1.5 透镜和视觉（4）教案-2025-2026学年浙教版科学八年级上册

该教案聚焦眼睛构造、成像原理及近视远视成因矫正，以青少年近视率数据图表导入引发关注，通过“人体相机”模型拆解组装学习眼球结构，水透镜实验探究晶状体调节，再联系实际分析矫正，构建结构-功能-应用的知识脉络。 以“人体光学工程师”任务驱动，通过眼球模型建构、水透镜实验模拟晶状体调节、近视矫正实验验证及护眼倡议设计，体现科学思维的模型建构与推理论证，探究实践的实验操作与问题解决，态度责任的健康生活意识。助力学生提升探究能力与健康素养，为教师提供任务驱动的生活化教学范式。

教学设计 课程基本信息 学科 科学 年级 八年级 学期 秋季 课题 1.5透镜与视觉（四） 教学目标 1.了解眼睛的构造，理解眼睛成像原理。 2.了解近视和远视的成因，懂得近视和远视的矫正方法。 教学重难点 教学重点： 1.眼的结构与功能； 2.视觉的形成过程。 教学难点： 晶状体的调节作用；近视和远视的成因及矫正原理。 教学过程 引入 师： （PPT展示一张引人注目的数据图表，如《中国不同年龄段青少年近视率趋势图》）同学们，你们发现了哪些令人担忧的趋势？ 生： 老师，我发现小学生的近视率都好高啊，超过30%了！ 生： 而且随着年龄增长，近视率越来越高，高中生都快到80%了！ 生： 我记得我表弟才上三年级，就已经戴上小眼镜了。这个数据太吓人了。 师： 大家的观察非常敏锐，解读得也很到位。这组冰冷的数据背后，是无数个“小眼镜”和家长们焦虑的目光。近视低龄化、高发化的趋势已经成为一个严峻的公共卫生问题。那么，请大家深入思考一下： 是什么器官出了“故障”导致了我们看不清这个世界？ 我们又能做些什么，来阻止自己成为这下一个统计数据，守护好我们无比珍贵的光明？ 生： 是眼睛！ 生： 我们要了解它怎么工作的，才能知道怎么保护它。 师： 大家说得非常专业！为了找到这些问题的答案，今天我们将共同完成名为“解码双眸，守护光明”的科学课。我们将化身“人体光学工程师”，完成一项艰巨而光荣的任务： 终极任务： 逆向工程我们精密的“人体相机”——眼球，彻底弄清它的工作原理，诊 断其最常见“故障”（近视/远视）的成因，并最终设计出科学的“维修”与“保养”方案。 大家有信心接受这个挑战吗？ 生：有！ 环节一：【模型工坊·拆解“人体相机”】 师： 要维修设备，首先得了解它的内部构造。各小组的桌面上都有一个“人体相机”的核心部件——眼球模型。现在发布我们的第一个工程任务： 任务一（拆解）： 请以工程师的严谨，小组合作，按照从外到内的顺序，小心地拆开这个模型。 任务二（贴标）： 将标签贴纸贴在你们认为对应的结构位置上。 任务三（组装）： 再按照从内到外的顺序，将它完美地组装还原。 师： 时间到！请各小组的“首席工程师”来分享一下你们的发现。分享围绕这个部件的结构是怎样的？与此结构相适应的功能应该是怎样的？ 生： 我们判断这个透明两面凸的是晶状体，因为它像凸透镜，应该能折射光线。 师： 了不起的推理！能够根据结构来推测它的功能。 生： 这个蓝色的圆环我们贴的是虹膜，因为它决定了眼球颜色，中间那个洞就是瞳孔。 生： 老师，我们有个问题，模型上这些蓝色和红色的线是什么？ 生： 我们觉得是视神经和血管，因为它是连到后面去的，应该是传送信号的。 师： 非常棒的组间互助！这正是视神经，就像相机的数据线，把图像信号传给大脑“处理器”。通过大家的合作，我们共同完成了一份精确的“人体相机设计蓝图”。 师：结构决定功能，功能与结构相适应。那么谁能根据眼球各部分结构与功能来说说视觉的形成过程？ 生：视觉的形成过程。 环节二：【实验探究·破解“对焦”密码】 师： 这位同学概括得非常清晰！眼球这台“人体相机”最神奇的功能之一就是瞬间自动对焦。无论你是看指尖的书本，还是抬头看远处的黑板，影像总能清晰地落在视网膜上。 师： 当物体从远处移动到近处时，为了确保清晰的影像始终落在固定的“底片”（视网膜）上，我们的“镜头组”必须发生变化，是哪个结构在动态调节？ 生： 应该是晶状体！因为只有它在光线进来的路上。 生： 对，像凸透镜一样，它的焦距得变。 师： 非常合理的推测！科学探究就是从合理的猜想开始的。 那么接下来，我们如何设计一个实验来验证“通过调节晶状体的曲度可以实现对远近物体的清晰成像”这个猜想呢？ 师： 首先，我们需要一个关键的实验对象。在我们的猜想中，谁是这个“主角”？ 生： 晶状体！ 师： 很好。但我们实验室里没有真正的、可以改变形状的晶状体。 我们该怎么办？谁能提出一个解决方案？ 生： 我们可以找一个类似的东西来代替它。 师： 太棒了！这种方法在科学上叫做构建模型。那么，我们需要一 个什么样的模型来代表晶状体？ 生： 它得是透明的，像凸透镜，让光透过。 生： 最关键的是，它的凸起来的程度，就是厚度要能改变！ 师： “厚度要能改变”！这个需求抓得非常准！一个可以改变曲度 的凸透镜。想想我们之前学过的，有什么材料可以很方便地改变形状？ 生： 用水！用一个透明的袋子装水，它鼓起来就像凸透镜。 生： 对，还可以往里加水或者抽掉水！ 师： 绝妙的想法！同学们，你们刚刚靠自己设计出了科学实验的核 心装置！这种装置在光学上被称为水透镜。它是一个由透明薄膜制成的、可以注水的囊。那么，我们如何精确地控制它的曲度呢？ 生： 用注射器！用注射器往里打水，它就会变凸；把水抽出来，它就会变扁。 师： 完美的工程设计思路！“水透镜+注射器” 就构成了我们可调节的“人工晶状体”。主角有了，我们还需要搭建一个完整的“成像系统”来模拟眼球。回想一下“人体相机”的工作方式，我们还需要哪些“配件”？ 生： 需要一个发光的物体！ 师： 正确！我们需要一个光源来模拟外界物体。 生： 还需要视网膜一样的结构来让像呈在上面。 师： 太精彩了！同学们，你们看，通过我们集体的智慧，我们已经共同设计出了本次探究实验的全部方案和所需器材！从提出猜想，到设计模型，再到选择器材，你们完全像一个个真正的光学工程师！ 探究问题： 眼睛如何通过调节晶状体曲度看清远近不同的物体？ 实验步骤： 1.将F光源放在水透镜合适的位置，直到光屏上出现清晰的像； 2.模拟“望远”状态：将F光源放至水透镜较远处，观察此时像是否清晰？向水透镜内抽水或者注水，直到在光屏上找到一个最清晰的像。在导学案上记录此时水透镜的形状。 3.模拟“看近”状态：将F光源放至水透镜较近，观察此时像是否清晰？向水透镜内抽水或注水，直到光屏上的像再次变得清晰。在导学案上记录此时水透镜的形状。 师： 时间到！哪个小组来分享你们的实验发现？ 生： 我们发现，看远处时，要把水透镜抽扁，像才是清晰的。看近 处时，光屏上的像马上就模糊了，我们必须往里打水，让透镜变凸，像才能重新清晰在原来的光屏上。 师： 卓越的发现！你们的实验成功破解了人体相机“自动对焦”的奥秘！实际上，当我们看远处物体时，睫状肌放松，晶状体变薄，焦距变长；看近处物体时，睫状肌收缩，晶状体变凸，焦距变短。 这个精密的过程由大脑自动控制，时刻都在发生！ 师： 所以，现在谁能为我们今天的探究做一个总结？ 生： 视觉的形成是光线通过晶状体等结构在视网膜成像，并通过视 神经传到大脑。看清远近是靠睫状肌改变晶状体的凸起来实现的！ 师： 完美！结构决定功能，功能适应需求。我们的人体，就是一台 无比精密、充满智慧的“超级相机”！ 师： 正如大家实验中发现的那样，我们眼睛里的睫状肌就像你们操作注射器的手，它通过收缩和舒张来精确调节晶状体的曲度，这是我们能看清远近物体的关键！这个过程完全是自动的，我们的身体就是一台无比精密的仪器。 环节三：【诊所时间·诊断“成像故障”与设计“矫正方案”】 师： 通过睫状肌收缩和舒张调节晶状体曲度的大小，这是一种快速的、精准的、可调节的状态。 但如果我们长期保持不良用眼习惯，睫状肌就会持续痉挛无法放松，当睫状肌的调节功能减弱了，你觉得会出现什么情况？ 生：晶状体的曲度没法调了。 师：如果说晶状体的曲度变大了，睫状肌又失去了调节功能那还能看清远处的物体吗？ 生：不能 师：想不想感受一下？ 生：想 实验步骤 1. 调节F光源的位置，让F光源清晰的像呈在视网膜上。 2. 向水透镜继续注少量水，增加水透镜的曲度，观察像是否还清晰。 3. 缓慢向前或向后移动光源使像再次变得清晰。 汇报小组实验的成果,汇报要点围绕： 1.你们组的发现是什么？ 2.你们是如何使像再次清晰的？ 3.该实验模拟了哪一种成像故障？ 生：向水透镜注水后像不再清晰;将光源像前移动，像再次清晰;这个实验模拟了近视这种故障。 师：你有好的办法矫正近视吗？ 生：用凹透镜矫正 师：你们赞同吗？ 生：赞同 师：你们赞同的依据是什么？ 生：晶状体曲度变大像呈在了视网膜前面，而凹透镜能发散光线，使像重新呈在视网膜上。 师：说的好像很有道理，如何验证同学们的思考是否正确呢？想不想试一试？ 教师演示晶状体曲度由小变大，像从视网膜上变成了视网膜前面，然后用凹透镜矫正的过程。 师：除了晶状体变凸，还有什么情况下也会导致像呈在视网膜的前面？ 生：近视也可能是“眼轴变长”，具体说说 师：大家觉得有道理吗？ 师:如何矫正 生：用凹透镜将光线向后发散，从而使像再次呈在视网膜上 教师演示 汇总：一是晶状体曲度过大（调节过强），二是眼轴过长。但它们的共同光学表现都是——远处物体发出的光线过早汇聚，成像在了视网膜的前方。所以近视眼看远处物体是模糊的，看近处是清晰的。矫正方法是配到眼镜（凹透镜）或者OK镜、手术等，本质都是通过发散光线或者改变晶状体的曲度使像呈在视网膜上。 师： 那么，基于这个原理，谁能推理一下，远视的成因又是什么呢？又该用什么透镜来矫正？你基于怎样的思考？ 生： 远视是像呈在视网膜后面，用凸透镜矫正！凹透镜能汇聚光线让像重新呈在视网膜上。 教师演示 师： 完全正确！你们真是触类旁通的优秀工程师！ 汇总远视眼的成因和矫正 思考与讨论：眼睛的疾病除了远视、近视外，还有斜视、色盲、白内障等。我们一起来了解一下这些常见的眼睛疾病的症状和预防措施。 1.斜视。 （1）症状：两眼不能同时注视目标。 （2）预防措施：①加强婴幼儿的护理；②注意孩子的眼部卫生； ③定期到眼科检查等。 2.色盲。 （1）症状：不能分辨自然光谱中的各种颜色或某种颜色。 （2）预防措施：优生优育、注意日常饮食健康等。 3.白内障。 （1）症状：初期症状通常不明显，但随着病情发展，会出现视物模糊、复视、近视、眩光等症状，并可能导致患者完全失明，白内障不具有传染性。 （2）预防措施：避免强烈日光照射、积极防治慢性病、避免接触毒性物质、孕妇避免接触有害因素、避免眼外伤和其他眼部疾病等。 环节四：【健康宣讲会·发布“护眼倡议”】 （再次展示青少年近视率数据视频或图表）各位优秀的“人体光学工程师”们，通过今天的探索，我们已经成功解码了视觉的奥秘，诊断了“成像故障”的成因。但我们任务的最终目的，不仅仅是“维修”，更是“预防”！触目惊心的数据告诉我们，守护光明，刻不容缓。 师：（播放下课铃声）现在大家能科学地解释一下，为什么“课间十分钟要眺望远方”吗？ 生：是为了让一直紧张收缩的睫状肌放松下来，防止它疲劳痉挛，导致近视。 师：完美的解释！用眼过程中还有哪些需要注意的吗？ 生：不能躺着看书 生：不能在黑暗环境下看书...... 师：请各小组基于今天的探究成果，共同起草一份《科学护眼倡议书》，向全校同学发布你们的“产品优化与保养方案” 同学们，今天我们通过探究发现，眼球正如一台精密的自动调焦相机，其精妙的结构与功能完美适应，让我们得以看清多彩的世界；而这正是生命奇迹的一个缩影——人体的每一个器官都以其独特的结构与功能相适应，共同维系着生命的运行。愿大家不仅守护好心灵之窗的光明，更保持对生命奥秘的敬畏与探索之心。” 学科网（北京）股份有限公司 $