3.3 项目实践 制作可调节的眼球成像模型教学设计-2025-2026学年北京版（2024）生物七年级下册

该初中生物学教学设计聚焦眼球结构功能、晶状体调节机制及近视远视矫正原理，以“失明危机”短视频导入，结合青少年近视率数据引发共鸣，衔接“神经调节”知识，通过“认识-建模-调试-模拟-宣传”五阶任务链搭建学习支架。 特色在于情境化项目实践，以“小小生物工程师”任务驱动，用透明塑料球、橡皮泥等材料制作可调节模型（探究实践），通过透镜实验分析成像差异（科学思维），设计爱眼宣传方案（态度责任），帮助学生建立结构与功能观（生命观念），提升教师教学效率与学生核心素养。

《3.3 项目实践 制作可调节的眼球成像模型》教案 学科 初中生物 年级册别 七年级下册 共1课时 教材 北京版《生物学》七年级下册 授课类型 项目实践课 第1课时 教材分析 教材分析 本课是七年级下册第三章“生命活动的调节”中的核心项目实践内容，以“制作可调节的眼球成像模型”为主线，融合眼球结构认知、视觉成像原理探究与近视防控教育于一体。教材通过图文结合的方式，引导学生从观察真实眼球结构出发，逐步完成立体拼装模型、可调节功能模型及成像模拟实验，体现了“做中学”的科学探究理念。该内容不仅是对前文“神经调节”知识的深化应用，也为后续学习“人体稳态与健康”奠定实践基础，在培养学生科学思维、探究实践和责任意识方面具有重要意义。 学情分析 七年级学生正处于形象思维向抽象思维过渡的关键阶段，对生物结构的认知仍以直观感知为主，但已有一定的动手能力和合作意识。他们普遍关注自身视力健康问题，对“近视眼”现象有切身体验，具备较强的学习动机。然而，对于眼球内部结构的动态调节机制理解困难，易混淆角膜、晶状体、视网膜等概念，且缺乏系统性建模思维。因此，需借助实物模型、分步任务驱动和情境化挑战，帮助学生突破空间想象障碍，建立“结构—功能—调节—矫正”的整体认知链条，提升科学素养与社会责任感。 课时教学目标 生命观念 1. 能准确描述眼球各主要结构的位置关系与功能特点，理解其在视觉形成过程中的协同作用。 2. 能构建“光线折射—物像形成—信息传递”的动态模型，建立结构与功能相适应的生命观。 科学思维 1. 能基于观察与实验数据，分析正常眼、近视眼、远视眼的成像差异，提出合理解释。 2. 能设计并优化模型参数，验证不同矫正方式的有效性，发展逻辑推理与批判性思维能力。 探究实践 1. 能在小组协作中分工完成材料选取、模型组装、功能调试等环节，提升工程实践能力。 2. 能运用凹透镜与凸透镜模拟矫正过程，开展对比实验并记录现象，培养实证意识。 态度责任 1. 能主动反思日常用眼习惯，提出切实可行的护眼建议，增强健康生活责任感。 2. 能设计面向小学生的爱眼宣传方案，体现科学传播的社会价值与公民担当。 教学重点、难点 重点 1. 理解眼球结构中晶状体调节焦距的机制及其与成像清晰度的关系。 2. 掌握利用可调节模型演示正常眼、近视眼、远视眼的成因与矫正方法。 难点 1. 如何通过材料选择与结构设计，真实还原晶状体曲率变化的物理过程。 2. 学生在操作中难以把握“物像始终落在视网膜上”这一关键标准，导致调节失败。 教学方法与准备 教学方法 议题式教学法、情境探究法、合作探究法、讲授法 教具准备 多媒体课件、眼球结构图、自制模型示例、凹透镜与凸透镜片、手电筒光源、彩色卡纸、橡皮泥、透明塑料球、细铁丝、回形针、剪刀、胶带 教学环节 教师活动 学生活动 创设情境，导入项目任务【5分钟】 一、故事引入：一场“失明危机” （一）、播放短视频片段： 播放一段由真实校园采访剪辑而成的短片：几位中学生在教室里戴着厚厚眼镜低头写作业，一名同学突然摘下眼镜说：“我今天看不清黑板了。”随后镜头切换至医院眼科诊室，医生指着一张视力表说：“你已进入轻度近视，再不注意用眼，将来可能无法参加高考。”画面定格在“我国青少年近视率已达53%”的红色字幕上。 1. 教师提问：“如果有一天，你的世界变得模糊，你会怎么做？我们的眼睛真的能‘自动调焦’吗？” 2. 引导学生思考：为什么有人能看清远处，有人却看不清？这背后是不是有一个精密的‘光学系统’在工作？ 3. 展示课题：今天，我们将化身“小小生物工程师”，亲手打造一个“可调节的眼球成像模型”，揭开眼睛如何“看见世界”的秘密！ 二、明确项目目标与任务链 （一）、出示项目任务清单： 1. 第一步：认识眼球——绘制结构图，了解各部分名称与功能。 2. 第二步：动手建模——使用安全材料，拼装立体眼球结构模型。 3. 第三步：功能调试——实现“可调节”功能，让物像清晰落在视网膜上。 4. 第四步：模拟异常——制造近视与远视，探索矫正方法。 5. 第五步：社会服务——设计爱眼宣传活动，走进小学课堂。 4. 布置任务：每组领取一份“项目任务卡”，包含五个阶段的目标、材料清单与评价标准。 5. 分组：按4-6人一组，随机分配角色：组长、材料员、记录员、发言人、技术顾问。 1. 观看视频，感受视力下降带来的困扰。 2. 思考问题，产生探究欲望。 3. 领取任务卡，明确本组目标与职责。 4. 按照角色分工，组建团队。 评价任务 任务认领：☆☆☆ 小组分工：☆☆☆ 兴趣激发：☆☆☆ 设计意图 通过真实社会问题切入，唤醒学生对视力健康的关注；以“拯救视力”为叙事主线，赋予项目意义感；设置五阶任务链，将复杂工程分解为可执行步骤，降低认知负荷，提升参与积极性。 自主探究，构建结构认知【10分钟】 一、多维观察，解码眼球结构 （一）、展示实物模型： 1. 教师投影教材“眼球结构”与实验室真实眼球标本，引导学生逐层观察： - 外层：角膜（透明）→ 巩膜（白色硬壳） - 中层：虹膜（控制瞳孔大小）→ 脉络膜（富含血管，提供营养） - 内层：视网膜（含感光细胞，接收信号） - 核心结构：晶状体（双凸透明体，可变曲率） 2. 提问：“如果把眼球比作一台相机，哪部分相当于镜头？哪部分相当于底片？” 3. 强调：晶状体就像可变焦镜头，它通过睫状肌收缩放松改变形状，从而调整焦距。 二、小组协作，绘制结构草图 （一）、发放结构识别卡： 1. 每组发放一张“眼球结构识别卡”，上面标注了10个关键部位名称（如角膜、晶状体、玻璃体、视网膜等），但无图。 2. 学生根据记忆与观察，用彩笔在白纸上画出眼球剖面，并标注所有结构。 3. 教师巡视指导，纠正错误，如将“晶状体”画成扁平状或误认为“瞳孔”是透明的。 4. 指定两组展示作品，全班互评：“谁的图最接近真实？为什么？” 5. 教师总结：晶状体必须是“双凸”形态，才能聚焦光线；视网膜必须位于焦点位置，否则图像模糊。 1. 观察图片与实物，辨识眼球各层结构。 2. 小组讨论，尝试回忆并绘制结构图。 3. 交流分享，修正错误认知。 4. 记录关键知识点，为建模打基础。 评价任务 结构识别：☆☆☆ 绘图准确：☆☆☆ 合作交流：☆☆☆ 设计意图 通过多感官输入（视觉+触觉+语言）强化结构记忆；采用“逆向建模”策略，先画后做，避免盲目动手；借助同伴互评机制，促进深度理解，突破“结构模糊”认知误区。 动手实践，搭建可拼装模型【15分钟】 一、材料筛选与原型设计 （一）、发放“材料匹配表”： 1. 教师展示常见材料清单及对应功能设想： - 透明塑料球 → 眼球外壳（巩膜+角膜） - 橡皮泥/泡沫球 → 晶状体（可塑性强，易捏成双凸） - 黑色卡纸 → 视网膜（贴于球内壁） - 回形针 + 细铁丝 → 模拟睫状肌（拉伸可改变晶状体形状） - 白色纸板 + 圆孔 → 光源入口（模拟瞳孔） 2. 各组讨论：哪种材料最适合表现“可调节”特性？为什么？ 3. 教师提示：若用硬质材料（如玻璃珠），则无法模拟晶状体变曲率；若用软质材料（如气球），又容易变形失控。 4. 最终确定：以“透明塑料球为外壳，橡皮泥为晶状体，回形针为支撑架”，形成初步设计方案。 二、分步组装，完成立体模型 （一）、教师示范组装流程： 1. 第一步：在透明塑料球内壁贴上黑色卡纸，作为“视网膜”。 2. 第二步：将一小团橡皮泥揉成球形，置于球体中心偏前位置，代表晶状体。 3. 第三步：用两根细铁丝穿过橡皮泥，分别连接到球体前后两端，模拟睫状肌。 4. 第四步：在球体前方开一个小圆孔，插入白色纸板，作为“瞳孔”通道。 5. 教师强调：晶状体必须居中，不能紧贴视网膜，否则无法聚焦。 6. 学生模仿操作，教师巡回指导，提醒“不要用力挤压晶状体”、“确保视网膜平整贴合”。 7. 成功者举手示意，教师给予“结构认证贴纸”一枚。 1. 分析材料特性，选择合适道具。 2. 小组讨论，制定建模方案。 3. 按照步骤动手拼装，完成立体模型。 4. 验证是否能固定晶状体位置，防止脱落。 评价任务 材料选择：☆☆☆ 组装规范：☆☆☆ 模型完整：☆☆☆ 设计意图 通过“材料—功能”匹配训练，提升工程思维；采用“先设计后制作”策略，减少试错成本；教师示范+即时反馈，确保操作规范，保障模型有效性，为后续调节功能测试奠定基础。 实验探究，实现调节功能【10分钟】 一、模拟成像过程：寻找清晰焦点 （一）、设置实验装置： 1. 教师将手电筒置于模型前方约50厘米处，模拟远处物体。 2. 请各组推动晶状体前后移动，观察视网膜上的光斑变化。 3. 提问：“当光斑最清晰时，晶状体处于什么位置？此时距离视网膜有多远？” 4. 引导学生发现：只有当晶状体靠近视网膜时，光斑才最集中。 5. 教师补充：这正是“睫状肌放松”状态，晶状体变扁平，适合看远物。 二、挑战任务：动态调节焦距 （一）、布置探究任务： 1. 教师将光源移至距模型20厘米处，模拟近物。 2. 任务指令：“现在，请你们用手指拉动回形针，让晶状体变得更凸，直到视网膜上的图像再次清晰！” 3. 学生尝试拉伸铁丝，使晶状体鼓起，观察效果。 4. 教师巡视，及时纠正错误动作：如仅拉一侧铁丝造成歪斜、过度拉伸导致破裂。 5. 成功者展示成果，解释“为何更凸的晶状体能看清近物”： “因为凸度增加，折射力增强，能把近处的光线汇聚得更准，正好落在视网膜上。” 6. 教师总结：这就是“睫状肌收缩”引起的调节机制。 1. 移动光源，观察成像变化。 2. 调节晶状体形状，寻找清晰焦点。 3. 体验“看远—看近”转换过程。 4. 分享调节成功经验，理解生理机制。 评价任务 调节有效：☆☆☆ 操作规范：☆☆☆ 原理理解：☆☆☆ 设计意图 以“找焦点”为核心任务，将抽象调节机制转化为可触摸的操作体验；通过“远—近”对比实验，凸显晶状体曲率变化的意义；强调“精准调节”与“错误纠正”，培养科学实验中的严谨态度。 拓展延伸，模拟病理状态【5分钟】 一、制造“近视眼”与“远视眼” （一）、教师演示故障设置： 1. 将晶状体固定在“过凸”状态，模拟长期用眼疲劳导致的永久性屈光不正。 2. 手电筒保持在50厘米处，观察视网膜上的图像：明显模糊，呈散光状。 3. 解释：“这就是近视眼——光线聚焦在视网膜前方，看不清远处。” 4. 接着，将晶状体压成“过扁平”状态，模拟老年性退化。 5. 重新照射近物（20厘米），图像依旧模糊，说明“远视眼”——光线聚焦在视网膜后方。 二、探索矫正方法 （一）、提供透镜工具包： 1. 发放凹透镜（中间薄、边缘厚）与凸透镜（中间厚、边缘薄）。 2. 任务：在模型前加一片透镜，使模糊图像恢复清晰。 3. 学生尝试：近视配凹透镜，远视配凸透镜。 4. 教师总结规律：凹透镜发散光线，使焦点后移；凸透镜会聚光线，使焦点前移。 5. 强调：眼镜不是“修复”眼睛，而是“补偿”缺陷，保护视力才是根本。 1. 模拟近视与远视状态，观察成像差异。 2. 实验透镜矫正效果，归纳规律。 3. 反思：是否应尽早干预，避免恶化？ 评价任务 故障识别：☆☆☆ 矫正正确：☆☆☆ 规律总结：☆☆☆ 设计意图 通过“制造疾病”激发探究兴趣；借助透镜工具实现“可视化矫正”，帮助学生理解“光学补偿”原理；引导学生从“治疗”转向“预防”，落实健康责任教育。 总结升华，启动社会责任项目【5分钟】 一、发布“全国爱眼日”行动令 （一）、讲述背景： 1. 教师介绍：每年6月6日是“全国爱眼日”，旨在提高全民爱眼护眼意识。 2. 提问：“如果你是一名小学生，听到这些科学知识，会有什么反应？” 3. 引导学生思考：如何让低龄儿童也听得懂、记得住？ 二、启动宣传方案设计 （一）、布置创意任务： 1. 每组选择一种形式： - 制作科普海报（图文并茂，突出“三个一”：一拳一尺一寸） - 编排微型科普剧（角色扮演：眼睛宝宝、坏习惯怪兽、护眼卫士） - 设计纪念品（如护眼书签、眼保健操卡片） 2. 明确要求：必须包含“模型演示”环节，鼓励现场互动。 3. 教师承诺：将在下周组织“进校宣讲日”，评选最佳宣传团队。 1. 了解“全国爱眼日”意义。 2. 开展头脑风暴，构思宣传形式。 3. 初步规划小组任务分工。 评价任务 创意表达：☆☆☆ 社会责任：☆☆☆ 计划可行：☆☆☆ 设计意图 将科学知识转化为社会行动，实现“知行合一”；通过多元表达形式，尊重个体差异，激发创造力；提前埋下“真实应用场景”伏笔，为下一节课“成果展示”做好铺垫。 作业设计 一、基础巩固题 1. 请在右图中标出下列结构名称： （1）角膜（2）晶状体（3）视网膜（4）玻璃体（5）瞳孔（6）睫状肌 （要求：使用不同颜色笔标注，并写出每个结构的功能简述，每条不超过15字） 2. 下列关于眼球调节的说法，正确的是（ ） A. 看近物时，晶状体变扁平，折光能力减弱。 B. 看远物时，睫状肌收缩，晶状体变凸。 C. 看近物时，睫状肌舒张，晶状体变凸。 D. 看远物时，睫状肌舒张，晶状体变扁平。 3. 若某人长期近距离看书，可能导致眼球前后径过长，出现_________眼，应佩戴_________透镜进行矫正。 4. 请你设计一句简短的护眼口号，用于张贴在教室墙上。（例如：爱护眼睛，从我做起！） 二、拓展探究题 5. 请查阅资料，了解“角膜塑形镜”（OK镜）的工作原理，并与普通眼镜比较，说明其优势与风险。 6. 在家庭环境中，哪些行为最容易引发视力下降？请列举至少三种，并提出对应的改进建议。 7. 以“假如我的眼睛会说话”为题，写一篇300字左右的小作文，描述它对主人的劝告。 【答案解析】 一、基础巩固题 1. （略）——需学生自行绘制，参考教材图示。 2. D 3. 近视；凹透镜 4. 参考示例：眼保健操天天做，明亮双眼看得远！ 二、拓展探究题 5. OK镜通过夜间佩戴，暂时改变角膜曲率，白天无需戴镜即可获得清晰视力。优势：白天不用戴镜，不影响运动；风险：若护理不当易引发角膜感染，需定期复查。 6. ①长时间使用手机或平板；②躺着看书；③在昏暗环境下阅读。建议：控制屏幕时间，保持正确坐姿，保证照明充足。 7. （范文示例） 亲爱的主人，我每天都在为你捕捉世界的美，可你总是让我熬夜刷视频、盯着屏幕太久。我已经干涩、酸痛，甚至开始模糊。求你每天做一次眼保健操，每隔40分钟休息10分钟，去窗外看看绿树吧！你的眼睛是我的窗口，我要永远为你看见光明。别让我变成“近视眼”哦！ 板书设计 制作可调节的眼球成像模型 • 角膜：透明外层，折射光线 • 晶状体：双凸透镜，可调节焦距 • 视网膜：感光细胞，接收物像 • 睫状肌：控制晶状体曲率 教学反思 成功之处 1. 以“失明危机”故事导入，迅速点燃学生情感共鸣，激发探究热情。 2. 采用“五阶任务链”设计，层层递进，使复杂项目可操作、可评估。 3. 模型制作环节注重材料匹配与结构合理性，有效避免无效试错。 不足之处 1. 部分小组在调节晶状体时动作过大，导致模型损坏，需加强操作指导。 2. 对“视网膜”位置的精确性要求较高，个别组未能做到完全贴合，影响成像效果。 3. 由于时间限制，部分小组未能深入探讨“角膜塑形镜”等新型矫正方式，后续可增设拓展模块。 学科网（北京）股份有限公司 $