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人教版初中生物七年级下册第六章第一节：探究眼球成像与视觉形成
尊敬的各位评委老师，大家好！我实验说课的题目是《探究眼球成像与视觉形成》，我将从以下几个方面对本实验进行阐述。
一、实验内容分析
教材分析：本实验选自人教版《生物学》七年级下册第六章《人体生命活动的调节》第一节《人体对外界环境的感知》第一课时眼和视觉部分。课标对本节内容的要求是：描述眼的结构与功能，阐明视觉的形成过程，学会科学用眼，保护眼的健康。
学情分析：七年级学生还没有学习物理的光学知识，对眼球成像以及近视的形成相关原理难以理解。学生都熟知要爱眼护眼，预防近视，但没有给予足够的重视。学生对于视觉、近视等概念已有感性认识，但还不能上升到理性层面。且本节内容较为抽象，教材中没有设置相应的实验探究，很难突破重、难点，因此我设计此实验和模型，使抽象知识直观化，引导学生科学认知，主动构建重要概念。
根据以上教材分析和学情分析，围绕生物学学科核心素养，我制定出以下教学目标。
二、实验教学目标
生命观念：通过探究实验，从结构到功能，从正常成像到物像模糊，透过现象看本质，逐步建构起眼球结构与功能相适应的观念。
科学思维：运用分析、归纳与概括等方法，对实验现象进行分析，能够归纳出视觉的形成过程，科学认识近视的成因。
探究实践：通过实验探究眼球成像与视觉形成的全过程，提升学生动手实践能力和科学探究能力。
态度责任：意识到眼的重要性，学会科学护眼，保护眼的健康并主动向他人宣传科学护眼的方法。
三、实验方案设计
（一）设计背景
目前教参建议用于探究眼球成像及近视成因与矫正的器材是凸透镜成像装置，该装置存在一定的局限性，如不能模拟晶状体曲度的动态调节；不能模拟瞳孔的大小调节；不能直观展现视觉形成过程等。为解决这些问题，结合生物、物理、数学等知识以及3D打印等技术设计并制作模型，以模拟眼球成像与视觉形成的整个过程。1
（二）实验器材与装置
实验用到的主要器材如下（见图1）：
1．实验室器材：眼球模型、脑模型、光具座、F光源、3D打印的眼球模型。
2．网购器材：LED流水追光线型灯带、水透镜套装、可变光阑调节器、光敏继电器。
3．日常生活器材：近视眼镜、老花眼镜。
根据以上器材，我制作了此模型（见图2）：
图2 眼球成像与视觉形成模型
（三）实验设计：利用该模型，我们将探究以下3个实验。
实验一：探究眼球的成像
实验二：探究视觉的形成
实验三：探究近视眼的成像与矫正2
总结：通过探究实验引导学生动手操作，学生获得充分的生物学事实证据，主动建构眼球成像与视觉形成等重要概念，初步形成结构与功能观。
四、实验创新要点
（一）实验教具创新
该模型大致可分为三部分：光源、改进后的眼球模型、大脑模型。将原眼球模型中的瞳孔换成用可变光阑调节器制作的可调节瞳孔；将眼球模型中的晶状体换成曲度可调节的水透镜；在“视网膜”处粘贴圆形纸片（便于清晰成像）；并在视网膜处安装光敏电阻传感器，模拟感光细胞；用LED流水追光灯带模拟视神经；将LED灯带与大脑视觉中枢相连，模拟视觉的形成。
改进后的模型，可以实现以下几个功能：
1．晶状体可调节：用水透镜模拟晶状体，可以通过注水、抽水改变其曲度，演示晶状体工作时的动态变化。
2．瞳孔可调节：利用可变光阑模拟瞳孔的变化，为使其更接近生物体原型，画出虹膜贴于其上，此装置可以帮助学生更加直观的认识人眼在亮处和暗处时瞳孔的变化规律。
3．可模拟近视的两个成因：通过向水透镜内注水，模拟晶状体曲度过大；移动眼球模型，可模拟眼球前后径增长。原实验室的眼球模型前后径不可调节，为了更好模拟近视的成因，我们利用3D打印技术自制了此眼球模型。
4．可模拟视神经传导和大脑视觉中枢形成视觉：灯带的LED灯依次循环闪亮，模拟兴奋以神经冲动的形式沿着视神经传导到大脑的视觉中枢，从而形成视觉。
5．可模拟视神经受损不能形成视觉：断开LED灯带，即可模拟视神经受损无法形成视觉。
该模型更加接近生物体原型，能逼真地呈现眼球成像、视觉形成，还可模拟近视眼远视眼的形成与矫正，同时也为下一节神经系统的调节奠定基础，实现了跨学科的资源融合以及新技术、新材料在实验教学中的应用。
（二）教学方法创新
将演示实验，改为学生探究实验。演示实验，教师主导，学生参与度低。而探究实验，学生分小组合作探究，主动参与。学生根据导学案上的任务分小组进行实验，并将实验现象与实验结论填写在导学案上，小组间相互交流讨论，培养了学生动手实践能力、科学探究能力和表达交流能力等。
五、实验教学过程3
我将通过以下4个模块来进行本节的实验教学：
（一）问题导入、激发兴趣
在学生学完眼球结构之后，提出问题：你的眼睛是如何工作的呢？我们班上有很多小眼镜，你知道近视是如何形成的吗？如何科学防控近视呢？
联系实际生活，通过问题激发学生兴趣，引起学生思考，从而导入本次探究实验。
（二）实验探究、构建知识
学生分小组开展实验，小组间分工合作，共同完成探究实验，教师不断巡视，及时解决学生实验中遇到的困难或问题。以下以一个小组为例，展示学生实验。
实验一：探究眼球的成像（播放学生操作视频）
实验二：探究视觉的形成（播放学生操作视频）
实验三：探究近视眼的成像与矫正（播放学生操作视频）
学生完成实验后，引导学生得出结论并表达交流。学生分析实验现象，得出实验结论，小组派代表交流实验结论及实验过程中遇到的问题等。教师对学生实验及视觉形成的整个过程进行总结，并给学生科普假性近视和真性近视，引导学生要劳逸结合、科学用眼、认真做好课间的眼保健操，保护眼的健康。
（三）拓展延伸，个性发展
拓展实验1：探究远视眼的成像与矫正
拓展实验2：为什么度数越深，看东西越近？
类别 数据1 数据2 数据3 数据4 数据5
光源距眼球距离
注射器刻度
注射器刻度变化值
表1度数与看清物体的距离关系记录表
我们还设置了两个拓展实验，学生可以选择性完成，让学有余力的同学继续探究，满足学生的个性发展。
（四）联系生活，迁移应用
引导学生课后查阅资料，试着解决以下问题：高度近视有哪些危害？近视手术是如何治疗近视的？飞秒、晶体植入等近视手术有何区别？近视手术是否可能带来副作用？提高学生的信息检索能力，促进学生对知识的迁移与应用，认识到生物学与社会生活的紧密联系，从心底意识到保护视力的重要性，从而养成良好的用眼习惯，也将学习延伸到课后。
六、实验反思评价
1．本实验操作简单方便，实验现象明显，将抽象的生物学概念直观地展示出来，学生通过实验自主分析，主动构建完整的概念体系。
2．本实验充分调动学生的主观能动性，实验效果良好。课堂中渗透生命安全与健康教育，培养学生良好的用眼习惯，树立爱眼意识。
3．本实验利用自制模型教具，逼真地呈现了视觉形成、近视眼的形成与矫正等，更接近于眼球的自然生理现象，使学生准确感知生理过程。实现了学科资源的有效融合，彰显了技术的工具性价值，也体现了新材料在实验教学中的应用。
不足之处：该模型在细节上还有待完善，如模拟眼球的前后径调节，采用何种材料将眼球前后两部分连接起来，使其更加接近生物体原型，在制作过程中我们采用过多种材料，效果均不佳；其次，要完成认识眼球的结构以及实验探究，一个课时的时间太过紧张，如何把控课堂节奏，让有限的生物课堂时间发挥更大的效能值得我们继续探索。
以上就是我本次实验说课的全部内容，感谢您的聆听！
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