視頻簡介：
視頻標簽：全國初中科學,實驗教學微課
所屬欄目：模擬課、微型課及試講
視頻課題：第五屆全國初中科學實驗教學微課視頻《近視的形成原因及矯正》李嵐-上海
教學設計、課堂實錄及教案：第五屆全國初中科學實驗教學微課視頻《近視的形成原因及矯正》李嵐上海市興隴中學初中科學
近視的形成原因與矯正
上海市興隴中學 李嵐
一、使用教材：
牛津上海版初中《科學》（上海遠東出版社）七年級第一學期，第十一單元《感知與協調》中第二節“視覺”第5課時。
二、實驗器材：
“模擬眼球成像實驗儀”套件（含不同厚度的凸透鏡、矯正用透鏡、光源等）
三、實驗創新要點/改進要點：
上海版七年級科學在學習了凸透鏡對光的會聚作用之后就直接通過兩段話和兩張光路圖來描述近視的成因與矯正（圖1）。對于七年級學生，在沒有凸透鏡成像原理知識儲備的情況下，來理解近視的成因與矯正是極其困難的。為此研究開發了“模擬眼球成像實驗儀”（圖2），將抽象的光路成像原理轉變為可視的光學現象，并直觀地建立起物體遠近、晶狀體厚薄、清晰成像于視網膜上這三者的關系。
利用這個“模擬眼球成像實驗儀”， 一是能從直觀的成像特點（實驗現象）中獲取正常視覺形成中晶狀體厚度改變的證據；二是找到近視看遠物時清晰的像所成的真實位置。這兩個證據有力地支持學生去探究和理解近視形成的原因和矯正方法。
四、實驗原理：
“模擬眼球成像實驗儀”應用了凸透鏡成像原理進行開發與制作。實驗儀包含底座、球形瓶、凸透鏡插孔位、光源近處和遠處插孔位，以及不同厚度的凸透鏡、矯正用凸透鏡和凹透鏡、光源（發光字牌）等配件。
視網膜成像與凸透鏡成像相似。較厚和較薄的兩塊凸透鏡模擬晶狀體，球形瓶后壁模擬部分的視網膜，光源模擬物。光源置于遠處和近處位時，“視網膜”成像都滿足物距大于兩倍焦距（u＞2f）, 像距小于兩倍焦距且大于一倍焦距（f＜v＜2f），“視網膜”上成倒立、縮小的實像。（圖3）
五、實驗教學目標：
近視的形成原因是本課時教學重點，亦是難點。《上海市初中科學課程標準》中要求“能夠說明造成近視的原因，提出預防近視的方法”，為C級學習水平，但不涉及凸透鏡的成像規律。教材安排在了解光的直線傳播現象、針孔相機成像原理，及認識眼主要結構及其功能的基礎上，進而探究和理解眼球成像原理，是“視覺”形成的重要一環。
在前一課時解剖豬眼的實驗中，學生觀察到晶狀體具體彈性，且周邊附著有環形睫狀肌，通過擠、壓晶狀體，初步認識眼球成像與晶狀體厚薄有關。同時學生會從實驗中獲取和描述證據，會運用證據推理或解釋現象，具備從體驗認知向思維認知過渡的基本能力。
確定教學目標如下：
1、利用“模擬眼球成像實驗儀”觀察正常視力遠近物體成像清晰時“晶狀體”的厚度，認識視網膜上清晰成像的原因。
2、設計并探究較厚的晶狀體看遠物模糊的原因，尋找近視眼看遠物時清晰成像的位置，并找出矯正近視的方法。
3、通過對前一個實驗現象的分析，說明近視形成的原因，提出保護視力防治近視的方法。
六、實驗教學內容：
1、比較遠近物體在視網膜清晰成像時的晶狀體
2、探究近視眼球的成像
3、尋找矯正近視的方法
七、實驗教學過程：
以回憶在豬眼解剖實驗中觀察晶狀體所獲得其形態和特征的感性認識為起點，引出觀察并比較遠近物體在視網膜上清晰成像時的晶狀體，從而建立對正常視力看遠近物體都清晰原因的正確認識。在此基礎上，為探究“近視眼看遠物模糊的原因是什么”的答案，經歷發現問題——形成假設——設計方案——記錄現象——得出結論的科學探究過程，移動“視網膜”尋找清晰像的位置，并通過嘗試加裝凹、凸兩種不同的矯正鏡片的方法，找出矯正近視的方法，分析并說明近視形成的原因，提出保護視力防治近視的方法。
實驗一、比較遠近物體在視網膜清晰成像時的晶狀體
實驗目的：利用“模擬眼球成像實驗儀”觀察遠近物體在“視網膜”上清晰成像時“晶狀體”的厚度；結合視頻了解睫狀肌對晶狀體厚度的調節作用，認識正常視力眼球清晰成像的原因。
實驗二、探究近視眼球的成像
實驗目的：設計實驗方案探究近視眼球觀察遠物時的成像特點；用“模擬眼球成像實驗儀”進行實驗，說明近視形成的成因。
實驗三、尋找矯正近視的方法
實驗目的：用加裝凹透鏡和凸透鏡后比較觀察的方法，找到矯正近視的正確方法；分析生活中不良的用眼行為，認識預防近視的方法，形成科學用眼、護眼的意識。
八、實驗效果評價：
1、 利用“模擬眼球成像實驗儀”，實驗現象明晰可見，無論是認識成像清晰、成像模糊這類基本現象，還是理解晶狀體厚度與視網膜上成像清晰的關系這類難點知識，學生都是基于感性體驗邁向理性思維的路徑達成，知識習得過程直觀、明了。
2、
實驗的三個組成部分內容先后銜接，引領學生的認知和思維層層展開。通過“比較遠近物體在視網膜清晰成像時的晶狀體”，認識正常視力看清遠近物體的原因，同時引發問題——近視眼為什么看不清遠處物體，順利進入第二部分“探究近視眼球的成像”（圖4）。在找到近視形成的原因后，順理成章地會想去“尋找矯正近視的方法”，知識的發生、發展水到渠成，一氣呵成。
3、 實驗的三個部分在類型上不盡相同。第一部分為觀察實驗，通過比較觀察快速發現遠物、近物在視網膜上清晰成像時對應厚薄不同的晶狀體。第二部分為探究實驗，以近視眼真實感受的現象為基點提出問題，以第一部分實驗結論為依據作出合理假設，根據第一部分實驗操作體驗設計實驗方案，最后實施實驗獲取證據，得出結論。第三部分雖然也是觀察實驗，用比較觀察的方法找到可用于矯正近視的鏡片。（圖5）但這部分涉及到兩組對象的比較觀察，一為觀察像由模糊變清晰，二為觀察鏡片形狀的差異以正確分辨凹透鏡和凸透鏡，并將兩組觀察的結果組合形成結論。在完成這三個部分的實驗過程中，學生的比較觀察能力、實驗設計能力、證據分析能力均有提高，同時經歷自我評價與完善、評價他人與學習的良性學習過程，在積極心理主導下主動地獲得成功體驗，優化學習效果。
執教：上海市興隴中學 李嵐（聯系電話： 郵箱：）
指導：上海市普陀區教育學院 印蘭
視頻來源：優質課網 www.jjlqy.cn
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