《制作可調(diào)節(jié)的成像模型模擬眼球成像》（教學設計）-2024-2025學年北師大版（2024）初中生物七年級下冊

《制作可調(diào)節(jié)的成像模型模擬眼球成像》（教學設計）-2024-2025學年北師大版（2024）初中生物七年級下冊一、教材分析本次跨學科實踐活動選自新教材北師大版（2024）初中生物七年級下冊。該活動旨在通過制作可調(diào)節(jié)的成像模型，讓學生直觀地理解眼球成像的原理。在教材體系中，它承接了前面關于人體結(jié)構(gòu)與生理功能的知識，為后續(xù)學習視覺的形成和相關疾病奠定基礎。通過實際動手制作模型，學生能將抽象的生物學知識與實際操作相結(jié)合，不僅深化對眼球成像原理的理解，還能培養(yǎng)學生的跨學科思維，涉及物理中的光學知識以及工程技術中的模型制作理念，提升學生綜合運用知識解決問題的能力。二、教學目標（一）知識與技能目標學生能夠準確描述眼球的結(jié)構(gòu)及其在成像過程中的作用。理解并闡述眼球成像的原理，能類比模型與真實眼球成像過程。熟練掌握制作可調(diào)節(jié)成像模型的方法，學會調(diào)節(jié)模型模擬不同距離物體的成像。（二）過程與方法目標通過設計和制作模型，培養(yǎng)學生的動手實踐能力、創(chuàng)新思維以及問題解決能力。在小組合作中，提升學生的溝通協(xié)作能力和團隊意識。借助對模型成像的觀察與分析，鍛煉學生的觀察能力和邏輯思維能力。（三）情感態(tài)度與價值觀目標激發(fā)學生對生物學的探究興趣，培養(yǎng)學生對科學的熱愛。讓學生體會到跨學科知識融合的魅力，增強學生綜合運用知識的意識。培養(yǎng)學生嚴謹認真的科學態(tài)度和勇于嘗試、不怕失敗的精神。三、教學重難點（一）教學重點眼球的結(jié)構(gòu)及其在成像中的功能。眼球成像的原理以及制作可調(diào)節(jié)成像模型的步驟與方法。（二）教學難點理解晶狀體如何通過調(diào)節(jié)曲度來實現(xiàn)對不同距離物體的清晰成像。制作出能夠精準模擬眼球成像、調(diào)節(jié)效果良好的模型，并能準確解釋模型與真實眼球成像的對應關系。四、學情分析七年級學生正處于好奇心旺盛、求知欲強烈的階段，對動手實踐活動充滿熱情。經(jīng)過前面生物課程的學習，他們已經(jīng)對人體的基本結(jié)構(gòu)有了一定的認識，但對于較為抽象的生理功能，如眼球成像原理，理解起來可能存在困難。在知識儲備方面，他們在物理課程中對一些光學基礎知識有了初步接觸，這為本次跨學科實踐活動奠定了一定的基礎。然而，學生在將多學科知識進行融合運用以及在模型制作過程中遇到問題時靈活解決的能力還有待提高。在小組合作中，部分學生可能存在溝通不暢、分工不明確等問題，需要教師在教學過程中加以引導和規(guī)范。五、教學準備（一）教師準備多媒體課件，包含眼球結(jié)構(gòu)的高清圖片、動態(tài)演示眼球成像過程的視頻、優(yōu)秀的成像模型范例展示等。制作成像模型的材料，如凸透鏡（不同焦距）、紙盒、半透明塑料薄膜、橡皮筋、蠟燭、火柴、剪刀、膠帶等，確保每個小組材料充足。設計活動記錄單，用于學生記錄模型制作過程、觀察結(jié)果以及遇到的問題等。準備相關的測試題目，用于課堂檢測和課后作業(yè)布置。（二）學生準備復習生物教材中關于眼球結(jié)構(gòu)的內(nèi)容，預習本次實踐活動的相關知識。以小組為單位，推選組長，明確小組成員分工。六、教學過程第一課時（一）導入（5分鐘）教師活動：利用多媒體展示一些生活中常見的光學現(xiàn)象圖片，如相機拍照、投影儀成像等，提問學生：“這些設備是如何實現(xiàn)成像的？”引導學生回顧物理課上學到的光學知識。展示一張人眼的圖片，提問：“我們的眼睛也能像這些設備一樣成像，那么眼睛是如何做到的呢？”從而引出本節(jié)課的主題——制作可調(diào)節(jié)的成像模型模擬眼球成像。設計意圖：從學生熟悉的生活光學現(xiàn)象入手，既能激發(fā)學生的學習興趣，又能自然地引導學生回顧已有的光學知識，為后續(xù)理解眼球成像原理做鋪墊。通過提問眼睛成像的方式，引發(fā)學生的好奇心和探究欲望，順利導入新課。（二）知識回顧與講解（15分鐘）教師活動：利用多媒體課件展示眼球結(jié)構(gòu)的示意圖，結(jié)合示意圖，詳細講解眼球各部分結(jié)構(gòu)的名稱和功能，如角膜、晶狀體、玻璃體、視網(wǎng)膜等。在講解晶狀體時，著重強調(diào)它的彈性以及在調(diào)節(jié)成像中的重要作用。播放一段動態(tài)演示眼球成像過程的視頻，在播放過程中，適時暫停視頻，向?qū)W生提問：“光線從外界進入眼睛后，依次經(jīng)過了哪些結(jié)構(gòu)？”“晶狀體在成像過程中發(fā)生了怎樣的變化？”引導學生仔細觀察并思考。學生活動：學生認真觀看課件和視頻，積極回答教師提出的問題，對于不理解的地方及時提問。設計意圖：通過直觀的圖片和動態(tài)視頻，幫助學生回顧和鞏固眼球的結(jié)構(gòu)知識，將抽象的眼球成像過程直觀化，便于學生理解。在講解過程中設置問題，引導學生主動思考，提高學生的注意力和參與度。（三）模型制作原理講解（10分鐘）教師活動：展示一個簡單的成像模型（提前制作好），向?qū)W生介紹模型的各個組成部分，如凸透鏡模擬晶狀體，紙盒模擬眼球的其他部分，半透明塑料薄膜模擬視網(wǎng)膜。結(jié)合模型，講解成像模型的制作原理：“光線通過凸透鏡（晶狀體）折射后，在半透明塑料薄膜（視網(wǎng)膜）上形成倒立、縮小的實像，這與我們眼球成像的原理是相似的。我們可以通過改變凸透鏡與半透明塑料薄膜之間的距離，來模擬晶狀體調(diào)節(jié)曲度對不同距離物體成像的過程?！崩枚嗝襟w展示一些不同設計的成像模型圖片，啟發(fā)學生思考：“除了老師展示的這種模型，我們還可以如何設計和改進，讓模型更加逼真地模擬眼球成像？”學生活動：學生認真觀察教師展示的模型，聆聽制作原理的講解，積極思考并回答教師提出的關于模型改進的問題，提出自己的想法和建議。設計意圖：通過展示實物模型和講解制作原理，讓學生對即將制作的成像模型有一個清晰的認識，明確模型各部分與眼球結(jié)構(gòu)的對應關系，為后續(xù)的制作活動做好理論準備。展示不同設計的模型圖片，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，鼓勵學生在制作過程中發(fā)揮創(chuàng)意。（四）小組討論與設計（10分鐘）教師活動：將學生分成若干小組，每組5-6人，發(fā)放活動記錄單。提出問題：“根據(jù)我們剛才學習的眼球成像原理和模型制作方法，請各小組討論并設計出你們組的成像模型制作方案，包括需要用到的材料、制作步驟以及人員分工等，將討論結(jié)果記錄在活動記錄單上。”巡視各小組討論情況，適時給予指導和建議，引導小組內(nèi)成員充分交流，鼓勵不同觀點的碰撞。學生活動：各小組成員圍坐在一起，積極展開討論。組長組織大家發(fā)言，記錄員認真記錄討論結(jié)果。在討論過程中，小組成員結(jié)合自己的知識和經(jīng)驗，提出各種想法和建議，共同設計制作方案。設計意圖：小組討論與設計環(huán)節(jié)能夠充分發(fā)揮學生的主觀能動性，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力和創(chuàng)新思維。通過討論，學生可以相互啟發(fā)，完善制作方案，同時明確小組內(nèi)成員的分工，提高后續(xù)制作活動的效率。（五）小組展示與交流（10分鐘）教師活動：邀請各小組派代表上臺展示本小組的設計方案，要求代表清晰地闡述制作方案的內(nèi)容，包括材料選擇、制作步驟、人員分工以及設計的亮點等。在每個小組展示結(jié)束后，組織其他小組的學生進行提問和評價，教師也適時提出一些問題和建議，引導學生進一步完善設計方案。學生活動：各小組代表上臺展示設計方案，其他小組成員認真傾聽，積極提問，提出自己的看法和建議。展示小組的成員對其他小組的提問進行解答，根據(jù)大家的建議對設計方案進行修改和完善。設計意圖：小組展示與交流為學生提供了一個展示自我的平臺，同時也讓學生學會傾聽他人的意見和建議。通過相互評價和交流，學生可以發(fā)現(xiàn)自己設計方案中的不足之處，學習其他小組的優(yōu)點，進一步優(yōu)化自己的設計方案。（六）課堂小結(jié)（5分鐘）教師活動：引導學生回顧本節(jié)課所學內(nèi)容，包括眼球的結(jié)構(gòu)和功能、眼球成像的原理、成像模型的制作原理以及各小組的設計方案等。對學生在本節(jié)課中的表現(xiàn)進行總結(jié)和評價，肯定學生的積極思考和創(chuàng)新思維，同時指出存在的問題和不足之處，鼓勵學生在后續(xù)的制作活動中繼續(xù)努力。學生活動：學生跟隨教師的引導，回顧本節(jié)課的重點知識，反思自己在課堂中的表現(xiàn)。設計意圖：課堂小結(jié)有助于學生梳理本節(jié)課所學的知識，形成系統(tǒng)的知識框架。對學生的表現(xiàn)進行評價，能夠讓學生了解自己的學習情況，明確努力的方向，同時增強學生的學習動力和自信心。第二課時（一）模型制作（20分鐘）教師活動：再次強調(diào)制作過程中的安全注意事項，如使用剪刀、火柴時要小心等。為各小組發(fā)放制作模型所需的材料和工具，提醒學生按照設計方案進行制作。在學生制作過程中，教師巡回指導，觀察各小組的制作進展情況，及時發(fā)現(xiàn)問題并給予幫助。對于制作過程中遇到困難的小組，引導學生從原理出發(fā)，思考解決問題的方法，鼓勵學生嘗試不同的思路和方法。學生活動：各小組成員按照分工，有條不紊地進行模型制作。在制作過程中，小組成員相互協(xié)作，共同解決遇到的問題。例如，在安裝凸透鏡時，可能會出現(xiàn)固定不牢的情況，小組成員會一起想辦法，嘗試用不同的材料或方法進行固定；在調(diào)整半透明塑料薄膜的位置時，會通過觀察成像效果來不斷優(yōu)化。設計意圖：讓學生親自動手制作成像模型，能夠?qū)⒗碚撝R轉(zhuǎn)化為實踐操作，培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新能力。在制作過程中，學生不可避免地會遇到各種問題，通過小組協(xié)作解決問題，能夠提高學生的問題解決能力和團隊協(xié)作能力。教師的巡回指導可以及時發(fā)現(xiàn)學生的問題并給予幫助，確保制作活動的順利進行。（二）模型調(diào)試與成像觀察（15分鐘）教師活動：當各小組基本完成模型制作后，引導學生進行模型調(diào)試。提醒學生：“我們可以通過改變蠟燭（模擬物體）與凸透鏡（模擬晶狀體）之間的距離，觀察半透明塑料薄膜（模擬視網(wǎng)膜）上成像的變化情況，同時嘗試調(diào)節(jié)凸透鏡的位置，看能否使成像更加清晰?！苯M織學生觀察不同距離物體成像的特點，提問：“當蠟燭距離凸透鏡較遠時，成像有什么特點？當蠟燭逐漸靠近凸透鏡時，成像又發(fā)生了怎樣的變化？”引導學生仔細觀察并記錄觀察結(jié)果。巡視各小組的調(diào)試和觀察情況，對學生的觀察結(jié)果進行點評和指導，糾正學生可能出現(xiàn)的錯誤觀察和理解。學生活動：學生按照教師的指導，認真調(diào)試模型，觀察成像變化。小組成員分工合作，一人移動蠟燭，一人調(diào)節(jié)凸透鏡位置，其他人仔細觀察并記錄成像的大小、正倒等特點。例如，學生發(fā)現(xiàn)當蠟燭距離凸透鏡較遠時，在半透明塑料薄膜上形成的像是倒立、縮小的；當蠟燭逐漸靠近凸透鏡時，像逐漸變大，但仍然是倒立的。學生將這些觀察結(jié)果詳細記錄在活動記錄單上。設計意圖：通過模型調(diào)試和成像觀察，讓學生直觀地感受成像原理，加深對眼球成像過程的理解。在觀察過程中，培養(yǎng)學生的觀察能力和分析問題的能力。小組合作進行觀察和記錄，能夠提高學生的團隊協(xié)作能力和數(shù)據(jù)記錄的準確性。（三）小組匯報與總結(jié)（15分鐘）教師活動：邀請各小組派代表上臺匯報本小組的模型制作、調(diào)試以及成像觀察結(jié)果。要求代表展示制作好的模型，并結(jié)合模型詳細講解成像原理在模型中的體現(xiàn)，以及在調(diào)試過程中遇到的問題和解決方法。在每個小組匯報結(jié)束后，組織其他小組的學生進行提問和評價，教師也進行總結(jié)和點評，強調(diào)眼球成像原理的關鍵知識點，以及各小組在模型制作和觀察過程中的優(yōu)點和不足之處。引導學生對比自己制作的模型與真實眼球的異同，提問：“我們制作的模型在哪些方面能夠很好地模擬眼球成像？還有哪些地方與真實眼球存在差異？”引發(fā)學生進一步思考。學生活動：各小組代表上臺匯報，展示模型并講解相關內(nèi)容。其他小組成員認真傾聽，提出問題和建議。在對比模型與真實眼球時，學生積極思考，發(fā)言指出模型中凸透鏡與晶狀體在調(diào)節(jié)方式上可能存在差異，真實眼球的調(diào)節(jié)更加靈活等。設計意圖：小組匯報與總結(jié)環(huán)節(jié)為學生提供了展示成果的機會，同時也讓學生通過傾聽他人的匯報，拓寬思路，加深對知識的理解。通過對比模型與真實眼球，讓學生進一步理解眼球成像的復雜性和精妙性，培養(yǎng)學生的批判性思維。（四）拓展延伸（5分鐘）教師活動：提出問題：“在生活中，我們會遇到一些視力問題，如近視、遠視等。根據(jù)我們今天學習的眼球成像原理，你們能嘗試分析一下近視和遠視形成的原因嗎？”引導學生運用所學知識進行思考和分析。展示一些預防近視和保護眼睛的圖片和資料，簡要介紹保護眼睛的方法和重要性。學生活動：學生結(jié)合眼球成像原理，思考近視和遠視形成的原因，積極發(fā)言。例如，學生認為近視可能是由于晶狀體過度變凸，導致光線聚焦在視網(wǎng)膜前方；遠視可能是晶狀體曲度變小，光線聚焦在視網(wǎng)膜后方。學生認真觀看保護眼睛的資料，了解保護眼睛的方法。設計意圖：拓展延伸環(huán)節(jié)將課堂知識與生活實際緊密聯(lián)系起來，培養(yǎng)學生運用所學知識解決實際問題的能力。通過介紹近視、遠視的成因和保護眼睛的方法，增強學生保護眼睛的意識，體現(xiàn)生物學知識的實用性。（五）課堂總結(jié)（5分鐘）教師活動：全面總結(jié)本節(jié)課的重點內(nèi)容，包括模型制作過程、成像觀察結(jié)果、眼球成像原理以及拓展延伸的知識等。對學生在整個實踐活動中的表現(xiàn)進行綜合評價，肯定學生在知識掌握、動手能力、團隊協(xié)作等方面的進步和優(yōu)點，同時鼓勵學生在今后的學習中繼續(xù)保持積極探索的精神，善于運用跨學科知識解決問題。學生活動：學生認真傾聽教師的總結(jié)和評價，回顧自己在本次實踐活動中的收獲和不足，思考如何在今后的學習中改進。設計意圖：課堂總結(jié)幫助學生鞏固所學知識，形成完整的知識體系。對學生的綜合評價能夠讓學生全面了解自己的表現(xiàn)，明確自己的優(yōu)勢和不足，為今后的學習提供參考和動力。七、板書設計第一課時主板書副板書制作可調(diào)節(jié)的成像模型模擬眼球成像1.眼球結(jié)構(gòu)：角膜、晶狀體、玻璃體、視網(wǎng)膜等（簡單圖示）2.眼球成像原理：光線→角膜→晶狀體→玻璃體→視網(wǎng)膜，晶狀體調(diào)節(jié)曲度模型制作原理凸透鏡（晶狀體）→折射光線半透明塑料薄膜（視網(wǎng)膜）→承接像改變距離模擬晶狀體調(diào)節(jié)小組設計方案要點1.材料選擇2.制作步驟3.人員分工第二課時主板書副板書模型制作與調(diào)試1.制作過程注意事項2.調(diào)試方法：改變蠟燭與凸透鏡距離，調(diào)節(jié)凸透鏡位置成像觀察結(jié)果1.遠物成像：倒立、縮小2.近物成像：倒立、放大拓展延伸1.近視成因：晶狀體過凸，像在視網(wǎng)膜前2.遠視成因：晶狀體過平，像在視網(wǎng)膜后3.護眼方法設計意圖：板書設計簡潔明了，突出重點內(nèi)容。通過主板書展示本節(jié)課的核心知識，如眼球成像原理、模型制作與調(diào)試要點、拓展延伸的知識等；副板書則對一些關鍵知識點進行詳細解釋或補充說明，如眼球結(jié)構(gòu)的簡單圖示、成像特點的具體描述等。這樣的板書設計有助于學生梳理知識脈絡，加深對重點知識的理解和記憶。八、教學反思在本次兩課時的教學過程中，通過讓學生制作可調(diào)節(jié)的成像模型模擬眼球成像，學生對眼球成像原理的理解得到了極大的深化。從教學效果來看，大部分學生能夠積極參與到各個教學環(huán)節(jié)中，小組合作也較為順利