跨学科实践活动：制作可调节的眼球成像模型，提出保护眼健康的方式（课件帮）-【上好课】2024-2025学年七年级生物下册同步精品课堂（冀少版2024）

2024冀少版新教材.生物.七年级.下册 跨学科实践活动 制作可调节的眼球成像模型， 提出保护眼健康的方法 课标要求 概念9 真实情境中的问题解决，通常需要综合运用科学、技术、工程学和数学等学科的概念、方法和思想，设计方案并付诸实施，以寻求科学问题的答案或制造相关产品 9.1 模型制作类跨学科实践活动：针对特定针对特定的生物学内容，运 用生物学、物理、技术、工程学等学科概念，以及“结构与功能”“尺度、比例和数量”“系统与模型”等跨学科概念，选择恰当的材料，设计并制作模型，直观地表征相应的结构与功能，提升探究实践能力 （1）制作可调节的眼球成像模型，提出保护眼健康的方法 根据眼球的结构和成像原理，运用相关学科的知识和方法，选择适当的材料和工艺，制作眼球结构模型和成像模型。模型可用于演示正常眼的成像，展现近视眼、远视眼的成因以及矫正方法。 调查班级学生的近视率，撰写调查报告，结合眼球结构和成像原理提出保护眼健康的方法。 电视、计算机、手机、平板电脑等电子产品的普及，极大地拓宽了人们的视野，改变了人们的生活，人们越来越离不开这些电子产品。与此同时，我们发现班级里的“小眼镜”也越来越多了。那么，眼镜是怎样矫正视力的?怎样才能保护眼健康呢? 现实问题 认识科学用眼与健康生活的关系。 理解眼球成像与物理等学科的联系。 设计制作可调节的眼球结构模型，探究近视眼、远视眼的成因及矫正方法。 形成结构与功能相适应的生命观念，培养爱眼、护眼的健康意识。 活动目标 学科原理 综合运用生物学、物理等学科知识和方法，考虑“结构与功能”“系统与模型”等跨学科概念,选择恰当的材料，设计制作可调节眼球结构模型，直观地展现出眼球的结构与功能。 生物学科 ——眼球的结构及成像原理（图1） 图1 眼球的结构及成像原理 晶状体 角膜 睫状体 视网膜 玻璃体 物理学科 ——凹透镜和凸透镜 平行光通过凸透镜后，每条光线都向着接近主轴的方向折射，会聚于一点，说明_________对光线有会聚作用(图2) ;平行光通过凹透镜后每条光线都向着偏离主轴的方向折射,说明_________对光线有发散作用(图3)。 图2 凹透镜对光线有会聚作用 图3 凹透镜对光线有发散作用 凸透镜 凹透镜 制定方案 1.准备带有螺栓的直径12厘米的绣花绷外圈、直径11厘米的波波球、清水、透明胶带、螺丝帽、物理成像实验使用的凸透镜的杆、F光源、光屏和光具座等。 任务一 设计并制作可调节的眼球成像模型 参照下列提示制订方案，也可以根据问题、目标和原理另行制订方案。 制定方案 2.在绣花绷外圈打一个孔(图4)。用螺丝帽将凸透镜的杆固定到绣花绷的孔上(图5)。向波波球内注满清水(图6)。将波波球注水口缠到绣花绷上，再选取波波球的4个点，用透明胶带固定在绣花绷上，使波波球受力均匀，稳定在绣花绷的中间位置,组成晶状体模型(图7)。 任务一 设计并制作可调节的眼球成像模型 制定方案 任务一 设计并制作可调节的眼球成像模型 3.依次将光源、晶状体模型、光屏固定在光具座上（图8）。 制定方案 1.打开光源开关，显示字母F。先移动光源，使光源在光屏上呈现清晰的倒立实像。接着，缓慢移动光源远离晶状体模型，观察光屏上的像由清晰变得模糊。适度松动绣花绷侧面的螺栓，上 下小幅拉抻绣花绷，使绣花绷周长变大以模拟睫状肌舒张，“ 晶状体”凸度变小，这时，刚才光屏上模糊的像又逐渐变清晰。这个过程模拟了人眼由看近物到看远物时睫状体与晶状体的调节过程。 2.继续缓慢移动光源靠近晶状体模型,观察光屏上的像由清晰又变得模糊,这时，扣紧绣花绷侧面的螺栓，上下小幅压缩绣花绷，使绣花绷周长变小模拟睫状肌的收缩，“ 晶状体”凸度变大，光屏.上的像逐渐又变清晰。这个过程模拟了人眼由看远物到看近物时睫状体与晶状体的调节过程。 任务二 利用模型，演示正常眼的成像 制定方案 任务二 利用模型，演示正常眼的成像 制定方案 1.探究近视成因及矫正方法 光源置于能在光屏上呈现清晰物像的位置，绣花绷扣紧，使晶状体凸度变大同时光屏后移，光屏上的物像变得模糊。手持白纸在光屏前方左右移动，直至看到物像清晰呈现在白纸上，说明清晰的像成在光屏的前方，这模拟了近视眼看不清物体的过程。移走白纸,取近视眼镜(凹透镜)放在晶状体模型的前方，观察物像在光屏是否重新变得清晰了，分析近视眼的成因及矫正方法。 任务三 探究近视、远视的成因及矫正方法 制定方案 任务三 探究近视、远视的成因及矫正方法 2.探究远视成因及矫正方法 光源置于能在光屏上呈现清晰物像的位置，绣花绷拉松，使晶状体凸度变小同时光屏往前移，光屏上的物像变得模糊。这时，尝试将不同度数的远视眼镜(凸透镜)放在晶状体模型前，刚才模糊的物像在光屏上重新变得清晰。这就模拟了远视眼(或老花眼)看清物体的过程。 制定方案 任务四 调查班级同学的近视率并对成因进行分析 1.调查本班同学的近视率。 近视率=近视人数÷总人数X100% 2. 编制一份调查表，了解本班同学看书、写字的最长时间，持续看电视、使用计算机或手机的时间，书写时的坐姿等，比较近视的同学与正常视力的同学在用眼习惯上有什么不同。 制定方案 任务四 调查班级同学的近视率并对成因进行分析 问题 选项 填写说明 1.每日平均用眼时长 勾选一项 看书/写字时间 A.0.5小时-1小时 B.1小时-2小时 C.2小时-3小时 D.＞3小时 勾选一项 看电视时间 A.＜0.5小时 B.0.5小时-1小时 C.1小时-2小时 D.＞2小时 勾选一项 使用电脑/手机时间 A.＜0.5小时 B.1小时-2小时 C.2小时-4小时 D.＞4小时 勾选一项 2.单次持续用眼最长时长 勾选一项 看书/写字 A.≤30分钟 B.30-60分钟 C.＞60分钟 勾选一项 看屏幕（电视/电脑/手机） A.≤30分钟 B.30-60分钟 C.＞60分钟 勾选一项 3.书写/阅读习惯 勾选一项 坐姿是否端正 A.总是 B.偶尔弯腰/歪头 C.经常弯腰/歪头 勾选一项 眼睛与书本/屏幕距离 A.＞30cm B.20-30cm C.＜20cm 勾选一项 班级用眼习惯于视力情况调查表 3.分析近视形成的原因并提出保护眼健康的方法。 制定方案 任务四 调查班级同学的近视率并对成因进行分析 答：近视形成的主要原因：长时间近距离用眼；不良用眼习惯；缺乏户外活动；遗传因素：如家族近视史可能增加近视风险；电子屏幕蓝光。 答：保护眼健康的方法：科学用眼；改善环境与姿势；增加户外活动；定期检查与干预；饮食与睡眠。 根据制订的方案，完成可调节的眼球结构模型的制作;在探究眼成像活动过程中，发现模型的不足，及时修正并不断完善。分析正常眼成像与近视眼成像的探究结果，调查班级近视率，分析近视成因,提出保护眼健康的方法，写出活动报告。 方案实施 1.展示可调节的眼球成像结构模型，和同学们交流设计、选材和制作过程。 2.在学校交流活动报告。 3.在校园内举办爱眼宣传活动宣传爱眼、护眼的方法。 展示交流 查阅资料了解散光的相关内容，尝试制作模拟眼球散光成像的实验装置。 拓展实践 能力提升 1.制作模型可以直观地表征生物体的结构或功能，科学性是模型设计的前提。下列模型制作存在科学性错误的是（     ） A．用具有一定通透性的塑料薄膜代表动物细胞的细胞膜 B．用橡皮泥揉成团放入细菌细胞模型中央代表细胞核 C．用绿色船形果脯放在叶肉细胞模型中代表叶绿体 D．用双凸透镜放入眼球成像模型中代表晶状体 B 细菌细胞内没有成形的细胞核，具有拟核，所以用橡皮泥揉成团放入细菌细胞模型中央代表拟核 2．小明学习了眼球的结构后，在老师的指导下准备制作一个眼球模型，准备的材料有：双凸透镜、无色透明塑料片，中央带孔的黑色塑料片，硫酸纸（可模拟成像）等，下图是眼球部分结构模式图，模型制作与结构不对应的是（    ） A．硫酸纸—④ B．双凸透镜—① C．无色透明塑料片—⑤ D．中央带孔的黑色塑料片—② C ①晶状体、②虹膜、③角膜、④视网膜、⑤巩膜。 3.每年的6月 6日为“全国爱眼日”，为了理解眼卫生保健知识，老师组织同学们依据物理成像原理制作了一个可调节的眼球结构成像模型。用注射器控制水透镜中水的含量，调节水透镜的曲度（向内推注射器加水，水透镜曲度变大，向外拉则变小），改变成像的焦距。下图表示正常眼球的成像。下列叙述不正确的是（　　） A．光屏模拟视觉形成的神经中枢 B．注射器模拟的是睫状体对晶状体的调节功能 C．模拟看近处时的晶状体变化，应向内推注射器 D．模拟课间远眺时的晶状体变化，应向外拉注射器 A 光屏模拟视网膜，是形成物像的地方 24 生活的美妙就在于它的丰富多彩，要使生活变得有趣，就要不断地充实它！ 谢谢聆听 Thank you 学好生物，学会生活 $$近视的形成及矫正光源。水透镜模拟眼球结构中的晶状体，晶状体像双凸透镜，可以折射光线。白屏模拟眼球结构中的视网膜，可以成像。打开光源，经过凸透镜的折射，在光屏上形成了一个清晰可见的物像。近视的形成是因为晶状体曲度过大或眼球前后径过长引起。我们可以通过向水透镜当中注入更多的水，使晶状体的曲度变大，来模拟近视的成因。此时我们可以看到光屏上不再有清晰的物像，这是因为晶状体曲度变大以后，折射光线的能力会变强，像落到了视网膜的前方，此时需要佩戴凹透镜进行矫正。我们的眼镜就是典型的凹透镜，它的中间薄两边厚。给水透镜戴上近视眼镜以后，我们可以看到光屏上再次呈现了一个较为清晰的物像。 正常眼晶状体厚薄适度，成像在视网膜上。近视眼晶状体太厚，折光能力强，成像在视网膜前方。利用凹透镜的发散作用，使巷重新呈在视网膜上。远视眼晶状体太薄，折光能力太弱，成像在视网膜后方。利用凸透镜的汇聚作用，使巷重新呈在视网膜上。 模拟眼睛成像需要准备蜡烛、白瓶两个凸度不同的透镜。我们实验中使用的黑框透镜凸度更小将透镜置于蜡烛和白瓶中间位置，点燃蜡烛。保持透镜和白屏位置不动，来模拟我们的眼睛。其中透镜模拟的是人眼球中的晶状体，白屏模拟的是视网膜调整蜡烛位置，直到在白屏上出现清晰的成像。换成凸度较小的透镜，并且保持透镜与白屏间距不变，继续调整蜡烛位置，直到白屏上出现清晰成像。将蜡烛离得透镜稍远一些，成像就模糊了。通过比较我们可以发现，凸度较小的透镜看远处物体清楚，凸度较大的透镜看近处的物体更清楚。