活動二制作可調節的成像模型模擬眼球成像【教學目標】在北師大（2024）初中生物“活動二制作可調節的成像模型模擬眼球成像”中，對學生四維核心素養的培育意義重大。從生命觀念層面出發，學生借由親手制作模型，能直觀理解眼球各結構，如晶狀體、視網膜等的功能，進而深切領悟其結構與視覺形成功能的適配性，明晰眼球精妙構造對感知外界、維持生命活動的關鍵意義。科學思維上，學生要思考如何運用材料模擬眼球結構、怎樣調節使成像清晰，在設計、調試模型及分析成像現象時，鍛煉邏輯推理與批判性思維，深度剖析正常眼、近視、遠視成像差異的本質。科學探究進程中，學生自主選擇材料、組裝模型、操作模擬，從構建模型到驗證成像原理，全方位提升動手實踐、觀察記錄與創新能力，還能增強團隊協作及表達交流能力。社會責任方面，學生深刻認識眼球成像原理后，會更關注用眼健康，主動向他人科普預防近視等護眼知識，倡導良好用眼習慣。【教學重難點】重點是成功制作出可調節、能有效模擬眼球成像的模型，以及借助模型清晰闡釋眼球成像原理，剖析近視、遠視的成因與矯正方法。難點在于精準把控模型各部件與眼球真實結構的對應關系，合理調節模型模擬不同視力狀態，同時引導學生將抽象成像知識與日常生活用眼實際緊密相連，讓學生真正掌握保護視力的科學方法。【教學過程】教師：同學們，上課！學生：老師好！教師：請坐。今天，我們將進行一個非常有趣且富有挑戰性的活動——制作可調節的成像模型來模擬眼球成像。在正式開始之前，我想先問大家一個問題：你們知道眼球是如何成像的嗎？學生A：老師，我知道眼球成像和照相機成像有點像，都是通過鏡頭聚焦光線來形成圖像的。教師：很好，同學A的回答很準確。眼球的成像過程確實和照相機有很多相似之處，都是通過調節鏡頭（或晶狀體）的曲度來聚焦光線，從而在視網膜上形成清晰的圖像。那么，今天我們就來親手制作一個模型，來更直觀地理解這個過程。教師（展示多媒體課件，介紹眼球成像原理）：大家看，這是眼球的結構示意圖。光線從外界進入眼球，首先通過角膜，然后經過晶狀體的折射，最終聚焦在視網膜上形成圖像。晶狀體的曲度可以通過睫狀體的調節來改變，從而實現對不同距離物體的清晰成像。教師：接下來，我們將利用一些簡單的材料，來制作一個可調節的成像模型。這個模型將幫助我們更直觀地理解眼球成像的原理。教師（分發實驗材料）：現在，請大家按照小組領取實驗材料。每個小組都會得到一套材料，包括凸透鏡（模擬晶狀體）、光屏（模擬視網膜）、可調節的支架（模擬睫狀體）、光源（模擬外界物體發出的光線）等。教師：在制作模型之前，我們先來討論一下制作步驟和注意事項。大家想一想，我們應該如何組裝這些材料，才能模擬出眼球的成像過程呢？（學生分組討論，教師巡視指導）教師：好了，時間到。哪一組先來分享一下你們的討論結果？學生B（代表第一組發言）：老師，我們組認為應該先把凸透鏡固定在可調節的支架上，然后調整支架的高度和角度，使光線能夠通過凸透鏡聚焦在光屏上。同時，我們還需要一個光源來模擬外界物體發出的光線。教師：很好，第一組的討論結果非常準確。那其他組有沒有不同的看法或補充呢？學生C（代表第二組發言）：老師，我們組覺得在調整支架時，應該模擬睫狀體的收縮和舒張，通過改變凸透鏡的曲度來實現對不同距離物體的清晰成像。教師：非常棒，第二組的補充非常到位。確實，我們需要通過調節支架來改變凸透鏡的曲度，從而模擬眼球的調節作用。教師：現在，請大家按照討論結果開始制作模型。在制作過程中，要注意安全，避免使用尖銳工具或易碎材料。同時，也要保持實驗臺的整潔和有序。（學生分組制作模型，教師巡視指導）教師：好了，大部分小組都已經完成了模型的制作。現在，我們來測試一下模型的成像效果。請大家將光源放置在距離模型一定位置的地方，然后調整支架的高度和角度，觀察光屏上是否形成了清晰的圖像。（學生分組測試模型，教師巡視指導）教師：大家觀察到了什么現象？有沒有形成清晰的圖像？學生D（代表第三組發言）：老師，我們組通過調整支架，使凸透鏡的曲度發生了變化，從而在光屏上形成了清晰的圖像。當我們把光源移近時，凸透鏡的曲度變大，圖像也變得更清晰了。教師：很好，第三組的觀察非常仔細。這說明我們的模型成功地模擬了眼球的成像過程。那其他組有沒有觀察到不同的現象呢？學生E（代表第四組發言）：老師，我們組發現當光源距離模型太遠時，無論怎么調整支架，光屏上都無法形成清晰的圖像。教師：這可能是因為凸透鏡的焦距有限，無法對太遠的光線進行有效聚焦。在眼球中，如果物體距離太遠，超出了眼球的調節范圍，也會導致視物模糊。這說明了眼球調節能力的重要性。教師：接下來，我們來分析一下模型與眼球成像的異同點。大家想一想，我們的模型在哪些方面成功地模擬了眼球的成像過程？又在哪些方面存在不足？（學生分組討論，教師巡視指導）教師：好了，時間到。哪一組先來分享一下你們的討論結果？學生F（代表第五組發言）：老師，我們組認為模型成功地模擬了眼球通過調節晶狀體曲度來聚焦光線的過程。但是，模型無法模擬眼球的其他結構，如角膜、玻璃體等，也無法模擬眼球的復雜生理過程，如感光細胞的感光作用、神經沖動的傳導等。教師：很好，第五組的分析非常全面。確實，我們的模型雖然簡化了眼球的結構和生理過程，但仍然能夠直觀地展示眼球成像的基本原理。教師：現在，我們來思考一個問題：如果眼球的晶狀體曲度過大或過小，會導致什么后果？大家可以結合我們的模型來討論一下。（學生分組討論，教師巡視指導）教師：好了，時間到。哪一組先來分享一下你們的討論結果？學生G（代表第六組發言）：老師，我們組認為如果晶狀體曲度過大，會導致光線聚焦在視網膜前方，形成近視眼；如果晶狀體曲度過小，會導致光線聚焦在視網膜后方，形成遠視眼。教師：非常棒，第六組的回答完全正確。這說明了眼球調節能力的重要性，也解釋了近視眼和遠視眼的成因。教師：最后，我們來總結一下今天的學習內容。通過制作和測試可調節的成像模型，我們更直觀地理解了眼球成像的原理和調節過程。同時，我們也認識到了眼球調節能力的重要性，以及近視眼和遠視眼的成因。教師：接下來，我想請大家思考一個問題：在日常生活中，我們應該如何保護自己的眼睛，預防近視眼和遠視眼的發生呢？學生H：老師，我覺得我們應該保持正確的讀寫姿勢，避免長時間近距離用眼，多做戶外運動，定期檢查視力等。教師：很好，同學H的回答非常全面。確實，保護眼睛需要我們從多個方面入手，養成良好的用眼習慣。教師：現在，我來布置一下課后作業。請大家回家后利用今天學到的知識，向家人宣傳保護眼睛的重要性，并制作一份以“保護眼睛，預防近視”為主題的手抄報。同時，也可以查閱資料，了解更多關于眼球成像和視力保護的知識。教師：好了，今天的課就到這里。下課！學生：老師再見！課后習題：選擇題：下列關于眼球成像的敘述，正確的是（）眼球成像與照相機成像原理完全不同晶狀體曲度越大，對光線的折射能力越弱視網膜相當于照相機的膠卷，用于接收和轉換光信號睫狀體收縮時，晶狀體曲度變小答案：C填空題：眼球成像過程中，光線首先通過________，然后經過________的折射，最終聚焦在________上形成圖像。近視眼是由于晶狀體曲度________或眼球前后徑________，導致光線聚焦在視網膜________方。答案：角膜；晶狀體；視網膜；過大；過長；前簡答題：請簡述眼球如