4.4跨学科实践：小小验光师 教学设计-2025-2026学年北师大版（北京）物理八年级全一册

本文围绕“跨学科实践：小小验光师”展开，核心知识点为正常人眼调节功能、近视远视成因与矫正。承接初二物理光学基础，为学生理解视力问题奠基。通过实验探究、案例分析等环节，渗透物理观念、科学思维、科学探究及科学态度与责任等核心素养。 该设计创新点在于跨学科实践，采用体验式、探究式教法，借助水透镜等教具。学生能提升科学探究与思维能力，教师获清晰授课路径，课堂互动性增强，有效突破教学难点。

教学设计 课程基本信息 学科 物理 年级 初二 学期 秋季 课题 跨学科实践：小小验光师 教科书 书 名：义务教育教科书物理八年级全一册 出版社：北京师范大学出版社（主编：李春密） 教学目标 1.通过水透镜眼球模型，知道正常人眼的调节功能。 2.通过凸透镜实验，了解近视眼、远视眼的成因与矫正。 3.通过课外补充拓展，认识到保护眼睛的重要性。 教学重难点 教学重点： 1. 认识人眼的结构与功能。 2. 知道人眼是如何调节看清远处和近处物体的。 教学难点： 1. 知道近视眼、远视眼的成因与矫正。 教学过程 一、引入新课 设置活动：请同学们来体验如何当一名验光师。 请一位带眼镜的同学站在距离视力表两米、四米、六米的位置，来观察视力表，分别记 录站在相应位置时最多能看清视力表的第几排。 再请一位中老年人，与刚刚的同学站在同样的位置，记录最多能看清视力表的第几排。 观察记录的数据，我们发现同学站得离视力表越远，能看清的行数越少，说明她能看清 近处的物体，但是看不清远处的物体。而中老年人站得离视力表越远，能看清的行数越多， 说明他能看清远处的物体，但是看不清近处的。 引导学生思考：造成这样的原因是什么呢？我们是否有方法可以帮助他们能同时看清近 处和远处的物体呢？ 二、新课学习 （一）了解眼睛 1.组建眼球模型，认识眼球结构 眼球的四周的肌肉：眼球之所以能够上下左右转动是依靠这些肌肉的牵拉。 眼白：起到保护眼球的作用。 角膜：位于眼球最外层。 虹膜：含有色素，不同的人虹膜的颜色也不一样。 瞳孔：虹膜中间的孔。光线穿过瞳孔进入眼睛。当外界光线较强，瞳孔会收缩减少进光 量以保护眼睛。当外界光线较弱，瞳孔会自动放大，增大进光量。 晶状体：中间厚边缘薄的结构，相当于之前所学习过的凸透镜，起到折射光线的作用。 玻璃体：透明球体结构，主要起到支撑眼球的作用。 睫状肌：位于晶状体两侧，可以通过挤压或者拉伸晶状体，从而改变晶状体的厚度。 视神经：眼球内部的网状结构。 视网膜：视网膜上的感光细胞获得图像信息时，会通过视觉神经将信息传递给大脑的视 觉中枢处理，形成视觉。 2.回顾凸透镜成像规律，学习眼球的成像原理 外界物体发出或反射的光线，经过透镜后最后在底片上呈现倒立缩小的实像。 物体发出或反射的光线进入人眼，晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏。经过晶状 体的折射，在视网膜上形成一个清晰的像时，我们就看清了外界的物体。 （二）人眼的自动调节 提问：在现实生活中，我们不仅要观察远处的物体，也要观察近处的物体，那么人眼是 如何实现这个功能的呢？ 思考：对于人的眼睛而言，像距可以改变吗？也就是说，晶状体到视网膜的距离可以改 变吗？人眼是如何保证始终在视网膜上呈现清晰的像的？ 探究实验：模拟眼球看近处和远处的物体 实验过程： 1.先看远处的物体，调节水透镜，在视网膜上可以清晰地看到倒立、缩小的实像。 2.从水透镜中抽水，像依旧模糊。向水透镜中注水，晶状体变厚，折光能力变强，在视 网膜上看到一个清晰的倒立缩小的实像。 3.再看近处物体，从水透镜中抽水，晶状体变薄，折光能力变弱，在视网膜上看到一个 清晰的倒立缩小的实像。 实验结论：看近处物体时，晶状体变厚；看远处物体时，晶状体变薄。 （三）近视眼的成因与矫正 1.近视眼的成因 思考： 由于有些同学没有注意用眼卫生，养成良好的用眼习惯，会造成看清物体的范围 减小了。有部分同学，会出现图片上的情况。可以看清近处物体，但是不能看清远处物体。 我们把这种情况称之为近视眼。近视眼是怎样形成的？ 调查一名近视眼的学生： 师：请问你是天生的近视眼吗？ 生：不是，我是三年级才带眼镜的。 师：你认为你近视眼的原因是什么？ 生：我经常趴着看书、使用电子产品 师：近视之后，对你的生活有什么影响？ 生：我坐在教室的后排看不清黑板上的字，需要佩戴眼镜才能看清 分析并思考：健康人的晶状体本身是具有调节功能的。但是由于长期看近处物体，晶状 体变厚，无法调节变薄，导致看不清远处的物体，视网膜上的像变模糊了。为什么会出现这 样的情况？清晰的像去哪了？ 探究实验：近视眼的成因 实验器材：光具座、光源（模拟要看清的物体），水透镜（模拟晶状体），光屏（模拟视 网膜）。 实验过程： （1）长时间看近处物体后，晶状体长时间处于凸起状态。再看远处物体，凸起的晶状体 恢复不了正常状态，视网膜上没有呈现清晰的像。 （2）前后移动光屏，发现像在视网膜的前方。 实验结论：近视眼患者的晶状体比正常视力的人的晶状体要更厚，人眼无法通过自身进 行调节。 思考：用什么方法来矫正近视眼？ 探究实验：矫正近视眼 实验过程： （1）保持远处物体位置不动，先尝试佩戴黑色镜片，发现成像依然模糊。 （2）再尝试佩戴红色镜片，在视网膜上看到了清晰的像。 结论：红色镜片可以矫正近视眼。 思考：红色镜片是那种透镜？为什么可以矫正近视眼？ 演示实验：用一束平行光来模拟远处物体发出的光。先来模拟正常人眼怎么能看清远处 的物体，人近视后，晶状体变厚，折光能力变强，光线在视网膜前会聚。因此需要佩戴有发 散作用的凹透镜使光线重新会聚在视网膜上。 （四）远视眼的成因与矫正 提问：生活中，除了因为近视眼佩戴眼镜的青少年特别多，佩戴眼镜的老年人也很常见。 他们是为什么佩戴眼镜呢？ 分析：与近视患者不同，老年人佩戴眼镜往往是在看近处物体时。可以看清远处物体， 但是看不清近处物体。我们把这样的症状称之为远视眼，也就是老花眼。为什么会出现这样 的情况呢？ 探究实验：远视眼的成因 实验过程： （1）人看清远处物体后再想看近处的物体，晶状体无法及时变焦，导致看不清近处的物 体。 （2）前后移动光屏，发现清晰的像在视网膜后方。 思考：如何矫正远视眼？ 探究实验：矫正远视眼 实验过程： （1）保持物体在近处位置不动，先佩戴红色镜片，发现视网膜上的像依然模糊。 （2）再往佩戴黑色镜片，像变清晰。 结论：黑色镜片能矫正远视眼。 思考：黑色镜片是哪种透镜？为什么能矫正远视眼？ 为什么远视眼患者需要佩戴凸透镜矫正呢？用更大的眼球模型来模拟。 演示实验：用近处的某一点发出的两束光来模拟，先来模拟正常人眼怎么能看清近处的 物体，远视眼患者晶状体变薄，折光能力变弱，光线在视网膜后方会聚。因此需要佩戴有会 聚作用的凸透镜使光线重新会聚在视网膜上。 三、拓展与提升 （一） 眼镜度数 我们再来仔细观察一下这两片镜片，发现上面标有 175 的数字，这个数字有什么含义呢？ 它其实表示这片镜片的度数是 175 度。 眼镜的度数与透镜的焦距有联系： D = 1 ∗ 100 f 其中，D 表示眼镜的度数，f 表示眼镜的焦距，在这个公式中需要以米作为单位。 对于凸透镜而言，效果是会聚，焦距是正的，眼镜度数也是正的。对于凹透镜而言，效 果是发散，只有虚焦点，焦距是负的，眼镜度数也是负的。但是我们日常生活中往往会省略 这个负号。 （二）近点、远点与明视距离 讲解：健康的人眼调节晶状体的能力也是有限的。把能看清物体最远的点称之为远点， 能看清最近的点称之为近点。我们人眼也有看物体最为舒适的点，例如我们在写作业时，保 持作业距离人眼 25cm 左右时，这时眼睛最为放松，且最有利于保护人眼。我们把这个距离称 之为明视距离。 （三）保护眼睛的措施 同学们日常读书写字时，一定要注意自己的坐姿；减少电子产品的使用时间，增加户外 运动时间，放松眼睛；在学校认真做眼保健操。如果发现自己有看不清物体的情况，需要及 时去医院进行检查，以免加剧病情。 四、总结与课后作业布置 今天，我们一同认识了眼球的结构，知道正常人眼的调节功能，了解了近视眼与远视眼 的成因与矫正。 课后，请同学们根据学习任务单，完成学习任务。同时，通过今天的所学知识，判断自 己或者周围佩戴眼镜的家人朋友是近视还是远视，说出成因与需要佩戴哪种类型的透镜，尝 试计算佩戴透镜的焦距。 最后，老师呼吁大家，养成良好的用眼习惯，守护好我们的心灵之窗。 学科网（北京）股份有限公司 $$