4.6.1 人体对外界环境的感知 课件—2026-2027学年人教版八年级上册生物

该初中生物学课件聚焦人体对外界环境的感知，系统讲解眼和耳的结构功能、视觉听觉形成路径及近视等问题的预防，通过“未来感知实验室”互动思考、视频播放等方式导入，借助观察眼球模型、问题链分析、科技类比等学习支架构建知识脉络。 其亮点在于融合生命观念（如眼球三层膜与功能、耳的结构与听觉形成体现结构与功能观）、科学思维（通过近视成因探究、VR原理类比培养多角度分析能力）和探究实践（小组合作观察模型、实验模拟近视），采用情境化、跨学科设计（如AI视觉、仿生耳），帮助学生形成健康意识，教师可提升教学互动性与知识深度。

欢迎来到未来感知实验室 人体对外界环境的感知 —— 开启一场跨越感官的未来探索之旅 1.7.2013 ‹#› 核心素养目标 1. 通过观察活动，说出眼球和耳的基本结构及功能，初步形成生物学的结构与功能观。 2. 基于眼球和耳的基本结构，描述视觉和听觉的形成路径，并学会解释近视的原因，提出矫正的方法。 生命观念 通过眼球观察活动和近视成因的探究，培养学生学会讨论问题、多角度分析问题，以及解决问题的能力，提高学生理性思维、勇于探究的精神。 科学思维 通过近视成因、不同亮暗下瞳孔变化的探究，培养学生创新能力，提高团队合作能力和实验器具使用等能力。 探究实践 能基于眼和耳的结构以及视觉和听觉形成原理，学会科学用眼和耳，促进形成保护眼和耳的健康意识，养成良好的生活习惯！ 态度责任 2 01 / 你最想拥有哪种超级感知能力？ 夜视能力 突破视觉的极限，在黑暗中捕捉微光，洞察隐藏在阴影背后的细节与真相。 千里眼 无视距离的阻隔，目光所及无远弗届，将宏观宇宙与微观世界尽收眼底。 顺风耳 捕捉细微的声波震颤，聆听地球另一端的低语，解码万物发出的隐秘信号。 预知未来 洞察时间的脉络与走向，预判即将发生的可能，在不确定性中寻找确定性。 02 / 打破感官的次元壁 你认为未来的科技能否打破感知的界限，让我们“看见”声音的频率，或者“听到”色彩的波长？这不仅是科幻电影中的想象，更是神经科学、脑机接口与多模态传感技术正在探索的前沿方向。 1.7.2013 ‹#› 播放视频 4 第一站：视觉的奥秘——眼睛的结构 同学们，你们知道我戴的这副特制的眼镜，模拟了人体的哪些结构吗？ 🤔 第一站：视觉的奥秘——眼睛的结构 探究一：观察眼球的结构模型 说出眼球的基本结构及功能。 目的要求 可拆装的眼球模型。 准 备 1. 结合课本第3页眼球结构示意图，小组合作识别眼球模型显示的各部分结构，思考与其功能相适应的特征。 方法步骤 2. 观察时可以从眼球壁的外膜、中膜和内膜进行拆卸，识别角膜、巩膜、虹膜、晶状体和玻璃体等结构。 1.7.2013 我们的第一站，是探索视觉的奥秘。大家看，我们的眼睛就像一台高级的生物摄像头。角膜和巩膜构成了它的外壳和保护盖；虹膜和瞳孔如同相机的光圈，调节进光量；晶状体是变焦镜头，让我们能看清远近；视网膜则是感光底片，负责捕捉图像；最后，视神经像数据线一样，把信号传给大脑。 ‹#› 3 4 1 8 5 2 6 7 10 9 虹 膜 瞳 孔 角膜 晶状体 睫状体 巩 膜 脉络膜 玻璃体 视网膜 视神经 1、展示并汇报眼球的基本结构 有色素 无色透明 透明，像双凸透镜 调节晶状体曲度 白色，坚韧 丰富的血管和色素 感光，成像 支撑眼球壁 课本：P3 第一站：视觉的奥秘——眼睛的结构 2. 说出眼球各个结构的功能 7 “一孔二体三层膜” 眼球壁 内容物 玻璃体 晶状体 巩膜 角膜 虹膜 脉络膜 内膜 中膜 外膜 三层膜 视网膜 睫状体 房水（角膜和晶状体之间） （中央有瞳孔） 第一站：视觉的奥秘——从眼睛到AI 3.构建眼球的基本结构 假如一只黄蜂向你迎面而来，你是如何看到它的呢？ 第二站：视觉的奥秘——视觉的形成 视网膜 1、黄蜂身上反射来的光进入眼球后到达视网膜依次经过哪些结构？ 角膜 玻璃体 晶状体 瞳 孔 第二站：视觉的奥秘——视觉的形成 10 黄蜂 2、视觉的形成过程是如何的呢？ 瞳孔 晶状体 视网膜 形成视觉 玻璃体 视神经 大脑皮层视觉中枢 信息传递 角膜 光线 形成物像 光线穿过并折射 转变成 神经冲动 第二站：视觉的奥秘——视觉的形成 解码与呈现 11 从视觉的形成过程来看，能够正常看到物像，形成视觉，必须满足哪些条件呢？ 黄蜂 瞳孔 晶状体 视网膜 形成视觉 玻璃体 视神经 大脑皮层视觉中枢 信息传给 角膜 光线 形成物像 光线穿过并折射 转变成神经冲动 眼球结构完好 神经没断 大脑功能正常 第二站：视觉的奥秘——视觉的形成 12 失明患者佩戴的这副眼镜上的视觉编码器上有微型摄像头和图像处理器，在视觉形成过程中，分别模拟了什么结构？ 眼球结构 视觉编码器 视网膜 微型摄像头 负责捕捉光信号 视神经 图像处理器 将图像信息转换为电信号，电信号传送给植入到大脑视觉中枢的微电极。 第二站：视觉的奥秘——视觉的形成 13 照相机和眼睛一样可以发现生活中美好的景色，请根据照相机和眼球的横切图，将功能相似的结构进行连线。 照相机横切图 光 圈 晶状体 调焦圈 瞳 孔 镜 头 睫状肌 底 片 视网膜 眼球横切图 物像 瞳孔 睫状体 视网膜 晶状体 角膜 第二站：视觉的奥秘——科技类比 14 第二站：视觉的奥秘——科技类比 VR/AR的秘密：从视觉原理到沉浸体验，了解虚拟现实如何模拟真实世界 💡 核心总结：VR眼镜通过「双屏视差」复刻人眼立体感知，利用「光学透镜」模拟晶状体对焦机制，配合「运动传感」还原动态视野，全方位欺骗大脑视觉中枢，从而构建出以假乱真的沉浸式虚拟世界。 01 双屏显示 · 模拟双眼视差 利用左右眼屏幕输出细微差异的图像，模拟人类双眼的天然视差，欺骗大脑感知，从而构建出具有真实深度与立体感的虚拟空间。 02 光学透镜 · 重塑视觉焦点 借助菲涅尔透镜或非球面透镜的光学特性，将近距离的屏幕画面放大并聚焦，使虚拟图像呈现于舒适的视觉距离，消除视觉疲劳并增强沉浸感。 03 动态追踪 · 实时空间映射 内置高精度陀螺仪与运动传感器，实时捕捉头部姿态变化，画面视角毫秒级同步更新，实现头部转动即改变视野的自然交互体验。 练一练 1.在阳光明媚的操场上，校园篮球联赛激战正酣。突然，一个篮球朝你飞来，篮球反射的光线经过眼睛的折射，会在哪些相应位置形成物象和视觉呢？（ ） A．睫状体、大脑皮层 B．大脑皮层、视网膜 C. 晶状体、视网膜 D. 视网膜、大脑皮层 16 观察视频，随着光线由亮变暗的过程中，说出猫的瞳孔发生了哪些变化？说出这样变化的原因。 活动二 播放视频 光 线 明亮 黑暗 瞳 孔 小 大 猫通过虹膜调节瞳孔的大小，使自己在明处和暗处都能看见物体。 第三站：视觉的奥秘——眼睛的调节 17 观看视频分析：眼睛如何快速切换，使我们能看到窗外的远景，也能看到近处的近景的？ 睫状体通过收缩和舒张来调节晶状体的曲度。 景物 睫状体 晶状体曲度 远景 近景 收缩 变小 舒张 变大 物像只有落到视网膜上，人才能够清晰地看到这个物体，需要眼球内晶状体等结构具有灵敏的调节功能。 第三站：视觉的奥秘——眼睛的调节 18 第四站：视觉的奥秘——近视成因与预防 近视眼 正常眼 近视眼矫正 由于眼球前后径过___，或角膜、晶状体曲度过___，使物像落在视网膜的_____。可通过配戴近视镜——________加以矫正。 长 大 前方 凹透镜 19 根据视频人物的描述，选出合理的用眼方式，并总结科学用眼的正确方式。 合理用眼我知道 活动 第五站：视觉的奥秘——科学用眼 20 第五站：视觉的奥秘——科学用眼 AI视觉的超能力 AI视觉技术正在突破人类视觉的物理局限。从微观的医疗影像诊断，到宏观的农业光谱分析，它不仅拓展了我们的视野，更赋予了机器“理解”世界的潜能，成为连接现实与数字世界的新感官。 01 超越人眼的精度 基于EyeFM眼成像大模型，AI能从眼底照片中精准识别数十种眼科疾病，诊断速度与准确率均超越人类专家，为临床提供高效的智能辅助。 02 突破视觉的边界 突破可见光限制，解析红外、紫外等多光谱信息。在农业领域，通过分析作物光谱图像，精准判断生长状态与病虫害隐患，实现肉眼不可见的深度监测。 03 从识别迈向理解 依托CATS Net神经网络，AI不再止步于图像识别，更能自动提炼图像中的抽象“概念”，模拟人类认知逻辑，向真正“理解”视觉世界迈出关键一步。 第六站：视觉的奥秘——眼睛“升级” 1.7.2013 现在，科技正在给我们的眼睛“升级”。AI视觉技术已经展现出超越人眼的能力。比如，AI可以比医生更精准地从眼底照片中发现疾病；它还能“看”到红外线、紫外线，帮助我们监测农作物的健康。更厉害的是，最新的AI甚至开始像人类一样“理解”图像中的概念，而不仅仅是识别物体。 ‹#› 仿生眼与脑机接口 01 第一代仿生眼 (Argus II) 通过眼镜上的微型摄像头捕捉影像，经处理器转化为电信号，通过植入视网膜的电极阵列刺激视神经，让患者感知由光点组成的图像，识别物体轮廓。 02 第二代脑机接口 (2026突破) 我国科学家成功植入IMIE智能视网膜，直接刺激大脑视觉皮层，绕过受损的眼球和视神经，让全盲患者恢复视觉感知，并成功识别基础汉字。 第六站：视觉的奥秘——眼睛“升级” 1.7.2013 科技不仅能增强我们的感知，还能为失去感知的人带来希望。第一代仿生眼让失明患者能看到简单的光点。而就在今年，我国科学家取得了重大突破，通过脑机接口技术，直接刺激大脑，让全盲患者恢复了部分视力，甚至能识别汉字。这是医学和科技的奇迹。 ‹#› 眼与视觉 眼球的 基本结构与功能 视觉形成过程： 外膜 中膜 内膜 房水 晶状体（透明，有弹性，想双凸透镜，能折射光线） 玻璃体（透明胶状物质，支撑眼球壁，并折射光线） 角膜（无色，透明，可以透光，并对光有折射作用） 巩膜（白色，坚韧，保护眼球的本部结构） 虹膜（含有色素，中央的小孔叫瞳孔） 睫状体（内含平滑肌，可调节晶状体的曲度） 脉络膜（含有丰富的血管和色素，给视网膜提供营养，并使眼球内形成一个“暗室”） 视网膜（有许多对光敏感的细胞，能感受光的刺激） 眼球壁 内容物 24 练一练 1.外界物体上反射的光传递到视网膜的过程中，没有经过的眼球结构是（ ） A．角膜 B．晶状体 C．玻璃体 D．视神经 A．① B．② C．③ D．④ 2.经常性连续使用手机时间过长，可能会使眼球的某个结构曲度过大造成近视。这一结构是下图中的（ ） 25 练一练 3.为方便听障人士了解社会发展动态，越来越多的电视栏目增设了人工智能手语播报窗口。下图为眼球的结构模式图，听障人士观看节目时，图像信息成像于结构（ ） A．① B．② C．③ D．④ 4.根据课本“技术与爱心助力复明”内容可知，白内障患者、青光眼患者主要是眼镜的哪个结构出现问题？（ ） A．角膜、晶状体 B．晶状体、玻璃体 C．晶状体、视神经 D．视神经、角膜 26 练一练 5.小梅用凸透镜、蜡烛、光屏等物理实验用具制作模拟人眼球成像及近视眼成因的装置。 （1）模拟眼球的正常成像过程。 当蜡烛、凸透镜和光屏在上图所示位置时，在光屏上恰好能形成清晰的像。该实验中，凸透镜模拟眼球的晶状体，光屏模拟的是眼球的 。 （2）探究近视眼的成因。 若要探究近视眼的成因，在蜡烛、凸透镜、光屏三者保持上图的位置不变的情况下，应该对装置做怎样的处理？ 。 （3）为保护视力，预防近视，下列做法正确的是（ ） A．边走路边看书 B．躺卧床上看书 C．不在直射的强光下 D．在光线昏暗的地方看书 视网膜 使用焦距更小（或曲度更大、更厚）的凸透镜 C 27 音乐欣赏《眼球光影之旅》 播放音乐 在倾听音乐的过程中，我们用到的是人体的哪个感觉器官？ 🤔 说出耳的基本结构与功能，以及听觉的形成过程。 目的要求 活动一：耳的基本结构与听觉形成 预习课本第8页。 准 备 1. 耳的基本结构有哪些？各个结构有什么功能？ 方法步骤 2. 尝试描述听觉的形成过程，并用流程图的形成呈现。 第一站：听觉的奥秘——耳的结构与听觉的形成 29 耳 郭 外耳道 外耳：耳郭 、外耳道 传递声波 耳垢产生的部位 收集声波 第一站：听觉的奥秘——耳的结构 1.说出耳的结构： 中耳：鼓膜 、鼓室、听小骨 有弹性、半透明薄膜 将声波转化为振动 听小骨 三块听小骨彼此相连 将鼓膜振动放大传至内耳 鼓 室 咽鼓管 与咽部相通，维持 鼓膜内外的气压平衡 鼓 膜 第一站：听觉的奥秘——耳的结构 内耳：前庭、半规管、耳蜗 半规管 前 庭 位觉感受器 耳 蜗 形似蜗牛，内有听觉感受器，内连听觉神经 感受振动刺激，把振动转变成相关的神经冲动 感觉头部位置的变动 晕车 同时与维持身体平衡有关 听觉神经 第一站：听觉的奥秘——耳的结构 声波 2.描述听觉的形成过程： 耳郭 形成听觉 听小骨 振动 听神经 接受刺激 产生冲动 大脑皮层 听觉中枢 神经冲动 耳蜗 传导 振动 外耳道 收集 声波 鼓膜 传导 声波 第一站：听觉的奥秘——听觉的形成 33 选几个声音相似的男同学或女同学，用手机微信发送语音（手机可由老师提供），语音内容是自己说话或唱歌，老师点击刚刚学生录的语音，让学生辨别声音的主人。 活动二：声音变变辩 不相同，我们说话时，发出的一部分声波通过头骨直接传递到耳，与我们平时所听到自己的声音是混合的，跟完全通过空气传播而听到的声音不一样。 对比一下平时听自己说话的声音，是否相同，为什么？ 第二站：听觉的奥秘——听觉的两种路径 无需入耳，利用头部颅骨传递声音的黑科技 34 1.飞机下降之前，乘务员会分发糖果或者口香糖给你，并说此时吃糖果或者口香糖对保护耳有益。你能对此作出解释吗？ 维持鼓膜两侧气压平衡 第二站：听觉的奥秘——生活超链接 2. 有人在坐车、坐船时会发生晕车、晕船的现象，与这种现象有关的结构是什么呢？ 前庭和半规管 3. 当我们遇到巨大声响时，要迅速张大嘴巴或闭嘴堵住耳朵，这样做的目的是为什么呢？ 维持鼓膜两侧气压平衡 35 外界环境中的声音并非都是和谐悦耳的。那些影响人们学习、工作和休息的声音称之为噪声。 噪声会影响人的情绪和心理健康 长期生活在噪声环境中的人，听力也会受到影响 突然暴露在极强的噪声环境中，鼓膜就会破裂，从而导致听力损伤 第三站：听觉的奥秘——科学用耳 36 《中华人民共和国噪声污染防治法》要求各部分为减少环境中的噪声而努力。 在居民区附近的公路两侧安装声屏障 第三站：听觉的奥秘——科学用耳 37 我们在生活中，应自觉减少噪声，并为防治噪声污染积极献计献策。保护耳和听力，我们应该注意哪些？ 第三站：听觉的奥秘——科学用耳 38 第四站： 听觉的奥秘——声音的奇迹 当你唤醒语音助手的那一刻，一场精密的“人机对话”便已启动。从声波的捕捉到意图的理解，再到语音的生成，AI正在复刻人类的听觉与语言机制，让机器拥有了“听懂”与“说话”的能力。 AI语音助手 图示：人工耳蜗外部声音处理器与植入体结构示意 人工耳蜗与 人造听觉神经(2026年) 第四站： 听觉的奥秘——声音的奇迹 未来机器人的 “超级皮肤” 沉浸式联觉艺术装置：将声波频率与振幅转化为动态的光影球体，实现视听合一的感官体验。 当声音有了颜色 人体除有眼和耳外，还有鼻、舌、皮肤等感觉器官。 嗅黏膜 舌乳头 味蕾 味觉感受器 有许多对味道十分敏感的味细胞，感受酸、甜、苦、辣等刺激 有许多对气味十分敏感的嗅细胞， 能接受空气中有气味的物质的刺激 具有感受外界冷、热、触、压等刺激的功能。 第四站：嗅觉、味觉与触觉 41 视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉，是我们每个人感知世界的“超能力”。它们协同运作，让我们捕捉环境里每一丝色彩、声响、气息、滋味与触感，让我们全面、准确、迅速地感知外界环境的变化，迅速作出判断和反应，进而拥抱更加美好的世界！ 耳与听觉 耳的 基本结构与功能 听觉形成过程： 耳郭（收集音波） 外耳道（传送音波） 外耳 内耳 中耳 鼓膜（产生振动） 鼓室（内下方有咽鼓管，与咽部相通） 听小骨（传导振动） 耳蜗（内含听觉感受器，感受振动刺激而产生神经冲动） 半规管 前庭 （含头部位置变动的感受器，与维持身体平衡有关） 43 一、概念检测 A．角膜 B．瞳孔 C．晶状体 D．视网膜 2. 从外界声波传入到听觉形成需经过：外耳道→________→听小骨→_______内的感觉细胞→________→__________的一定区域。 1. 在眼球中，能感受光刺激的结构是（ 　　） 鼓膜 耳蜗 听神经 大脑皮层 二、拓展应用 1. 右图所示的盲道和打手语各有什么用处？ 盲道表面凸起的条纹和圆点通过触觉反馈，帮助视觉障碍者通过脚底感知路径方向变化，为盲人的出行提供了便利和保障。 手语通过手势、表情和肢体动作构成完整语法体系，能够与外界进行信息交流。 44 二、拓展应用 2.观察右下图中的两根红色线段，你认为它们的长度一样吗？用尺子量一下它们的长度，结果与你的观察一致吗？跟同学讨论一下观察与测量的区别，为什么在很多情况下，用工具进行测量是必要的？ 往往认为左侧的红色线段比右侧的长，但用尺子测量一下，发现它们的长度是一样的。这是因为我们通过视觉所观察到的物体与实际物体之间存在着差异，所以，在很多情况下，用眼睛观察是不准确的，用工具测量是必要的。 45 二、拓展应用 3.你是否听过家里长辈说他们的眼老花（科学名称是老视）了？与家人讨论这种现象形成的原因，并查阅资料，根据长辈的用眼习惯，提出相应的措施以改善他们的生活。 远视眼 正常眼 老花眼（远视） 导致原因 成像位置 矫正方法 改善措施 眼球的前后径过短 视网膜后方，看不清近处物体 凸透镜 保持适当的阅读距离，避免在昏暗环境下阅读，使用辅助工具如放大镜，减轻眼睛负担；定期眼部检查等。 46 A．① B．② C．③ D．④ A．眼中 B．鼻中 C．耳中 D．舌中 2．（2025●安徽）人体能感知环境变化，并对生命活动进行调节，这离不开分布在身体不同部位的感受器。其中，感受声音刺激的感受器位于（     ） 1.（2025●福建）下图为人耳结构示意图。听到巨大声响迅速张口，这有利于保护（      ） 47 A．①和③ B．②和④ C．①和④ D．②和③ 3.（2025●新疆）在视觉和听觉形成过程中，能接受刺激产生兴奋的部位分别是（     ） 48 A．前庭 B．鼓膜 C．外耳道 D．耳郭 4.（2025●河北）耳石症是一种内耳平衡功能障碍疾病，患者转头或翻身时会发生剧烈眩晕。下图为人耳结构示意图，①表示结构。耳石症是①中的耳石脱落进入半规管引发的，可通过复位治疗。①表示的是（      ） A．经常用尖锐的东西挖耳朵 B．长时间佩戴耳机 C．遇到巨大声响时，闭嘴、堵耳 D．长期生活在噪声环境中 5．（2025●绥化）人的耳是听觉器官。生活中有利于保护耳的做法是（     ） 49 A．前庭 B．鼓膜 C．外耳道 D．耳郭 4.（2025●河北）耳石症是一种内耳平衡功能障碍疾病，患者转头或翻身时会发生剧烈眩晕。下图为人耳结构示意图，①表示结构。耳石症是①中的耳石脱落进入半规管引发的，可通过复位治疗。①表示的是（      ） A．经常用尖锐的东西挖耳朵 B．长时间佩戴耳机 C．遇到巨大声响时，闭嘴、堵耳 D．长期生活在噪声环境中 5．（2025●绥化）人的耳是听觉器官。生活中有利于保护耳的做法是（     ） 50 $保护耳朵和听力，注意不要用尖锐的东西掏耳。 我喜欢边走路边看手机。 我经常在读写或使用电子产品30到40分钟后适当休息远眺。 null保护耳朵听力，需要避免长时间使用耳机哦。 我喜欢在光线比较暗的灯光下看书。 我喜欢在强光下看书和使用电子产品。 我喜欢保持这样的读书姿势，使得眼与书本的距离要在33厘米左右。 同学们，你们知道我戴的这副特制的眼镜模拟了身体的哪些结构吗？ 我喜欢躺卧着看书和玩手机。 nullnull欢迎收看科技再现一副神奇的眼镜注视明16年患者首次变出黑白条破黑暗。下面我们一起来看具体原因。美国和西班牙的研究人员开发了一套新技术，能够绕过眼睛，直接刺激盲人的大脑视觉皮层来产生可感知的图像，并成功的让一位失明16年的盲人能够看到字母，识别物体边缘，甚至可以玩电子游戏。该系统包含一副内置人工视网膜的眼镜和大脑植入物，眼镜能够探测视野内的光线并将其转换为电信号，然后电信号传输到大脑植入物。信号穿透大脑，刺激和监测位于较大大脑皮层内的视觉皮层中神经元的电活动，这种刺激使人能够感知人造视网膜传输的光模式。植入596个微电极的三维矩阵，宽仅4毫米，每个卫星电极长1.5毫米。参与实验者经过一段时间的训练，能够破译识别字母和有些物体的轮廓，甚至玩射击游戏。 我每天晚上习惯关灯后刷手机，经常刷到睡着。 同学们，你们知道我戴的这副特制的眼镜模拟了人体的哪些结构吗？