资源简介

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3.6 凸透镜成像规律 教学设计
课题 3.7 眼睛与光学仪器 单元 第三章 光和眼睛 学科 物理 年级 八年级上册
教材内容分析 本节是沪粤版（2024年版）物理八年级上册第三章第7节（教材第80~85页），是本章的最后一节。前面学习了凸透镜成像规律，本节把它用到眼睛和光学仪器上，并以跨学科实践收尾。 眼睛是怎样看见物体的：眼睛的成像原理与凸透镜类似。晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏，物体经晶状体成倒立、缩小的实像于视网膜上，再通过视神经传入大脑。眼睛靠调节晶状体的弯曲程度（相当于改变焦距）获得清晰的像。近视眼：像落在视网膜前；远视眼：像落在视网膜后；都可通过戴合适的眼镜矫正。 活动1“研究近视眼镜和远视眼镜”：观察两种眼镜的不同，参照图3-7-3、图3-7-4讨论：为什么近视镜是凹透镜、远视镜是凸透镜。 跨学科实践“用水透镜探究近视眼的形成原因”：我国初中生近视率达71.1%；用注射器向水透镜注水模拟晶状体，调整光屏（视网膜）找到清晰的像，继续注水观察像的变化，分析近视眼的成因，调查班级近视情况并写出预防建议。 信息浏览与活动2~4：眼镜的度数＝焦距（m）的倒数×100；照相机利用凸透镜成倒立、缩小实像（镜头、光圈、快门、暗盒）；显微镜、望远镜都由物镜和目镜两组凸透镜组成，通过目镜看到物体的虚像。自我评价与作业：选眼镜。
新课标要求 内容要求（《义务教育物理课程标准（2022年版）》“运动和相互作用”学习主题·光和电磁波） 了解近视眼、远视眼的成因与矫正方法；了解照相机、显微镜、望远镜等光学仪器的工作原理。 学业要求 能说明眼睛成像的原理，区分近视眼与远视眼并选择合适的矫正透镜；能计算眼镜的度数；了解常见光学仪器的构造及成像特点；通过跨学科实践养成保护视力的习惯。 活动建议 观察近视镜和老花镜；用水透镜模拟眼睛成像；用显微镜、望远镜观察。
学习 目标与核心素养 物理观念：知道眼睛的成像原理，知道近视、远视的成因与矫正，了解照相机、显微镜、望远镜的成像特点。 科学思维：运用凸透镜成像规律解释眼睛的调节；用模型（水透镜）模拟晶状体，分析“像在视网膜前后”与镜片类型的关系。 科学探究：完成“研究近视镜与远视镜”活动和跨学科实践，会调查并提出预防近视的建议；借助 HTML 互动实验 调节晶状体、试戴眼镜、模拟近视。 科学态度与责任：增强爱眼护眼意识，养成良好用眼习惯；体会光学仪器对医学、天文研究的贡献。
学情分析 学生有近视的亲身经历，但对“为什么近视镜是凹透镜”缺乏理解。本节的难点有： （1）调节的含义：眼睛看近处时晶状体变厚（焦距变小），而不是视网膜移动； （2）像在视网膜前后与镜片类型的对应关系，容易记反； （3）度数的符号：近视为负（凹透镜），远视为正（凸透镜）； （4）显微镜、望远镜由两组凸透镜构成，物镜成实像、目镜成虚像； （5）跨学科：把水透镜实验、调查和预防建议结合起来，需要较多课堂时间。
重点 1.眼睛的成像原理；近视眼、远视眼的成因与矫正； 2.眼镜度数的计算。
难点 1.近视眼、远视眼成像在视网膜前后与眼镜类型的对应； 2.用水透镜模拟近视并分析。
材料准备 教师：多媒体课件（含“ 互动实验”按钮）、HTML 互动素材“3.7互动实验_眼睛与光学仪器.html”（在课件同一文件夹下的“HTML素材”文件夹内）、近视镜、老花镜、水透镜演示器、手电筒、光屏、显微镜、望远镜、照相机说明书。 学生：近视镜和老花镜各一副、手电筒；水透镜（或注射器、弹性膜、塑料管、橡胶管、棉线和水）；调查记录表。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 （情景导入） 【视界工坊】 1.出示情境（课件第6页）：科技节最后一站是“视界工坊”，最神奇的光学仪器就长在你的脸上。 2.提出三个问题：眼睛里哪部分相当于凸透镜？哪部分相当于光屏？视网膜上的像是正立还是倒立？近视眼镜是凸透镜还是凹透镜？学生先猜，答案点击后出现。 【任务发布】 这节课四步走：眼睛是怎样看见物体的 → 近视眼与远视眼 → 眼睛的好帮手 → 跨学科实践：水透镜与近视。 1.说出对三个问题的第一反应； 2.带着疑问进入新课。 从学生每天戴的眼镜引入，三个问题对应本节的眼睛成像、近视与矫正。
讲授新课 （任务式教学） 任务一 眼睛是怎样看见物体的 【眼睛的结构】 1.课件第7~8页（教材图3-7-1、3-7-2）：认识角膜、瞳孔、虹膜、晶状体、睫状体、玻璃体、视网膜、视神经；晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏。 2.课件第9页：视网膜上成倒立、缩小的实像；眼睛靠调节晶状体的弯曲程度改变焦距，获得清晰的像。【AI互动实验①：眼睛怎样看清远近】单击第9页按钮，打开“3.7互动实验_眼睛与光学仪器.html”的“实验一”：拖动物体距离，看像的位置；调节晶状体厚度，让像落在视网膜上；点“自动调节”。 1.识别眼睛各部分并说出对应的光学元件； 2.操作互动实验理解“调节”。 用互动实验把“调节”这个抽象概念变成可调的晶状体厚度，帮助学生理解远近调焦。
任务二 近视眼与远视眼 【成因与矫正】 1.课件第10页：近视眼——像成在视网膜前；远视眼——像成在视网膜后；都可以戴眼镜矫正。 【活动1：研究近视镜和远视镜】 2.课件第11页：观察两种眼镜的不同；用手电筒照一照、摸一摸：近视镜中间薄，发散；远视镜中间厚，会聚。【AI互动实验②：近视眼与远视眼】单击第11页按钮，切换到“实验二”：选择近视或远视，勾选“戴眼镜”并调节度数，让像落回视网膜。 3.课件第12~14页（教材图3-7-3、3-7-4）：对比表格，归纳近视戴凹透镜、远视戴凸透镜；教材习题1：爷爷老花更重，选更厚（焦距更短）的凸透镜。 1.分析近视、远视的成像位置； 2.动手比较两副眼镜； 3.操作互动实验，试戴不同度数的镜片。 互动实验可以反复“换眼睛、换眼镜”，而真实实验很难让学生看到视网膜上的成像。
任务三 眼睛的好帮手 【度数与光学仪器】 1.课件第15页：眼镜的度数＝100×(1/f)（f的单位是m），凸透镜为正、凹透镜为负；例：f＝0.5 m，200度；f＝0.25 m，400度。 2.课件第16页（教材活动2）：照相机主要由镜头、光圈、快门、暗盒组成，景物在镜头2倍焦距以外，成倒立、缩小的实像。【AI互动实验③：照相机与眼镜度数】单击第16页按钮，切换到“实验三”，拖动物距看像距与像的大小，拖动镜片焦距看度数。 3.课件第17~18页（教材活动3、4）：显微镜、望远镜都由物镜和目镜两组凸透镜组成，通过目镜看到虚像；介绍伽利略用望远镜观天。 4.课件第19页（教材习题1）：根据三副眼镜选择适合爷爷、爸爸、妈妈的眼镜。 1.计算眼镜度数； 2.说出照相机、显微镜、望远镜的成像特点； 3.完成选眼镜。 把“透镜成像”落到生活中的仪器上，体现物理与生活、科技的联系。
任务四 跨学科实践：水透镜与近视 【预防近视】 1.课件第20页：我国儿童青少年近视率52.7%，初中生71.1%；不良用眼习惯导致近视；预防建议。 【跨学科实践：用水透镜探究近视眼的成因】 2.课件第21页（教材图3-7-5）：用注射器向水透镜缓慢注水，薄膜略微凸起，调整光屏（视网膜）使光源的像清晰；继续注水增加凸起程度，观察像怎样变化；分析近视成因；加凹透镜观察矫正。【AI互动实验④：水透镜模拟近视】单击第21页按钮，切换到“实验四”：拖动注水量，找到清晰位置，再继续注水，勾选“戴凹透镜”。 3.成果展示：用水透镜演示探究过程，陈述近视成因；汇报班级近视调查，提出预防建议。 1.分组完成水透镜实验； 2.调查班级近视人数及不良习惯； 3.展示成果，提出预防建议。 跨学科实践把物理、生物（眼的结构）、健康教育结合，互动实验为没有水透镜的班级提供替代方案。
课堂练习 完成课件“小试牛刀”（第22~24页）及学案“课堂练习”： 1.眼睛中的（　）相当于凸透镜，（　）相当于光屏，成（　）的实像。 2.近视眼的像成在视网膜的（　）方，应戴（　）透镜矫正。 3.焦距0.5 m的老花镜是（　）透镜，度数为（　）度。 4.照相机的镜头相当于（　）透镜，景物应在镜头（　）以外。 5.显微镜和望远镜都由（　）和（　）两组凸透镜组成，通过目镜看到（　）像。 6.远视眼的成因：晶状体（　），像成在视网膜（　），应戴（　）透镜。 答案：1.晶状体，视网膜，倒立缩小；2.前，凹；3.凸，200；4.凸，2倍焦距；5.物镜，目镜，虚；6.太薄，后，凸。 独立完成，同桌互批，错题说明错因。 六题覆盖眼睛成像、近视远视、度数、照相机、显微镜望远镜。
课堂小结 回到“视界工坊”的三个问题：①晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏；②倒立、缩小的实像；③近视镜是凹透镜。 一条主线：眼睛成像 → 近视（凹透镜）与远视（凸透镜）→ 度数 → 照相机、显微镜、望远镜 → 水透镜与预防近视。并回顾第三章全章。 回答导入问题，补全学案“归纳整理”的思维导图。 首尾呼应，同时为全章总结作铺垫。
板书 3.7 眼睛与光学仪器 一、眼睛：晶状体＝凸透镜　视网膜＝光屏　倒立、缩小的实像 二、近视眼：像在视网膜前　凹透镜　　远视眼：像在视网膜后　凸透镜 三、度数＝100×(1/f)　凸为正、凹为负 四、照相机（倒立缩小实像）　显微镜、望远镜（物镜＋目镜） 五、预防近视：姿势端正　少看屏幕　多户外 —— 板书左侧列眼睛原理，右侧画近视、远视矫正示意图。
课外拓展 /课外阅读内容 一、影像的保存 照相机的发明让人们能记录精彩瞬间；全自动数码相机具有自动调焦、调光功能。 二、近视度数与镜片 近视镜焦距为负： 200度对应焦距 0.5 m；度数越高，镜片中心越薄、边缘越厚。 三、课后探索 用显微镜观察树叶，用望远镜看远处景物；调查本班近视情况并写出预防建议；打开互动实验“实验四”模拟近视。 1.阅读拓展材料； 2.完成课后探索与调查。 联系生活，让学生参与调查与建议，强化健康意识。
特色资源分析和技术手段说明 一、AI 互动实验（HTML 素材）使用说明 1.配套文件：课件同一文件夹下“HTML素材”文件夹内的“3.7互动实验_眼睛与光学仪器.html”，含4个实验页：实验一 眼睛怎样看清远近（调晶状体厚度）；实验二 近视眼与远视眼（试戴眼镜）；实验三 照相机与眼镜度数；实验四 水透镜模拟近视。 2.在课件中打开：课件第9、11、13、16、21页各有一个绿色“ 互动实验”按钮，放映时单击即用默认浏览器打开同一个网页；在页面顶部切换对应实验后，按 Alt+Tab 切回课件。PowerPoint 与 WPS 均可使用。 3.单独打开：也可直接双击网页文件，用任意浏览器打开，按 F11 全屏投影。 4.无需联网，鼠标或一体机触屏均可拖动操作；右侧“想一想”点击显示答案。 5.注意：课件和“HTML素材”文件夹必须放在同一个文件夹里，移动时一起移动，否则按钮会找不到文件。如按钮无法跳转（个别电脑的 WPS 会遇到），在 WPS 中右键该绿色按钮 → “编辑超链接”，在 HTML素材 文件夹里重新选中对应的 .html 文件，确定即可；也可以直接双击 .html 文件打开，效果相同。 二、实验与安全 1.水透镜注水要缓慢，防止薄膜破裂；手电筒不要直射眼睛。 2.用眼卫生：读写姿势端正，间隔休息，保护视力。 —— 互动实验让学生看到视网膜上的成像和镜片的矫正效果，这是真实实验难以做到的；使用说明保证不熟悉信息技术的教师也能顺利使用。
教学反思 成功之处： “视界工坊”首尾呼应；学生有近视的亲身体验，对“为什么戴凹透镜”兴趣浓；互动实验试戴镜片直观；跨学科调查提高了参与度。 不足之处： 1.水透镜实验器材不足，演示为主； 2.学生易把近视、远视的镜片记反； 3.课时紧张，调查环节需要课外完成。 改进设想： 1.提前准备水透镜或用互动实验替代； 2.用“近视像在前，凹透镜发散推后”的口诀； 3.把调查布置成课前作业，课上只汇报。 —— 反思聚焦具体的学生表现与可操作的改进措施，便于同课教师直接借鉴。
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