第六节眼和视觉

详细内容

第六节 眼和视觉
教材分析：
教材在很大程度上同老教材在内容编排上有很大的不同，把眼和视觉同凸透镜整合起来，在知识上有一个比较完整的框架。对于学生来讲凸透镜的成像规律、凸透镜和凹透镜对光线的折射作用是非常难于理解的，所以首先要先树立学生对这些内容的高度积极性，然后通过实验让学生了解两类不同性质透镜的特点和功能，并能区别它们。然后通过教师板画示范和多媒体的展示结合认识有关凸透镜成像的规律，了解分析凸透镜的两个实焦点、光心、焦距、主光轴等，最后能找到其中的识记和应用的方法。
其次有关眼睛和视觉的限制个人为人难度不高，所以着重点应该放在学生的实验操作、兴趣、常识的基础上去训练、调动和渗透，能让学生意识到关注生活的重要性，明白善于思考、观察和总结的价值所在。同时在人类视觉上的限制问题上引申出的近视、远视及它们的成因和矫正办法，以及对眼睛的疾病的探讨上指导学生查阅相关资料进行了解，倡导学生“爱护眼睛，保护视力”，树立保护眼睛和用眼卫生的意识。
教学目标：
1、知识目标：了解透镜的种类、特点和基本性质；
能应用凸透镜模型解释照相机、放大镜和人眼球的作用；
了解眼球的结构及各部分的功能，能说出视觉形成的功能；
能说出照相机和眼睛的相似之处；
了解近视、远视的成因，并知道矫正方法。
2、技能目标： 通过实验了解凸透镜成像的特点，掌握并能运用凸透镜成像规律来解决问题。
3、情感目标：进一步体会结构与功能相适应的基本理念；
树立保护眼睛和用眼卫生的意识；
明白现在科学、技术与社会的密切关系；
在了解凸透镜成像规律在生产、生活和社会中的广泛应用中，激发学生的学习兴趣。
4、科学探究目标：通过实验探究凸透镜的成像规律；
通过实验探究人的视觉上的限制。
教学重点：
凸透镜成像的规律、眼的结构和视觉的形成。
教学难点：
对凸透镜成像的规律，会用作图法来表示凸透镜成像的特点；视觉的形成。
教学方法：
实验探究、分析应用并用，重在实验技能和方法的形成，特别是学习方法的渗透，知识的理解、记忆的方法上给予指导。
教具准备：
学生课前准备：了解放大镜、照相机、幻灯机的工作原理和使用方法。
教学器材：凸透镜、凹透镜、白纸、刻度尺、照相机、放大镜、光具座、蜡烛、火柴、光屏、眼球结构模型、变色卡；课件。
课时安排：3课时
教学过程：
一、引入：（ 课前激趣）课前放映flash《眼睛想旅行》，引起学生的兴趣。
1、一队旅行者冒着-48℃的严寒跋涉着。到了中午，当他们拣来了一堆干草准备生火做饭时，却发现打火机丢了，怎么办？（学生出谋划策）一位博士灵机一动，带领大家用冰磨制了一块像放大镜一样的冰块，博士拿着这一冰块迎着太阳，把阳光聚集到干草上，一会儿，干草就着了火。你们也想试一试吗？（请注意安全问题）
2、在学生体验过冰透镜取火或观察过师生共同完成此实验后，教师引课：上面实验中，我们实际上是制作了一块冰透镜，这种透镜对光线有会聚作用，大家再看，老师的近视眼镜上有两块透镜呢，这种透镜能不能聚光取火呢？
3、为什么会这样呢？同样是透镜，效果完全相反，这节课我们就来学这方面的知识。
二、新课：
（一）、透镜：
认识：透镜的结构和特点。出示：两种透镜---中间比边缘厚；中间比边缘薄。（进行板画）
凸透镜、凹透镜：一般用玻璃或者塑料制成的。（给出实物参照）

举例：生活、实验过程中我们在哪些情形下看到相关仪器内部运用了透镜呢？
放大镜、显微镜、望远镜、照相机、投影机、防盗门上的猫眼、眼睛等。
思考：光线经过透镜会发生什么现象呢？光的折射---光线发生偏折。下面我们通过实验来
了解光线经过透镜后的偏折效果？
实验：1、让凸透镜正对着太阳光，拿一张白纸在它的另一侧来回移动，直到纸上的光斑变得最小、最亮。---凸透镜能将太阳光会聚一点。
2、换用凹透镜再做上面的实验，纸上还能得到最小、最亮的光斑吗？
结论：凸透镜对光线有会聚作用，会聚的那一点称为焦点，焦点到凸透镜中心的距离叫焦距；
凹透镜对光线有发散作用。
1、凸透镜：会聚作用；会聚点---焦点（2个）；焦距。
凹透镜：发散作用。
解释：用冰和阳光来取火的原理。冰透镜属于凸透镜，让平行光经凸透镜会聚，让焦点落在干草上，能量集中。
引导：其实，我们平时见过的照相机、显微镜、望远镜、包括我们佩带的眼镜当中都有一些表面磨成球面的透镜。这些透镜是怎样的呢？下面大家来观察一下。
判断：能知道手里拿到的是什么透镜吗？你能告诉我是用什么方法确定你拿到的是什么类型的透镜？你们还能有其他方法吗？
实验名称辨别凸透镜还是凹透镜的方法
方 法⑴
方 法⑵
方 法⑶
几种方法辨别凸透镜、凹透镜的结果相同吗？
你们小组认为哪一种方法最好？
强调：为了更好地理解这两种透镜对光线的会聚与发散作用，下面我们来看一段多媒体介绍同时对它们进行交流与识记。主光轴、光心、焦点、焦距的介绍。
关于透镜的主光轴、光心、焦点、焦距
光 心：透镜的中心叫光心。
主光轴：通过透镜光心与透镜垂直的线叫主光轴。
焦 点：平行于主光轴的光线经过透镜后会聚的点或发散光线的反向延长线的交点叫焦点，用F表示。
焦 距：焦点到透镜的距离叫焦距，
焦距用字母f表示。

演示：教师用平行光源，演示平行光射到凸透镜和凹透镜上产生的会聚与发散现象。
（有条件可以观察到两条平行光线连续通过两块以上的透镜的情形）
作图：指导学生用作图法把上面典型的实验图例画下来。（光折射时，光路是可逆的）
进行两种透镜和对光线的作用方面的形成性练习。（课后练习+作业本）
学生画三条特殊光线：1、能过中心的光线；2、平行光线；3、能过焦点的光线。

展示：学生分组实验的内容---探究凸透镜成像规律（通过多媒体示范为主，真正的学生实验在实验室）
①桌子上有带刻度尺的光具座、蜡烛（火柴）、凸透镜、光屏等，请你先点燃蜡烛，然后把蜡烛、凸透镜和光屏放在一起调整高度，让它们的中心在同一高度。在移动蜡烛过程中，观察能不能看到成像现象。
②你所观察到的像有时比烛焰（形成像的物体）大，有时比物体小，什么原因引起的？你猜想在什么条件下会成这种放大、缩小的像？什么时候在光屏上又看不到像呢？
2、凸透镜成像规律：
实验名称探究凸透镜成像规律
实验器材刻度尺、蜡烛、火柴、凸透镜、光屏等
（或光具座及附件）

注 意 点烛焰中心、凸透镜中心、光屏中心在同一高度上
实验数据实验中所用的凸透镜的焦距f=10cm
物距（u/cm）
像距（v/cm）
像的性质
2516.67倒立缩小的实像
1530倒立放大的实像
5无法测量正立放大的虚像
实验结论成像条件成像规律
u＞2ff＜v＜2f ，倒立缩小的实像
f＜u＜2fv＞2f， 倒立放大的实像
u＜f物和像在同一侧，成正立放大的虚像
u=2f是成放大实像和缩小实像的分界点；
u=f是成实像和虚像的分界点。

运用：以练习形式展开学生对凸透镜成像规律的运用，及时给予点拨和引导、巩固。
（二）、凸透镜的实际应用：
1、放大镜：
实验：出示一凸透镜，让学生观察事先准备好的字。（使用方法：必须将物体放在凸透镜的焦距以内，前后移动凸透镜与物体的距离来改变放大的倍数。）
特点：成像是正立的、放大的、虚像。
讲述：放大镜就是短焦距的凸透镜。思考：为什么用放大镜看远处的物体看不到放大的正立的虚像？---所以使用放大镜时，必须使放大镜接近物体，是物体在凸透镜的焦距以内，并通过调节放大镜与物体的距离来改变放大的倍数。
交流：在生活中透镜还有哪些应用？
2、照相机：
阅读：照相机的镜头是一个凸透镜，胶卷相当于光屏。选定拍摄场景，要怎么样调节才能拍到清晰的像呢？像具有什么特点呢？
特点：成像是倒立、缩小、实像。
讨论：学生互相讨论生活中对凸透镜还有什么用处呢？---幻灯机、投影仪等。
---倒立、放大、实像。
承接：那么现在从我们身上找一找，有没有类似凸透镜成像规律的应用呢？---我们人的眼睛在结构上跟照相机非常的相似，根据统计发现，人大脑中约有90%的信息来自于眼睛来接收，所以眼睛是人非常重要的感觉器官。
思考：那么通过眼睛是如何看到物体，形成视觉的呢？
（三）、眼睛：
观察：通过课件先认识眼睛外部看得见、摸得着的结构，观察顺序：有外到内。
眼睛的附属结构：眼肌、眼睑、睫毛、泪器（泪腺和鼻泪管）、结膜等。（认识它们的位置、特点和相应的功能）
眼睛的主要结构：眼球，大部分都是藏在头颅骨的眼眶内，只露出很少的一部分，这样有利于保护眼球。
交流：具体展开认识眼球的结构，能记住它的名称和功能。（先让学生阅读，然后打出课件
展示，再拿出模型一一对照分析）
眼球的结构主要分两部分：眼球壁和内容物
外膜：角膜、巩膜
眼球壁 中膜：虹膜、睫状体、脉络膜
内膜：视网膜
内容物：房水、晶状体和玻璃体
边介绍边在书本的相应部分作记号---特点和功能：
1、眼球的外膜有角膜和巩膜。
角膜---无色透明、透光；
巩膜---白色、坚韧、保护作用。
2、中膜一层有虹膜、睫状体和脉络膜。
虹膜---环形、颜色、中间黑洞洞的是瞳孔：光的通道；
睫状体---环形、上有睫状肌；
脉络膜---占了中膜大部分、位于后部、提供营养和吸收散射的多余光线。
3、内膜：只有视网膜。
视网膜---有许多感光细胞：感受光的刺激、产生兴奋。
注意：三层膜构成了一个空间结构，里面需要承载物质或者说容纳物质---内容物。
4、内容物：房水、晶状体、玻璃体。（通过模型和板画认识到它们的位置、特点和功能。
游戏：在游戏中学习，调动学生学习的积极性。（先让学生记忆5分钟，然后请4个大组派
代表比一比：比说出结构名称、比在课件中填空）
整理：师生共同梳理一遍，把知识纳入知识系统中来，把握住形象记忆的方法（画中记）。

实验：虹膜的颜色：不同肤色的人的颜色不同。
观察同桌同学的虹膜和瞳孔，用手电直照射右眼。
观察：右眼的瞳孔有什么变化？瞳孔有什么作用？
结论：在光亮的环境里，瞳孔能控制进入眼睛的光量大小。虹膜的作用是调节瞳孔的大小。
解释：到了室外瞳孔就会缩小，到了室内瞳孔就会放大。靠近光源怎么变？远离呢？
质疑：晶状体的曲度有睫状体上的睫状肌的收缩和舒张来调节的，从而就改变了它的焦距。
探讨：外界光线进入眼球的通道：（穿过哪些结构）
角膜---房水---晶状体---玻璃体-----》视网膜上。
（眼球的折光系统）相当于从一种介质进入另一种介质，光的传播方向会发生变化，发生光的折射，得出折光系统。
视网膜上的感光细胞：接受光的刺激，产生兴奋，然后兴奋沿着视神经传到大脑，在大脑的视觉中枢形成视觉。
结论：视觉形成的过程： 视神经
角膜 房水 晶状体 玻璃体 视网膜 大脑
比较：这个过程与照相机是不是非常相似呢？
瞳孔 虹膜 晶状体 视网膜
通光孔 光圈 凸透镜 底片
像：倒立、缩小的实像。眼球的焦距一般为1.5到2厘米左右，所以都能满足物距在两倍焦距之外的成像规律。
照相机成像原理=眼睛可以看到物体的原理
说明：孩子刚出生的时候，看上去都是倒像，6个月后就适应了！

照相机与眼睛的成像原理

人的眼睛和照相机的成像原理一样，都是在一定条件下（u＞2f），成倒立缩小的实像。但人的感觉靠神经的传递又把看到的倒立的像“再倒过来”。
应用：大家桌子上有凸透镜，它相当于照相机的镜头或眼球的晶状体，桌上还有光屏，它相当于照相机的胶片或眼球的视网膜，现在我们用实验来体验照相机和眼睛的成像过程，谁能把烛焰成出倒立缩小的实像。
如果我嫌拍的照片上的像太小，如何调节照相机镜头和物体之间的距离？如何调节镜头和胶片之间的距离。
大家保持烛焰与凸透镜的距离不变，前后移动光屏，体味近视眼和远视眼的成像原理。
你有近视眼镜吗？你知道它是属于哪种透镜？你知道怎么进行矫正吗？
你身边有人带了“老花眼镜”了吗？你知道它又是属于哪种透镜？如何矫正呢？
（四）、人类视觉上的限制：
实验：（学生两个人积极合作）
1、测近点：将课本放在桌上，凝视这一页任意一个字。慢慢将眼睛移近，直至字体开始模糊不清。请同学帮你用尺量一下这时你的眼睛与课本的距离。这便是你眼睛的近点。
结论1你的近点是 厘米。
如果你是戴眼镜的，现在把眼镜除下，再重复这个实验。
结论2你现在的近点是 厘米.
2、测远点：请同学帮你拿起课本，凝视同一字，同学慢慢后退，直至这字开始变得模糊不清。这时量一下你与课本的距离，这就是你眼睛具有分辨力的最远距离。
结论：你眼睛具有分辨力的最远距离（远点）是 厘米。
3、测盲点：竖直拿起课本，置于距双眼30厘米处，看下面的加号和圆点。
＋ ●
遮掩你的左眼，右手拿着课本，以右眼凝视左面的加号，你的右眼仍能看见右面的圆点吗？
继续用右眼凝视加号，慢慢地移近课本，你发现了什么？
当课本移到某一距离时，右面的圆点 （消失，重现），若把课本再往前移动呢？
遮掩右眼，左手拿课本，以左眼凝视右边的圆点，然后慢慢地移近课本。你又发现了什么？
结论：视网膜上有无感光细胞的部位。
综合：1、可见人类在正常情况下三个方面的表现充分说明人类的视觉是有限制的：近点、远点、盲点。
引入：如果人类的眼睛患有一定的疾病，那么人类的视觉还有受到什么限制呢？
（学生发表意见，给予鼓励）---近视、远视（老花）、青光眼、色盲等。
――>>人类的视觉有限制
2、近视：
展示：近视的成因（课件）---眼球的前后径过长或晶状体曲度过大。
探讨：该怎么矫正呢？

3、远视：
阅读：造成远视的根本原因：眼球的前后径过短或晶状体弹性变小，使像成在视网膜后面。（再通过课件展示）

讨论：我们现在应该怎么预防近视呢？从成因入手：
（1）看书写字姿势不准确。
（2）光线不适合（光污染）。
（3）持续用眼过度
（4）遗传……
假性近视，还可以恢复，通过注意用眼卫生和做眼保健操；而真性近视，前后径过长……
交流：眼病：（1）色盲（通过变色卡），以遗传为主。
（2）斜视，白内障，青光眼，自行查找了解。
（3）色盲的问题。
操作：所以大家都应该关爱自己的眼睛，是非常珍贵的心灵之窗。让我们大家都来爱护我们的眼睛，保护我们的视力。
课外查找“爱护眼睛，保护视力”的资料。
阅读：附加材料---显微镜和望远镜：
用课件简单介绍，有兴趣的学生为他们提供一些网址或者资料。
三、结课：学生来总结，教师给予一个框架帮助学生的整理思路。
四、课堂练一练、比一比：老师出题、课后练习。
布置作业：
1、必做：作业本；同步（看自己能力）；预习、复习；能通过作图来记忆凸透镜成像的规
律。
2、选做：课外延伸凹透镜能成像吗？丰富自己对望远镜、显微镜和幻灯机的了解认识。征
集“爱护眼睛，保护视力”的材料。
预习题：
1、我们每天要获取和交换哪些信息呢？而我们是通过什么途径获得这些信息的呢？
2、寻找生活中存在哪些电磁波？
教学小记：
这节课我主要想对凸透镜的学习讲一些感受，书本内容非常的简单，而个人觉得首先应该让学生知道透镜涉及到的是光折射现象，因此必须让学生记住几条特殊光线的画法，然后通过实验再去推敲其中的原理和记忆，但是考虑现在对于数学上与科学的不同步，有些难度比较高的计算应该让学生选做，让有能力的同学先接触。
而对于眼睛的学习学生兴趣度很浓，所以通过模型和课件的结合教学的效果很好！