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跨学科实践活动(二)　制作可调节的成像模型模拟眼球成像
1．学科概念和跨学科概念
生物学学科概念
(1)眼是人体从外界获取信息的一种感觉器官。
(2)视觉的形成过程中，通过晶状体曲度的改变，使不同距离的物体能准确地在视网膜上成像。
物理学科概念
(1)凸透镜对光具有会聚作用，凹透镜对光具有发散作用。
(2)成像模型中，凸透镜曲度过大或与成像光屏距离过远，可用凹透镜矫正成像效果；反之，可用凸透镜矫正成像效果。
跨学科概念
(1)系统与模型：眼球各个结构相互联系构成一个成像系统；眼球成像过程难以直接观察，借助模型可认识和理解眼球成像原理及视力的变化与矫正。
(2)结构与功能：视物正常的眼球的晶状体富有弹性，由于睫状肌的收缩、舒张作用，其曲度发生变化，使人能看清远近不同的物体。
2．任务描述
利用一定的材料器具制作可调节的成像模型，模拟眼球成像的过程；合理选用凹透镜或凸透镜对成像不清的情况进行矫正，模拟视力的矫正。
本活动以小组为单位进行，课时安排如下表所示。
课时安排建议
活动课时安排 活动内容
第1课时 小组讨论，确定装置制作及模拟眼球成像的方法和材料
第2课时 小组制作成像模型，并模拟眼球成像及视力矫正。展示、交流
3.方案设计
以下材料器具供选择：透明胶带的内圈，波波球(一种无色透明、有弹性的气球)，环保强力胶水，打孔器，剪刀，塑料软管，20 mL注射器(不含针头)，凸透镜、凹透镜一组，光具座，光源，水，等等。
每位小组成员积极发言，就模型的制作方案提出自己的想法。经过讨论，小组形成最佳的模型制作方案，并采用画图、表格等方式记录设计方案。
可调节的“晶状体”示意图
4．方案实施
小组成员使用提供的材料器具或其他自备、自制的材料器具，依照确定的方案制作成像模型，分析模型中各个部件与眼球各结构的对应关系，并在模型中标注相应的眼球结构名称。根据方案制作可调节的晶状体模型或眼球前后径模型，实现成像的可调节。操作模型，模拟正常视物、近视、远视成像情况，选择合适的透镜，并将其置于合适的位置，对“视力不良”的情况进行矫正。采用表格、图片、照片、视频等方式记录模型作品、实验现象和实验数据，分析得出实验结果。
1．(陕西中考)图1是显微镜及遮光器的放大图；图2是眼球结构模型；图3的①～④是从眼球模型中依次取出的结构。遮光器上的光圈可以控制显微镜的进光量，①～④中相当于遮光器的是(　C　)
图1
　
图2
　
图3
A.③　　　B．④　　　C．②　　　D．①
眼球的瞳孔的大小是随着光线的强弱而变化的。当外界光线较强时，瞳孔变小，以避免过强的光线刺伤眼睛；当外界光线较弱时，瞳孔变大，让更多的光线进入眼球，便于看清物体。②瞳孔相当于遮光器。
2．(山东青岛期末)如图所示是某生物兴趣小组制作的模拟眼球成像的可调节模型，图中的注水塑料瓶和光屏分别模拟的是(　D　)
A．玻璃体、脉络膜 B．玻璃体、巩膜
C．晶状体、角膜 D．晶状体、视网膜
外界物体反射来的光线，经过角膜、房水，由瞳孔进入眼球内部，再经过晶状体和玻璃体的折射作用，在视网膜上能形成清晰的物像，物像刺激了视网膜上的感光细胞，这些感光细胞产生的神经冲动，沿着视神经传到大脑皮层视觉中枢，就形成视觉。从图中可以看到，注水塑料瓶模拟眼球的晶状体，起调节作用；光屏模拟眼球的视网膜。
3．(山东烟台期末)下图为生物小组同学制作的眼球成像模型，左边的白纸板和中间的双凸透镜分别相当于眼球的(　C　)
　
A．4和5 B．6和8
C．8和5 D．9和6
在该模型中，凸透镜相当于眼球的5晶状体，白纸板相当于眼球的8视网膜。
4．(山东潍坊中考)某生物兴趣小组在老师指导下，开展了“制作可调节的眼球成像模型”的跨学科实践活动。活动计划如下：①学习眼球的结构和成像原理，并查阅、学习物理学科的相关内容；②研讨眼球模型制作方案，并绘制草图；③选择合适的材料和工艺，制作眼球结构模型和成像模型；④测试眼球模型，并根据测试效果进行改进；⑤撰写实践活动报告。
(1)学习的过程就是建立__条件反射__(填反射类型)的过程。在学习眼球的结构和成像原理时，听到老师“眼是视觉器官……”的声音前，声波刺激依次经过耳的结构是__外耳道→鼓膜→听小骨→耳蜗__(用名称和箭头表示)，最后经听觉中枢分析处理形成听觉。
(2)兴趣小组制作的模型如图所示，其中光盘相当于眼球的__虹膜__，气球B相当于眼球的__玻璃体__。
(3)为测试眼球模型，兴趣小组的同学通过调节螺丝，使光源清晰地成像在蓝色塑料板上，该过程模拟的是__眼球的调节功能__。为演示近视的形成，可以调节螺丝使气球A的前后径__变大__(填“变大”或“变小”)，让物体成像于蓝色塑料板前方。
(4)查阅资料时发现，光也会影响睡眠、情绪等非成像视觉功能，夜间光的输入会增加患抑郁症的风险。兴趣小组模拟手机、电脑等蓝光模式，按图示流程探究夜间蓝光诱发小鼠的抑郁行为，得到表中结果(“强迫游泳”作为反映抑郁程度的指标)。
分组 强迫游泳不动时间(min)
前测 后测
甲 20 35
乙 20 20
以上结果显示__夜间蓝光处理会使强迫游泳不动时间显著增加__，表明只有夜间蓝光可诱发小鼠的抑郁行为。本研究结果对你健康生活的启示是__夜间应尽量避免接触蓝光，如减少使用手机、电脑等电子设备的时间__。跨学科实践活动(二)　制作可调节的成像模型模拟眼球成像
1．学科概念和跨学科概念
生物学学科概念
(1)眼是人体从外界获取信息的一种感觉器官。
(2)视觉的形成过程中，通过晶状体曲度的改变，使不同距离的物体能准确地在视网膜上成像。
物理学科概念
(1)凸透镜对光具有会聚作用，凹透镜对光具有发散作用。
(2)成像模型中，凸透镜曲度过大或与成像光屏距离过远，可用凹透镜矫正成像效果；反之，可用凸透镜矫正成像效果。
跨学科概念
(1)系统与模型：眼球各个结构相互联系构成一个成像系统；眼球成像过程难以直接观察，借助模型可认识和理解眼球成像原理及视力的变化与矫正。
(2)结构与功能：视物正常的眼球的晶状体富有弹性，由于睫状肌的收缩、舒张作用，其曲度发生变化，使人能看清远近不同的物体。
2．任务描述
利用一定的材料器具制作可调节的成像模型，模拟眼球成像的过程；合理选用凹透镜或凸透镜对成像不清的情况进行矫正，模拟视力的矫正。
本活动以小组为单位进行，课时安排如下表所示。
课时安排建议
活动课时安排 活动内容
第1课时 小组讨论，确定装置制作及模拟眼球成像的方法和材料
第2课时 小组制作成像模型，并模拟眼球成像及视力矫正。展示、交流
3.方案设计
以下材料器具供选择：透明胶带的内圈，波波球(一种无色透明、有弹性的气球)，环保强力胶水，打孔器，剪刀，塑料软管，20 mL注射器(不含针头)，凸透镜、凹透镜一组，光具座，光源，水，等等。
每位小组成员积极发言，就模型的制作方案提出自己的想法。经过讨论，小组形成最佳的模型制作方案，并采用画图、表格等方式记录设计方案。
可调节的“晶状体”示意图
4．方案实施
小组成员使用提供的材料器具或其他自备、自制的材料器具，依照确定的方案制作成像模型，分析模型中各个部件与眼球各结构的对应关系，并在模型中标注相应的眼球结构名称。根据方案制作可调节的晶状体模型或眼球前后径模型，实现成像的可调节。操作模型，模拟正常视物、近视、远视成像情况，选择合适的透镜，并将其置于合适的位置，对“视力不良”的情况进行矫正。采用表格、图片、照片、视频等方式记录模型作品、实验现象和实验数据，分析得出实验结果。
1．(陕西中考)图1是显微镜及遮光器的放大图；图2是眼球结构模型；图3的①～④是从眼球模型中依次取出的结构。遮光器上的光圈可以控制显微镜的进光量，①～④中相当于遮光器的是(　　)
图1
　
图2
　
图3
A.③　　　B．④　　　C．②　　　D．①
2．(山东青岛期末)如图所示是某生物兴趣小组制作的模拟眼球成像的可调节模型，图中的注水塑料瓶和光屏分别模拟的是(　　)
A．玻璃体、脉络膜 B．玻璃体、巩膜
C．晶状体、角膜 D．晶状体、视网膜
3．(山东烟台期末)下图为生物小组同学制作的眼球成像模型，左边的白纸板和中间的双凸透镜分别相当于眼球的(　　)
　
A．4和5 B．6和8
C．8和5 D．9和6
4．(山东潍坊中考)某生物兴趣小组在老师指导下，开展了“制作可调节的眼球成像模型”的跨学科实践活动。活动计划如下：①学习眼球的结构和成像原理，并查阅、学习物理学科的相关内容；②研讨眼球模型制作方案，并绘制草图；③选择合适的材料和工艺，制作眼球结构模型和成像模型；④测试眼球模型，并根据测试效果进行改进；⑤撰写实践活动报告。
(1)学习的过程就是建立__ __(填反射类型)的过程。在学习眼球的结构和成像原理时，听到老师“眼是视觉器官……”的声音前，声波刺激依次经过耳的结构是__ __(用名称和箭头表示)，最后经听觉中枢分析处理形成听觉。
(2)兴趣小组制作的模型如图所示，其中光盘相当于眼球的__ __，气球B相当于眼球的__ __。
(3)为测试眼球模型，兴趣小组的同学通过调节螺丝，使光源清晰地成像在蓝色塑料板上，该过程模拟的是__ __。为演示近视的形成，可以调节螺丝使气球A的前后径__ __(填“变大”或“变小”)，让物体成像于蓝色塑料板前方。
(4)查阅资料时发现，光也会影响睡眠、情绪等非成像视觉功能，夜间光的输入会增加患抑郁症的风险。兴趣小组模拟手机、电脑等蓝光模式，按图示流程探究夜间蓝光诱发小鼠的抑郁行为，得到表中结果(“强迫游泳”作为反映抑郁程度的指标)。
分组 强迫游泳不动时间(min)
前测 后测
甲 20 35
乙 20 20
以上结果显示__ __，表明只有夜间蓝光可诱发小鼠的抑郁行为。本研究结果对你健康生活的启示是__ __。

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