資源簡介

跨學(xué)科實踐活動(二)　制作可調(diào)節(jié)的成像模型模擬眼球成像
1．學(xué)科概念和跨學(xué)科概念
生物學(xué)學(xué)科概念
(1)眼是人體從外界獲取信息的一種感覺器官。
(2)視覺的形成過程中，通過晶狀體曲度的改變，使不同距離的物體能準(zhǔn)確地在視網(wǎng)膜上成像。
物理學(xué)科概念
(1)凸透鏡對光具有會聚作用，凹透鏡對光具有發(fā)散作用。
(2)成像模型中，凸透鏡曲度過大或與成像光屏距離過遠(yuǎn)，可用凹透鏡矯正成像效果；反之，可用凸透鏡矯正成像效果。
跨學(xué)科概念
(1)系統(tǒng)與模型：眼球各個結(jié)構(gòu)相互聯(lián)系構(gòu)成一個成像系統(tǒng)；眼球成像過程難以直接觀察，借助模型可認(rèn)識和理解眼球成像原理及視力的變化與矯正。
(2)結(jié)構(gòu)與功能：視物正常的眼球的晶狀體富有彈性，由于睫狀肌的收縮、舒張作用，其曲度發(fā)生變化，使人能看清遠(yuǎn)近不同的物體。
2．任務(wù)描述
利用一定的材料器具制作可調(diào)節(jié)的成像模型，模擬眼球成像的過程；合理選用凹透鏡或凸透鏡對成像不清的情況進(jìn)行矯正，模擬視力的矯正。
本活動以小組為單位進(jìn)行，課時安排如下表所示。
課時安排建議
活動課時安排 活動內(nèi)容
第1課時 小組討論，確定裝置制作及模擬眼球成像的方法和材料
第2課時 小組制作成像模型，并模擬眼球成像及視力矯正。展示、交流
3.方案設(shè)計
以下材料器具供選擇：透明膠帶的內(nèi)圈，波波球(一種無色透明、有彈性的氣球)，環(huán)保強(qiáng)力膠水，打孔器，剪刀，塑料軟管，20 mL注射器(不含針頭)，凸透鏡、凹透鏡一組，光具座，光源，水，等等。
每位小組成員積極發(fā)言，就模型的制作方案提出自己的想法。經(jīng)過討論，小組形成最佳的模型制作方案，并采用畫圖、表格等方式記錄設(shè)計方案。
可調(diào)節(jié)的“晶狀體”示意圖
4．方案實施
小組成員使用提供的材料器具或其他自備、自制的材料器具，依照確定的方案制作成像模型，分析模型中各個部件與眼球各結(jié)構(gòu)的對應(yīng)關(guān)系，并在模型中標(biāo)注相應(yīng)的眼球結(jié)構(gòu)名稱。根據(jù)方案制作可調(diào)節(jié)的晶狀體模型或眼球前后徑模型，實現(xiàn)成像的可調(diào)節(jié)。操作模型，模擬正常視物、近視、遠(yuǎn)視成像情況，選擇合適的透鏡，并將其置于合適的位置，對“視力不良”的情況進(jìn)行矯正。采用表格、圖片、照片、視頻等方式記錄模型作品、實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)，分析得出實驗結(jié)果。
1．(陜西中考)圖1是顯微鏡及遮光器的放大圖；圖2是眼球結(jié)構(gòu)模型；圖3的①～④是從眼球模型中依次取出的結(jié)構(gòu)。遮光器上的光圈可以控制顯微鏡的進(jìn)光量，①～④中相當(dāng)于遮光器的是(　C　)
圖1
　
圖2
　
圖3
A.③　　　B．④　　　C．②　　　D．①
眼球的瞳孔的大小是隨著光線的強(qiáng)弱而變化的。當(dāng)外界光線較強(qiáng)時，瞳孔變小，以避免過強(qiáng)的光線刺傷眼睛；當(dāng)外界光線較弱時，瞳孔變大，讓更多的光線進(jìn)入眼球，便于看清物體。②瞳孔相當(dāng)于遮光器。
2．(山東青島期末)如圖所示是某生物興趣小組制作的模擬眼球成像的可調(diào)節(jié)模型，圖中的注水塑料瓶和光屏分別模擬的是(　D　)
A．玻璃體、脈絡(luò)膜 B．玻璃體、鞏膜
C．晶狀體、角膜 D．晶狀體、視網(wǎng)膜
外界物體反射來的光線，經(jīng)過角膜、房水，由瞳孔進(jìn)入眼球內(nèi)部，再經(jīng)過晶狀體和玻璃體的折射作用，在視網(wǎng)膜上能形成清晰的物像，物像刺激了視網(wǎng)膜上的感光細(xì)胞，這些感光細(xì)胞產(chǎn)生的神經(jīng)沖動，沿著視神經(jīng)傳到大腦皮層視覺中樞，就形成視覺。從圖中可以看到，注水塑料瓶模擬眼球的晶狀體，起調(diào)節(jié)作用；光屏模擬眼球的視網(wǎng)膜。
3．(山東煙臺期末)下圖為生物小組同學(xué)制作的眼球成像模型，左邊的白紙板和中間的雙凸透鏡分別相當(dāng)于眼球的(　C　)
　
A．4和5 B．6和8
C．8和5 D．9和6
在該模型中，凸透鏡相當(dāng)于眼球的5晶狀體，白紙板相當(dāng)于眼球的8視網(wǎng)膜。
4．(山東濰坊中考)某生物興趣小組在老師指導(dǎo)下，開展了“制作可調(diào)節(jié)的眼球成像模型”的跨學(xué)科實踐活動。活動計劃如下：①學(xué)習(xí)眼球的結(jié)構(gòu)和成像原理，并查閱、學(xué)習(xí)物理學(xué)科的相關(guān)內(nèi)容；②研討眼球模型制作方案，并繪制草圖；③選擇合適的材料和工藝，制作眼球結(jié)構(gòu)模型和成像模型；④測試眼球模型，并根據(jù)測試效果進(jìn)行改進(jìn)；⑤撰寫實踐活動報告。
(1)學(xué)習(xí)的過程就是建立__條件反射__(填反射類型)的過程。在學(xué)習(xí)眼球的結(jié)構(gòu)和成像原理時，聽到老師“眼是視覺器官……”的聲音前，聲波刺激依次經(jīng)過耳的結(jié)構(gòu)是__外耳道→鼓膜→聽小骨→耳蝸__(用名稱和箭頭表示)，最后經(jīng)聽覺中樞分析處理形成聽覺。
(2)興趣小組制作的模型如圖所示，其中光盤相當(dāng)于眼球的__虹膜__，氣球B相當(dāng)于眼球的__玻璃體__。
(3)為測試眼球模型，興趣小組的同學(xué)通過調(diào)節(jié)螺絲，使光源清晰地成像在藍(lán)色塑料板上，該過程模擬的是__眼球的調(diào)節(jié)功能__。為演示近視的形成，可以調(diào)節(jié)螺絲使氣球A的前后徑__變大__(填“變大”或“變小”)，讓物體成像于藍(lán)色塑料板前方。
(4)查閱資料時發(fā)現(xiàn)，光也會影響睡眠、情緒等非成像視覺功能，夜間光的輸入會增加患抑郁癥的風(fēng)險。興趣小組模擬手機(jī)、電腦等藍(lán)光模式，按圖示流程探究夜間藍(lán)光誘發(fā)小鼠的抑郁行為，得到表中結(jié)果(“強(qiáng)迫游泳”作為反映抑郁程度的指標(biāo))。
分組 強(qiáng)迫游泳不動時間(min)
前測 后測
甲 20 35
乙 20 20
以上結(jié)果顯示__夜間藍(lán)光處理會使強(qiáng)迫游泳不動時間顯著增加__，表明只有夜間藍(lán)光可誘發(fā)小鼠的抑郁行為。本研究結(jié)果對你健康生活的啟示是__夜間應(yīng)盡量避免接觸藍(lán)光，如減少使用手機(jī)、電腦等電子設(shè)備的時間__。跨學(xué)科實踐活動(二)　制作可調(diào)節(jié)的成像模型模擬眼球成像
1．學(xué)科概念和跨學(xué)科概念
生物學(xué)學(xué)科概念
(1)眼是人體從外界獲取信息的一種感覺器官。
(2)視覺的形成過程中，通過晶狀體曲度的改變，使不同距離的物體能準(zhǔn)確地在視網(wǎng)膜上成像。
物理學(xué)科概念
(1)凸透鏡對光具有會聚作用，凹透鏡對光具有發(fā)散作用。
(2)成像模型中，凸透鏡曲度過大或與成像光屏距離過遠(yuǎn)，可用凹透鏡矯正成像效果；反之，可用凸透鏡矯正成像效果。
跨學(xué)科概念
(1)系統(tǒng)與模型：眼球各個結(jié)構(gòu)相互聯(lián)系構(gòu)成一個成像系統(tǒng)；眼球成像過程難以直接觀察，借助模型可認(rèn)識和理解眼球成像原理及視力的變化與矯正。
(2)結(jié)構(gòu)與功能：視物正常的眼球的晶狀體富有彈性，由于睫狀肌的收縮、舒張作用，其曲度發(fā)生變化，使人能看清遠(yuǎn)近不同的物體。
2．任務(wù)描述
利用一定的材料器具制作可調(diào)節(jié)的成像模型，模擬眼球成像的過程；合理選用凹透鏡或凸透鏡對成像不清的情況進(jìn)行矯正，模擬視力的矯正。
本活動以小組為單位進(jìn)行，課時安排如下表所示。
課時安排建議
活動課時安排 活動內(nèi)容
第1課時 小組討論，確定裝置制作及模擬眼球成像的方法和材料
第2課時 小組制作成像模型，并模擬眼球成像及視力矯正。展示、交流
3.方案設(shè)計
以下材料器具供選擇：透明膠帶的內(nèi)圈，波波球(一種無色透明、有彈性的氣球)，環(huán)保強(qiáng)力膠水，打孔器，剪刀，塑料軟管，20 mL注射器(不含針頭)，凸透鏡、凹透鏡一組，光具座，光源，水，等等。
每位小組成員積極發(fā)言，就模型的制作方案提出自己的想法。經(jīng)過討論，小組形成最佳的模型制作方案，并采用畫圖、表格等方式記錄設(shè)計方案。
可調(diào)節(jié)的“晶狀體”示意圖
4．方案實施
小組成員使用提供的材料器具或其他自備、自制的材料器具，依照確定的方案制作成像模型，分析模型中各個部件與眼球各結(jié)構(gòu)的對應(yīng)關(guān)系，并在模型中標(biāo)注相應(yīng)的眼球結(jié)構(gòu)名稱。根據(jù)方案制作可調(diào)節(jié)的晶狀體模型或眼球前后徑模型，實現(xiàn)成像的可調(diào)節(jié)。操作模型，模擬正常視物、近視、遠(yuǎn)視成像情況，選擇合適的透鏡，并將其置于合適的位置，對“視力不良”的情況進(jìn)行矯正。采用表格、圖片、照片、視頻等方式記錄模型作品、實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)，分析得出實驗結(jié)果。
1．(陜西中考)圖1是顯微鏡及遮光器的放大圖；圖2是眼球結(jié)構(gòu)模型；圖3的①～④是從眼球模型中依次取出的結(jié)構(gòu)。遮光器上的光圈可以控制顯微鏡的進(jìn)光量，①～④中相當(dāng)于遮光器的是(　　)
圖1
　
圖2
　
圖3
A.③　　　B．④　　　C．②　　　D．①
2．(山東青島期末)如圖所示是某生物興趣小組制作的模擬眼球成像的可調(diào)節(jié)模型，圖中的注水塑料瓶和光屏分別模擬的是(　　)
A．玻璃體、脈絡(luò)膜 B．玻璃體、鞏膜
C．晶狀體、角膜 D．晶狀體、視網(wǎng)膜
3．(山東煙臺期末)下圖為生物小組同學(xué)制作的眼球成像模型，左邊的白紙板和中間的雙凸透鏡分別相當(dāng)于眼球的(　　)
　
A．4和5 B．6和8
C．8和5 D．9和6
4．(山東濰坊中考)某生物興趣小組在老師指導(dǎo)下，開展了“制作可調(diào)節(jié)的眼球成像模型”的跨學(xué)科實踐活動?；顒佑媱澣缦拢孩賹W(xué)習(xí)眼球的結(jié)構(gòu)和成像原理，并查閱、學(xué)習(xí)物理學(xué)科的相關(guān)內(nèi)容；②研討眼球模型制作方案，并繪制草圖；③選擇合適的材料和工藝，制作眼球結(jié)構(gòu)模型和成像模型；④測試眼球模型，并根據(jù)測試效果進(jìn)行改進(jìn)；⑤撰寫實踐活動報告。
(1)學(xué)習(xí)的過程就是建立__ __(填反射類型)的過程。在學(xué)習(xí)眼球的結(jié)構(gòu)和成像原理時，聽到老師“眼是視覺器官……”的聲音前，聲波刺激依次經(jīng)過耳的結(jié)構(gòu)是__ __(用名稱和箭頭表示)，最后經(jīng)聽覺中樞分析處理形成聽覺。
(2)興趣小組制作的模型如圖所示，其中光盤相當(dāng)于眼球的__ __，氣球B相當(dāng)于眼球的__ __。
(3)為測試眼球模型，興趣小組的同學(xué)通過調(diào)節(jié)螺絲，使光源清晰地成像在藍(lán)色塑料板上，該過程模擬的是__ __。為演示近視的形成，可以調(diào)節(jié)螺絲使氣球A的前后徑__ __(填“變大”或“變小”)，讓物體成像于藍(lán)色塑料板前方。
(4)查閱資料時發(fā)現(xiàn)，光也會影響睡眠、情緒等非成像視覺功能，夜間光的輸入會增加患抑郁癥的風(fēng)險。興趣小組模擬手機(jī)、電腦等藍(lán)光模式，按圖示流程探究夜間藍(lán)光誘發(fā)小鼠的抑郁行為，得到表中結(jié)果(“強(qiáng)迫游泳”作為反映抑郁程度的指標(biāo))。
分組 強(qiáng)迫游泳不動時間(min)
前測 后測
甲 20 35
乙 20 20
以上結(jié)果顯示__ __，表明只有夜間藍(lán)光可誘發(fā)小鼠的抑郁行為。本研究結(jié)果對你健康生活的啟示是__ __。

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