资源简介

(共20张PPT)
活动二
制作可调节的成像模型模拟眼球成像
制作者：雨中
眼是人体的重要感觉器官，帮助人们认识绚丽多彩的大千世界。调查数据显示，青少年群体中近视的发生率逐年增高。因此，理解眼球成像原理、养成科学用眼的习惯至关重要。
1.活动目标
(1)知道眼能看清不同远近物体的调节机制，说明晶状体曲度过大、过小或眼球前后径变化是近视、远视形成的原因，建立结构与功能相适应的观念。
(2)利用可调节的成像模型模拟眼的正常视物、近视、远视；通过分析与判断，选择合适的凹透镜或凸透镜对成像不清的情况进行矫正。
1.活动目标
(3)在制作和使用成像模型的过程中，通过对模型不断改进和完善，提升实验能力。
(4)提出保护眼健康的方法，提高保护眼健康的意识，养成良好的用眼习惯。
2.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。
2.学科概念和跨学科概念
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。
2.学科概念和跨学科概念
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。
3.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。
3.任务描述
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
说明 ：
(1)课前调查本班同学的近视率，收集预防近视、科学用眼相关资料。
(2)材料准备在课下完成。 4.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。
4.方案设计
【提示】
●模拟晶状体的“凸透镜”应具有透明、中间厚边缘薄、曲度可调节等特点。
●光屏模拟视网膜，有一定形状的光源利于观察成像的特点。
小贴士
有的同学在本活动中制作了一个“水透镜”来模拟眼球中晶状体的调节，通过推拉注射器推杆，增多或减少“水透镜”中的液体量，进而改变透镜的曲度，用以模拟晶状体曲度的调节过程。
5.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。
5.方案实施
在模型制作和模拟眼球成像过程中，可能遇到各种问题。小组成员积极围绕关键问题展开讨论，并通过多次模拟、优化方案，不断改进成像模型，提高眼球成像的模拟效果。记录模型制作和眼球成像模拟中的关键问题及解决办法。
注意!
请在黑暗环境中实验，避免长时间直视光源。
6.展示评价
全班交流。将成像及调节过程在全班展示，分享设计思路及遇到的问题和解决办法。小组根据活动评价量表进行评价，提出模型设计的优点、缺点和改进方案。
6.展示评价
评价
内容 评价等级 优秀 良好 待改进
模型
制作 ·熟练使用材料器具，制作的晶状体模型曲度可调节；成像装置和模型搭建合理，能反映眼球成像原理 ·能制作合理的晶状体模型，曲度调节效果不佳；成像模型搭建基本合理，能一定程度上反映眼球成像原理 ·能制作晶状体模型，但不能调节曲度；成像模型搭建不够合理，不能正确反映眼球成像原理
6.展示评价
评价
内容 评价等级 优秀 良好 待改进
模拟
成像 ·能合理调整成像模型，实现清晰成像
·能熟练操作，通过改变成像模型中的材料器具及位置、相对距离等，模拟眼对远近物体成像的调节，以及近视、远视视物效果
·能在成像模型中加入合适的凹透镜或凸透镜对近视、远视进行矫正，矫正效果明显 ·能使用成像模型实现清晰成像
·操作过程有困难，但能使用成像模型模拟眼对远近物体成像的调节，以及近视、远视的视物效果
·使用凹透镜或凸透镜对近视、远视进行矫正，但矫正效果一般 ·很难使用成像模型成清晰的物像
6.展示评价
评价
内容 评价等级 优秀 良好 待改进
团队
合作 ·小组成员分工合理、协作流畅
·遇到问题，能共同讨论、确定解决方案，并有效解决问题 ·小组成员分工不够合理、协作不够流畅
·遇到问题，会讨论解决方案，但解决问题不顺利 ·小组成员缺乏合理分工，合作不畅
·遇到问题，不能通过讨论确定方案，问题难以解决
7.反思改进
通过交流，辩证听取他人意见和建议，总结本小组在资料调查、模型制作和模拟实验的方案设计与实施中存在的优点和缺点，遇到的问题及解决办法等。完成活动报告。
谢谢观赏

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