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人教版初中生物七年級(jí)下冊(cè)第六章第一節(jié)：探究眼球成像與視覺形成
尊敬的各位評(píng)委老師，大家好！我實(shí)驗(yàn)說課的題目是《探究眼球成像與視覺形成》，我將從以下幾個(gè)方面對(duì)本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行闡述。
一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分析
教材分析：本實(shí)驗(yàn)選自人教版《生物學(xué)》七年級(jí)下冊(cè)第六章《人體生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)》第一節(jié)《人體對(duì)外界環(huán)境的感知》第一課時(shí)眼和視覺部分。課標(biāo)對(duì)本節(jié)內(nèi)容的要求是：描述眼的結(jié)構(gòu)與功能，闡明視覺的形成過程，學(xué)會(huì)科學(xué)用眼，保護(hù)眼的健康。
學(xué)情分析：七年級(jí)學(xué)生還沒有學(xué)習(xí)物理的光學(xué)知識(shí)，對(duì)眼球成像以及近視的形成相關(guān)原理難以理解。學(xué)生都熟知要愛眼護(hù)眼，預(yù)防近視，但沒有給予足夠的重視。學(xué)生對(duì)于視覺、近視等概念已有感性認(rèn)識(shí)，但還不能上升到理性層面。且本節(jié)內(nèi)容較為抽象，教材中沒有設(shè)置相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究，很難突破重、難點(diǎn)，因此我設(shè)計(jì)此實(shí)驗(yàn)和模型，使抽象知識(shí)直觀化，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)認(rèn)知，主動(dòng)構(gòu)建重要概念。
根據(jù)以上教材分析和學(xué)情分析，圍繞生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，我制定出以下教學(xué)目標(biāo)。
二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)
生命觀念：通過探究實(shí)驗(yàn)，從結(jié)構(gòu)到功能，從正常成像到物像模糊，透過現(xiàn)象看本質(zhì)，逐步建構(gòu)起眼球結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念。
科學(xué)思維：運(yùn)用分析、歸納與概括等方法，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析，能夠歸納出視覺的形成過程，科學(xué)認(rèn)識(shí)近視的成因。
探究實(shí)踐：通過實(shí)驗(yàn)探究眼球成像與視覺形成的全過程，提升學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力和科學(xué)探究能力。
態(tài)度責(zé)任：意識(shí)到眼的重要性，學(xué)會(huì)科學(xué)護(hù)眼，保護(hù)眼的健康并主動(dòng)向他人宣傳科學(xué)護(hù)眼的方法。
三、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
（一）設(shè)計(jì)背景
目前教參建議用于探究眼球成像及近視成因與矯正的器材是凸透鏡成像裝置，該裝置存在一定的局限性，如不能模擬晶狀體曲度的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)；不能模擬瞳孔的大小調(diào)節(jié)；不能直觀展現(xiàn)視覺形成過程等。為解決這些問題，結(jié)合生物、物理、數(shù)學(xué)等知識(shí)以及3D打印等技術(shù)設(shè)計(jì)并制作模型，以模擬眼球成像與視覺形成的整個(gè)過程。1
（二）實(shí)驗(yàn)器材與裝置
實(shí)驗(yàn)用到的主要器材如下（見圖1）：
1．實(shí)驗(yàn)室器材：眼球模型、腦模型、光具座、F光源、3D打印的眼球模型。
2．網(wǎng)購器材：LED流水追光線型燈帶、水透鏡套裝、可變光闌調(diào)節(jié)器、光敏繼電器。
3．日常生活器材：近視眼鏡、老花眼鏡。
根據(jù)以上器材，我制作了此模型（見圖2）：
圖2 眼球成像與視覺形成模型
（三）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：利用該模型，我們將探究以下3個(gè)實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)一：探究眼球的成像
實(shí)驗(yàn)二：探究視覺的形成
實(shí)驗(yàn)三：探究近視眼的成像與矯正2
總結(jié)：通過探究實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手操作，學(xué)生獲得充分的生物學(xué)事實(shí)證據(jù)，主動(dòng)建構(gòu)眼球成像與視覺形成等重要概念，初步形成結(jié)構(gòu)與功能觀。
四、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新要點(diǎn)
（一）實(shí)驗(yàn)教具創(chuàng)新
該模型大致可分為三部分：光源、改進(jìn)后的眼球模型、大腦模型。將原眼球模型中的瞳孔換成用可變光闌調(diào)節(jié)器制作的可調(diào)節(jié)瞳孔；將眼球模型中的晶狀體換成曲度可調(diào)節(jié)的水透鏡；在“視網(wǎng)膜”處粘貼圓形紙片（便于清晰成像）；并在視網(wǎng)膜處安裝光敏電阻傳感器，模擬感光細(xì)胞；用LED流水追光燈帶模擬視神經(jīng)；將LED燈帶與大腦視覺中樞相連，模擬視覺的形成。
改進(jìn)后的模型，可以實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)功能：
1．晶狀體可調(diào)節(jié)：用水透鏡模擬晶狀體，可以通過注水、抽水改變其曲度，演示晶狀體工作時(shí)的動(dòng)態(tài)變化。
2．瞳孔可調(diào)節(jié)：利用可變光闌模擬瞳孔的變化，為使其更接近生物體原型，畫出虹膜貼于其上，此裝置可以幫助學(xué)生更加直觀的認(rèn)識(shí)人眼在亮處和暗處時(shí)瞳孔的變化規(guī)律。
3．可模擬近視的兩個(gè)成因：通過向水透鏡內(nèi)注水，模擬晶狀體曲度過大；移動(dòng)眼球模型，可模擬眼球前后徑增長(zhǎng)。原實(shí)驗(yàn)室的眼球模型前后徑不可調(diào)節(jié)，為了更好模擬近視的成因，我們利用3D打印技術(shù)自制了此眼球模型。
4．可模擬視神經(jīng)傳導(dǎo)和大腦視覺中樞形成視覺：燈帶的LED燈依次循環(huán)閃亮，模擬興奮以神經(jīng)沖動(dòng)的形式沿著視神經(jīng)傳導(dǎo)到大腦的視覺中樞，從而形成視覺。
5．可模擬視神經(jīng)受損不能形成視覺：斷開LED燈帶，即可模擬視神經(jīng)受損無法形成視覺。
該模型更加接近生物體原型，能逼真地呈現(xiàn)眼球成像、視覺形成，還可模擬近視眼遠(yuǎn)視眼的形成與矯正，同時(shí)也為下一節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)奠定基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了跨學(xué)科的資源融合以及新技術(shù)、新材料在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用。
（二）教學(xué)方法創(chuàng)新
將演示實(shí)驗(yàn)，改為學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)。演示實(shí)驗(yàn)，教師主導(dǎo)，學(xué)生參與度低。而探究實(shí)驗(yàn)，學(xué)生分小組合作探究，主動(dòng)參與。學(xué)生根據(jù)導(dǎo)學(xué)案上的任務(wù)分小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與實(shí)驗(yàn)結(jié)論填寫在導(dǎo)學(xué)案上，小組間相互交流討論，培養(yǎng)了學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力、科學(xué)探究能力和表達(dá)交流能力等。
五、實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程3
我將通過以下4個(gè)模塊來進(jìn)行本節(jié)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)：
（一）問題導(dǎo)入、激發(fā)興趣
在學(xué)生學(xué)完眼球結(jié)構(gòu)之后，提出問題：你的眼睛是如何工作的呢？我們班上有很多小眼鏡，你知道近視是如何形成的嗎？如何科學(xué)防控近視呢？
聯(lián)系實(shí)際生活，通過問題激發(fā)學(xué)生興趣，引起學(xué)生思考，從而導(dǎo)入本次探究實(shí)驗(yàn)。
（二）實(shí)驗(yàn)探究、構(gòu)建知識(shí)
學(xué)生分小組開展實(shí)驗(yàn)，小組間分工合作，共同完成探究實(shí)驗(yàn)，教師不斷巡視，及時(shí)解決學(xué)生實(shí)驗(yàn)中遇到的困難或問題。以下以一個(gè)小組為例，展示學(xué)生實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)一：探究眼球的成像（播放學(xué)生操作視頻）
實(shí)驗(yàn)二：探究視覺的形成（播放學(xué)生操作視頻）
實(shí)驗(yàn)三：探究近視眼的成像與矯正（播放學(xué)生操作視頻）
學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論并表達(dá)交流。學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，小組派代表交流實(shí)驗(yàn)結(jié)論及實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題等。教師對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)及視覺形成的整個(gè)過程進(jìn)行總結(jié)，并給學(xué)生科普假性近視和真性近視，引導(dǎo)學(xué)生要?jiǎng)谝萁Y(jié)合、科學(xué)用眼、認(rèn)真做好課間的眼保健操，保護(hù)眼的健康。
（三）拓展延伸，個(gè)性發(fā)展
拓展實(shí)驗(yàn)1：探究遠(yuǎn)視眼的成像與矯正
拓展實(shí)驗(yàn)2：為什么度數(shù)越深，看東西越近？
類別 數(shù)據(jù)1 數(shù)據(jù)2 數(shù)據(jù)3 數(shù)據(jù)4 數(shù)據(jù)5
光源距眼球距離
注射器刻度
注射器刻度變化值
表1度數(shù)與看清物體的距離關(guān)系記錄表
我們還設(shè)置了兩個(gè)拓展實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以選擇性完成，讓學(xué)有余力的同學(xué)繼續(xù)探究，滿足學(xué)生的個(gè)性發(fā)展。
（四）聯(lián)系生活，遷移應(yīng)用
引導(dǎo)學(xué)生課后查閱資料，試著解決以下問題：高度近視有哪些危害？近視手術(shù)是如何治療近視的？飛秒、晶體植入等近視手術(shù)有何區(qū)別？近視手術(shù)是否可能帶來副作用？提高學(xué)生的信息檢索能力，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的遷移與應(yīng)用，認(rèn)識(shí)到生物學(xué)與社會(huì)生活的緊密聯(lián)系，從心底意識(shí)到保護(hù)視力的重要性，從而養(yǎng)成良好的用眼習(xí)慣，也將學(xué)習(xí)延伸到課后。
六、實(shí)驗(yàn)反思評(píng)價(jià)
1．本實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單方便，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，將抽象的生物學(xué)概念直觀地展示出來，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)自主分析，主動(dòng)構(gòu)建完整的概念體系。
2．本實(shí)驗(yàn)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，實(shí)驗(yàn)效果良好。課堂中滲透生命安全與健康教育，培養(yǎng)學(xué)生良好的用眼習(xí)慣，樹立愛眼意識(shí)。
3．本實(shí)驗(yàn)利用自制模型教具，逼真地呈現(xiàn)了視覺形成、近視眼的形成與矯正等，更接近于眼球的自然生理現(xiàn)象，使學(xué)生準(zhǔn)確感知生理過程。實(shí)現(xiàn)了學(xué)科資源的有效融合，彰顯了技術(shù)的工具性價(jià)值，也體現(xiàn)了新材料在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用。
不足之處：該模型在細(xì)節(jié)上還有待完善，如模擬眼球的前后徑調(diào)節(jié)，采用何種材料將眼球前后兩部分連接起來，使其更加接近生物體原型，在制作過程中我們采用過多種材料，效果均不佳；其次，要完成認(rèn)識(shí)眼球的結(jié)構(gòu)以及實(shí)驗(yàn)探究，一個(gè)課時(shí)的時(shí)間太過緊張，如何把控課堂節(jié)奏，讓有限的生物課堂時(shí)間發(fā)揮更大的效能值得我們繼續(xù)探索。
以上就是我本次實(shí)驗(yàn)說課的全部?jī)?nèi)容，感謝您的聆聽！
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