资源简介

《眼睛和光学仪器》
一、教材内容分析
《眼睛和光学仪器》这是一节典型的应用课。本节课是在学生学习了透镜以及凸透镜成像的基础上，来了解人眼的视物原理，并尝试视力的矫正；并进一步体会透镜在生产、生活中的应用，切实感受从物理走向生活的微妙与简单。人眼的视物原理以及视力矫正对于学生比较抽象，因此本节课的教学中我深入浅出，在学生原有认知的基础上进行合理的迁移，透镜的应用环节我巧设实验，抛砖引玉，开拓学生的视野，充分促进学生的思考，培养学生们的创新意识，我们一起追求科学的实事求是，这符合初中生认识客观知识的特点，也易实现“理”的识辨。
二、教学目标
知识和技能
1.了解眼睛的结构和正常人眼的视物原理；
2.理解近视眼和远视眼的成因及矫正方法；
3.知道中凸透镜以及成像规律的应用。
过程与方法
1.通过教师创设的互动情境和演示实验，了解正常人眼的视物原理；
2.通过探究，理解近视眼和远视眼的成因和矫正方法；
3.通过演示调节教师自制照相机和小组合作探究简易照相机的分组实验，知道照相机的成像原理，理解如何调节照相机的物距和像距，使得成的像大小发生变化。
4.参与讨论，观察教师改照相机成投影仪的操作，体会知道投影仪的成像原理。
情感、态度和价值观
1.体验科学探究的过程，获得初步的信息收集和处理能力。
2.体会物理和生活的联系，感受学有所用，获得学习的动力和成就感。
3.在小组合作探究过程中，尝试成功矫正视力，体会知识就是力量。
4.增强眼睛保健的意识，养成科学用眼和爱眼的习惯。
重点 1.了解眼睛的结构及眼睛的视物原理。?
2.理解近视眼、远视眼和视力的矫正。?
3.知道照相机和投影仪中凸透镜以及成像规律的应用。
难点 1.眼镜的视物原理和视力的矫正。?
2.应用凸透镜的成像规律调节照相机和投影仪，使像的大小发生变化。
三、学习者特征分析
本节课是为八年级下学期的学生设计的，这个年龄段的学生，经历了一小段时间的物理学习，学习的主动性，成就动机，自我监控能力和理性思维能力皆有所提高，感性经验丰富，但理性沉淀仍显不足，所以教学中仍需要教师恰当适时引导和必要的调整。 学生虽然已经掌握凸透镜成像的相关知识，有一定的可利用的理性思维沉淀，具有一定的观察、分析、推理能力，但是学生们的认知能力，科学性和严谨性也存在一定的差异，因此，凸透镜成像原理的应用仍属于教学难点。
四、教学资源及工具设计
1、教师演示： （1）用磁吸式凸透镜粗略模拟晶状体的自我调节
（2）自制照相机和投影仪模型。
2、学生分组：
近视眼、远视眼的视力矫正，简易相机
3、ppt课件，视频资料。
五、教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
复习引入 引导学生回忆凸透镜的成像规律，
并设计表格：
物距
像距
成像特点
u>2f
f成倒立、缩小的实像
fv>2f
成倒立、放大的实像
u>2f
成正立、放大的虚像
快速回忆，形成表格，强化记忆，最好能达到凸透镜成像规律脱口而出。 凸透镜的成像规律是整节课的教学主线，熟记规律可为凸透镜的应用做好铺垫，为整节课的教学提供知识动力。
环节一：认识眼 睛的视物原理
互动1：眼睛是如何看到物体的？
结构
角膜和晶状体（相当于一个凸透镜）
视网膜（相当于光屏）
成像
u>2f,f成倒立、缩小的实像
教师强调，眼睛看物体时的“物体”“透镜”
“光屏”在哪儿？对应指出“物距”“像距”，并引导孩子们思考晶状体的“焦距”是多少呢？可能与什么因素有关呢？ 学生们说出眼睛中的主要 “光学原件”：角膜，晶状体，玻璃体，视网膜。
结合生活经验归纳出眼睛成像的特点和眼睛运用的凸透镜成像的规律。 生物已经学过眼睛的结构，因此本课着重从光学角度认识眼睛的视物原理。
此环节，理清像距不变，关注焦距是关键。
互动2：眼睛是如何看清远处与近处的景物的？
【明确】：看远处与近处的物体时，改变的是物距；眼睛的结构决定了像距不变；因此，只能“凸透镜”本身的焦距发生改变。
【演示】：凸透镜中间比边缘厚的越多，会聚光的能力越强，即焦距越小
【结论】：正常人眼视物，靠睫状肌改变晶状体的厚度，使远近不同的物体的像都能清晰地成在视网膜上。
【归纳】：
结构特点
眼球前后径一定即：像距不变
调节作用
当物距改变时，晶状体的曲率改变，即焦距改变，使物体在视网膜上仍成清晰的像
近厚远薄
学生思考
讨论
回答
教师根据学生的现场反应，作好适当引导的准备，促成学生们应用已学的凸透镜以及成像规律的知识，解决实际问题的能力。
观察演示实验，思考凸透镜中央比边缘厚得多时，会聚本领的变化。
对凸透镜的焦距和会聚作用的知识进一步认识，形成对“会聚”更清晰，更科学的认识。
教学中及时关注学困生，通过师生一起归纳，进一步明确，争取使全体孩子对眼睛的结构特点和调节作用都有清晰的认识。
紧扣凸透镜的成像规律，从物距，像距和焦距的角度，思考眼睛如何看清楚远近不同的物体，这样可以直接切入晶状体的焦距可能发生了改变。
然后，教师演示，中间比边缘厚得多的凸透镜的焦距小，即会聚本领更强，并做非平行光的实验，说明是“会聚本领”，而不是“会聚于一点”。
这样，孩子们就水到渠成的得知“正常人眼视物，靠睫状肌改变晶状体的厚度，使远近不同的物体的像都能清晰地成在视网膜上”。
这里也可以顺便指出凹透镜的发散本领也是如此。
为近视眼和远视眼的矫正做好铺垫。
这里比较抽象，加上初二学生理性沉淀不足，属教学难点，需要教师因地制宜，果断作出恰当的铺垫、衔接和迁移。
互动3：近视眼和远视眼的形成和矫正:
分组探究（1）：近视眼及其矫正：
近视眼成因：只能看清近处的物体而不能看轻远处的物体，像在视网膜前方。
学生们尝试利用凹透镜对近视眼进行矫正。
分组探究（2）：探究远视眼及其矫正：
采用与近视眼成因对比和类比的方式，让学生知道什么是远视眼？如何矫正？
互动4：说说爱眼：
了解明视距离，用眼卫生等与孩子们息息相关的知识。 分组实验，体会：（1）晶状体变“变厚”时，像在视网膜前方，用凹透镜矫正。（2）晶状体“变薄”，像在视网膜后方，用凸透镜矫正。
鼓励学生们小组合作学习，互帮互助，教师巡视指导，对学困生提供必要的帮助。
感受爱护眼睛，有益健康。 结合正常眼睛看近远不同的物体时，晶状体近厚远薄的调节能力，教师马上引出晶状体调节能力减弱就会形成近视眼和远视眼，并引导孩子们根据透镜的发散和会聚作用，进行视力矫正。这是教学重点，教师应根据随堂情况适时调整，确保顺利完成。
环节二：透镜的应用——照相机
演示实验：教师自制教具照相机模型：
器材：长度可伸缩的纸筒（一端固定一个凸透镜，另一端固定半透膜）光带。
【教师演示】：
介绍建议照相机的结构，使孩子们感受到 “高大上”背后 “靠谱的知识”，引导孩子们体会到微妙物理原件的道理之简单，获得成就感。
【学生活动】：
分组实验，调节建议照相机
（1）以光带作被观察物体，通过拉伸简易照相机的暗箱，改变像距，直到在毛玻 观察，思考，感受，鼓励孩子们配合老师调节自制的照相机，使屏幕上呈现清晰的像。
跃跃欲试，很兴奋的拿到照相机，按老师的要求，被牵引着体会照相机的使用和调节。 了解神秘的甚至价格昂贵的照相机的的基本物理原理，体会物理和生活的密切联系。
这一环节，学生们很兴奋，因此，必须要注意 “收”住学生，因此需要提供操作要求，做有效的探究。
璃片上得到倒立的缩小的实像。
（2）同时要让学生认识到：毛玻璃相当于照相机底片，凸透镜就是照相机的镜头，拉伸暗箱，改变的是像距，这与眼睛是不同的。
（3）教师引导学生分析得出照相机原理： 当u>2f 时，成倒立、缩小的实像
（4）尝试给同桌拍个半身照和大头贴，体会照相机的调节。
（5）鼓励孩子们小组讨论，并归纳总结出照相机的调节技巧：凸透镜成实像时“物近像远像变大”的应用。
【教师强调】像距就是照相机“暗箱的长度（镜头到胶片的距离）”；物距就是被拍摄物体到照相机的距离；照相机的同一镜头拍摄时，焦距不变。 分组实验与小组合作学习相结合
依据凸透镜成实像时“物近像远像变大”的结论，结合照相机的结构，探究如何改变物距和像距（即暗箱长度），使照相机的屏幕上成不同大小的像。 实验过程中，老师引导孩子们知道：简易照相机的“焦距”不变（这与眼睛的调节不同）；并且分清“物距”，“像距”；并依据凸透镜成实像时：“物近像远像变大”的规律，理出像大小变化时，照相机物像距和像距（即暗箱长度）怎样变化。
环节三：透镜的应用——投影仪
【教师启发思考】：如果我觉得像太小，想利用凸透镜在屏幕上得到放大的实像，怎样才能做到？
启发孩子可以在自制教具照相机的基础上进行升级和调整。
鼓励孩子们小组讨论，鼓励孩子们亲自到老师这里尝试。
【点播】教师适时的对着复习时板书上的凸透镜成像规律的表格，指出“光路是可逆的”！只需把屏幕和物体的位置互换而已，点亮孩子们的思考。 被新问题迁出新思考
教师可以提供抓手——让孩子们依据凸透镜的成像特点的表格（复习时已经写在黑板上了）来思考。
尝试回答，鼓励互相补充，完善，找出解决问题的途径。 孩子们思考教师抛出的新问题时，也许会没有思路，这时，教师要适当引导，“光路是可逆的”！只需把屏幕和物体的位置互换而已，点亮孩子们的思考。
【提升】这种转换正是幻灯机的原理。
【追问，启发】教室里的投影仪又做了哪些些细节处理就能把老师们书写的试卷的像呈现在屏幕上呢？
【启发与演示】
（1）可以用光源如手电筒，照亮半透膜上的图像，即可得到倒立放大的实像。
（2）再借助平面镜能改变光路把像呈现在墙上。
【乘胜追击】
大家是否能把老师发放给您们的简易照相机改进一下成幻灯机模型呢？提出改进思路即可。
教师把自己改进的展示给孩子们，并演示。

学生们积极思考的心已经充分的被调动起来，孩子们感受物理魔术般的神奇与可爱，预计求知欲望会大涨……
鼓励孩子们不断的思考，并不断的抛砖引玉，同一教具经过不断的改进和思考，不断应用所学的凸透镜成像规律，使得孩子们充分感受“学有所用”就是这么实打实。
此处可以启发孩子们透镜组合起来效果更棒哦！
鼓励孩子们可以试试自制显微镜和望远镜，实现透镜应用的延伸。
小结 孩子们畅谈本课的收获；提出哪些需要帮助的地方。
板书设计 眼睛与光学仪器
一、眼睛：? u>2f时,f1.远薄近厚
2.近凹远凸
二、照相机：u>2f时,f三、投影仪：f2f,成倒立、大的的实像
作业 查阅显微镜与望远镜的知识，争取尝试自制显微镜和望远镜。
教学设计感悟 设计这节课后，我一直在思考，我这一节课的教学目的。授之以鱼不如授之以渔，我想一节应用课，教师应该潜心考虑如何给孩子们打开一扇思考的窗，带领孩子们感受物理和生活的联系，感受自然的神奇与简单，启发孩子们对科学知识的敬畏，对学有所用的认可，审天地之美，析万物之理。
当然，一个老师一定想给孩子的很多，但能做的毕竟只有很少。许多年来，我一直在努力，始终诚恳期待，虽不能至，心向往之。
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