)的三個(gè)組成部分內(nèi)容先后銜接，引領(lǐng)學(xué)生的認(rèn)知和思維層層展開(kāi)。通過(guò)“比較遠(yuǎn)近物體在視網(wǎng)膜清晰成像時(shí)的晶狀體”，認(rèn)識(shí)正常視力看清遠(yuǎn)近物體的原因，同時(shí)引發(fā)問(wèn)題——近視眼為什么看不清遠(yuǎn)處物體，順利進(jìn)入第二部分“探究近視眼球的成像”（圖4）。在找到近視形成的原因后，順理成章地會(huì)想去“尋找矯正近視的方法”，知識(shí)的發(fā)生、發(fā)展水到渠成，一氣呵成。
3、    實(shí)驗(yàn)的三個(gè)部分在類(lèi)型上不盡相同。第一部分為觀察實(shí)驗(yàn)，通過(guò)比較觀察快速發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)物、近物在視網(wǎng)膜上清晰成像時(shí)對(duì)應(yīng)厚薄不同的晶狀體。第二部分為探究實(shí)驗(yàn)，以近視眼真實(shí)感受的現(xiàn)象為基點(diǎn)提出問(wèn)題，以第一部分實(shí)驗(yàn)結(jié)論為依據(jù)作出合理假設(shè)，根據(jù)第一部分實(shí)驗(yàn)操作體驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，最后實(shí)施實(shí)驗(yàn)獲取證據(jù)，得出結(jié)論。第三部分雖然也是觀察實(shí)驗(yàn)，用比較觀察的方法找到可用于矯正近視的鏡片。（圖5）但這部分涉及到兩組對(duì)象的比較觀察，一為觀察像由模糊變清晰，二為觀察鏡片形狀的差異以正確分辨凹透鏡和凸透鏡，并將兩組觀察的結(jié)果組合形成結(jié)論。在完成這三個(gè)部分的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生的比較觀察能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、證據(jù)分析能力均有提高，同時(shí)經(jīng)歷自我評(píng)價(jià)與完善、評(píng)價(jià)他人與學(xué)習(xí)的良性學(xué)習(xí)過(guò)程，在積極心理主導(dǎo)下主動(dòng)地獲得成功體驗(yàn)，優(yōu)化學(xué)習(xí)效果。

 

執(zhí)教：上海市興隴中學(xué)  李嵐（聯(lián)系電話(huà)： 郵箱：）
指導(dǎo)：上海市普陀區(qū)教育學(xué)院  印蘭

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