第6节眼和视觉

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第6节 眼和视觉
【教材分析】教材通过实验让学生了解两类不同性质透镜的功能，并能区别它们。提供各种形状的凸透镜和凹透镜请学生分辨。凸透镜的会聚作用通过实验进行教学，同时分析凸透镜的两个实焦点，指明它们的中心，焦距；而凹透镜只说明它对光线的发散作用。教材为了巩固凸透镜成像的规律，还安排了照相机和放大镜的内容；又介绍了视觉器官――眼睛的构造。通过实验让学生测近点、远点及怎样测盲点来感受人类视觉上的限制，了解了近视、远视及它们的成因和矫正办法，而对眼睛的疾病只介绍了色盲。其它的疾病可指导学生查阅相关资料进行了解。学了有关眼睛的知识后，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】
认知目标
1、应用凸透镜模型解释照相机，放大镜和人眼球的作用。
2、了解眼球的结构及各部分的功能。
3、能说出视觉形成的功能。
4、能说出照相机和眼睛的相似之处。
5、了解近视、远视的成因，并知道矫正方法。
技能目标 通过实验了解凸透镜成像的特点。
情感目标
1、进一步体会结构与功能相适应的基本理念。
2、树立保护眼睛和用眼卫生的意识。
3、科学、技术与社会的关系目标
4、了解凸透镜的成像规律在生产、生活和社会中的广泛应用，激发学生的学习兴趣。
5、知道目前人类对近视、远视的矫正方法，理解科学、技术与社会的关系。
科学探究目标
1、通过实验探究凸透镜的成像规律。
2、通过实验探究人的视觉上的限制。
【教学重点、难点】了解透镜成像的规律
会用作图法来表示凸透镜成像的特点
【教学方法】实验探究、分析应用、总结提高
【教学准备】
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
【课时安排】3课时
【教学过程】
一、透镜
课前激趣：课前放映flash《眼睛想旅行》，引起学生的兴趣。
㈠设置故事情景，引入新课
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？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。同学们，你们相信吗？你们也想试一试吗？
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，这位同学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。
㈡学生实验
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。
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？
让学生在实验中认识凸透镜和凹透镜及它们的特点。
㈢认识透镜的主光轴、光心、焦点、焦距
1、其实，我们平时见过的照相机、显微镜、望远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。
2、有的同学能知道手里拿到的是什么透镜，你能告诉我是什么方法确定你拿到的是什么类型的透镜的？你们还能有其他方法吗？
3、下面发一张实验记录单：
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
几种方法辨别远视眼镜、近视眼镜的结果相同吗？
你们小组认为哪一种方法最好？
4、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（或投影片）同时对它们进行交流与识记。
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。
焦 距：焦点到透镜的距离叫焦距，
焦距用字母f表示。

5、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
6、有条件可以观察两条平行光线连续通过两块以上的透镜的情形。
7、指导学生用作图法把上面典型的实验图例画下来。
8、进行两种透镜和对光线的作用方面的形成性练习。
学生分组实验：探究凸透镜成像规律
①大家桌子上有刻度尺、蜡烛、火柴、凸透镜、光屏等，请你先点燃蜡烛，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？什么时候在光屏上不会看到像？
③你们每个学习小组合作起来，能不能通过实验用一些比较精确的数据来证明你的猜想。
④学生实验探究，并填写课本上的实验表格。
⑥组织学生讨论、分析得到的数据可以归纳出怎样的结论。
⑦观察一遍用光具座科学规范地完成上面探究实验的实验注意点和成像光路图中的演变过程。
⑧同学交流自己在实验过程中的得失，欢迎提出新问题共同探讨。
⑨出示某学生的实验报告共同交流和识记凸透镜成像规律。
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、光屏中心在同一水平线上
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 ，成倒立缩小的实像
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。

二、照相机与放大镜
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；）
学生得出结论：成像是正立的、放大的、虚象。
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象？在生活中透镜还有哪些应用？
2、照相机
①教师站在讲台前，用投影仪发出的光照亮自己。现在，你们两人一组互相合作，利用一张白纸、一个凸透镜来给我拍照。
②教师拿一顶帽子（或一只松软的玩具狗）放手，让学生观察，底片（光屏）上的帽子（或狗）的运动情况。
③教师用手左右晃动、顺时针（或逆时针）挥动，让学生观察底片上的手的像的运动情况。④让学生用一本书挡住教师身上反射到凸透镜上的光，学生发现底片上的像不见了；我们每个正常的人都有两只眼睛，你现在用手挡住自己的眼睛，也看不见老师了，有人说我们每只眼睛就是一台照相机，你同意吗？同样是眼睛，近视眼和远视眼又是怎么回事呢？今天我们就来学习照相机和眼睛的成像原理以及矫正视力方面的知识。
三、眼睛
㈠眼睛的结构（以课件为载体）
1、眼球的外部有角膜和巩膜。
2、中间一层有虹膜，睫状体和瞳孔。
3、内部：视网膜，悬韧带，晶状体和玻璃体。
4、眼球的正视图：晶状体，虹膜（互相观察颜色），瞳孔（互相用手电筒照看），角膜，睫状体。
【填图游戏】看课件（先让学生记忆5分钟，然后请几个小组上来填色，看哪组快。）
㈡实验
1：虹膜的颜色：不同肤色的人的颜色不同。
2：观察同桌同学的虹膜和瞳孔。用手电照射右眼。
引导观察：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线的多少。虹膜的作用是调节瞳孔的大小。
和照相机比较
（1）照相机成像原理
（2）眼睛可以看到物体的原理
PS：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”。
①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。
②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。
③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。
④你有近视眼镜吗？你知道它是什么镜？你会用近视眼镜对近视眼成像进行矫正吗？
⑤你带了“老花眼镜”了吗？你知道它是什么镜？你会用远视眼镜对远视眼成像进行矫正吗？
四、人类视觉上的限制
㈠实验
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。
＋ ●
遮掩你的右眼，左手拿着课本，以左眼凝视右面的加号，你的左眼仍能看见右面的圆点吗？
继续用左眼凝视加号，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）。
遮掩左眼，改以右眼凝视右边的圆点，然后慢慢地移近课本。你又发现了什么？ 结论：视网膜上有感光细胞的部位。
――>>人类的视觉有限制
㈡近视
1、近视的成因（课件）
原因；眼球的前后径过长或晶状体曲度过大。

2、远视的成因（课件）
原因：眼球的前后径过短或晶状体弹性变小。

3、近视的预防：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。真性近视，前后径过长……
4、远视的预防，纠正 学生总结。
5、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【讨论】

五、爱护眼睛，保护视力
联系近视眼的形成，自己阅读P37 总结出……
课外查找“爱护眼睛，保护视力”的资料。
六、显微镜和望远镜
用课件简单介绍，有兴趣的学生提供一些网址或者资料。
【作业】1、38页课后题
2、作业本11、12、13页基础训练
3、选做：作业本探索与思考
【课后反思】这节课的教学内容较多应该抓住重点，可以分为两节来进行。第一节通过实验、课件简要介绍有关透镜的基本概念之后，通过演示实验总结出透镜的对光线的会集与发散作用，接着组织学生探究凸透镜的成像规律，成像的性质学生观察得出比较容易，但成像的范围，还需要教师引导通过比较才能得出；对于人眼的结构与功能的关系，可以启发学生去理解总结，视力的矫正是较难的地方，注意抓住主要的地方――造成近视与远视的原因是什么？它们成像在视网膜前面还是后面？然后再从需要发散还是要会聚，来考虑是用凸透镜还是凹透镜。这节课的内容要根据学生的实际情况，让学生在理解的前提下，掌握规律，从而与实际情况相联系。