“眼是感受外界光線的視覺器官”的教學策略*

趙廣宇 徐 杰 汪紹鑫

（成都市石室中學 四川成都 610041）

1 設計思路

本節內容選自北師大版生物學7年級下冊第12 章，旨在認識“眼是獲取外界信息的視覺器官”的基礎上，引導學生構建“人體通過眼、耳等感覺器官獲取信息”的概念，為構建重要概念“神經系統和內分泌系統調節人體對環境變化的反應及生長、發育、生殖等生命活動”奠定基礎。

初一學生的空間感相對較弱， 對建立眼球的立體結構感到困難；同時，由于缺乏物理學知識，學習眼球成像原理的難度較大。 針對學生學習中的難點，本節課的教學設計著重解決：1）引導學生構建眼球的結構模型， 即從實際看到他人的眼睛→眼球的立體結構模型→平面結構模型→概念模型， 促使學生感知、 構建和內化眼球結構的知識；通過眼球各結構在視覺形成中的功能，歸納出視覺器官的概念。 2）通過凸透鏡成像的光學實驗，引導學生理解視網膜成像的原理， 進而認識視覺形成過程。 3）在理解眼球成像原理的基礎上，認識近視眼、遠視眼視物不清的原因，掌握近視眼、遠視眼的矯正方法； 并通過調查全年級學生的視力現狀，認識到保護視力的迫切性。

2 概念分析

現行的《義務教育生物學課程標準》中，本節內容要求的重要概念是“概述人體通過眼、耳等感覺器官獲取信息”［1］。本節課設定的教學任務是有關眼的知識，圍繞與眼的相關概念，確定本節課的概念體系：

A．眼的結構包括眼球和附屬結構

A1 眼球是眼的主體結構， 由眼球壁和內容物組成

A1.1 眼球壁包括外膜、中膜、內膜

A1.2 內容物由房水、玻璃體、晶狀體組成

A2 眼的附屬結構包括眼瞼、結膜、淚器等

B．眼能感受外界光線的刺激

B1 眼的內膜——視網膜，是光感受器

B2 眼的內容物是屈光系統

C．近視、遠視的形成及其矯正原理

C1 睫狀體能調節晶狀體的曲度變化

C2 眼球的前后徑變化或晶狀體曲度調節失當，導致近視或遠視的形成

C3 配帶凹透鏡或凸透鏡， 可以矯正近視眼或遠視眼

圖1 眼的概念結構圖

3 教學目標

1）知識目標：描述眼的結構和功能；說出視覺產生的基本過程； 說明視覺器官的概念； 解釋近視、遠視視物不清的原因及矯正方法。

2）能力目標：嘗試構建眼球的結構模型；完成凸透鏡成像的實驗，探索眼球成像的原理。

3）情感態度與價值觀目標：關注用眼衛生，預防近視眼；關愛盲人，珍愛生命。

4 教學重、難點

1）重點：眼球的結構與功能；視覺形成的原理。

2）難點：眼球的立體結構；眼的屈光調節；光線成像原理。

5 教學過程

5.1 角色扮演，創設學習情境 教師在課前安排2 位學生帶上眼罩，體驗盲人的感覺。 上課伊始，2位學生在同伴的攙扶下走進教室時， 學生都感到很新奇。教師把握時機提問這2 位學生：請談談失去光明的感受？ 2 位學生的感受基本相同：初始覺得好玩；后來，因為看不見東西，不敢行動，慢慢感到害怕。盡管有他人攙扶，還是會不斷碰到別人或者障礙物，最后有點恐懼。其他學生在2 位學生的真情表述中受到感染，仿佛體會到了失明，人的生活將面臨著極大困難。 此時，教師提出課題：用眼“看”是人獲取外界信息的重要途徑；人的視覺是如何形成的？ 首先要認識眼的結構。

5.2 模型構建，認識眼的結構

5.2.1 相互觀察眼睛，檢測眼的前概念 教師布置任務：請根據你已有的知識，也可以觀察他人的眼睛，說出眼睛的結構組成？ 學生回答：眼皮、黑眼珠、白眼仁等。 此時，教師呈現眼球的立體結構模型，請學生觀察，大家感到很驚訝：原來眼睛是如此大的一個器官，還有許多不知道的結構。教師再結合眼睛的結構圖，說明：人們看到眼睛，只是眼的部分結構。眼的結構包括2 個部分，主體結構眼球和附屬結構（眼瞼、淚器、睫毛等）。

5.2.2 觀察立體模型，初步認識眼球結構 教師布置小組學習任務：對照教材中的眼球結構圖，先觀察眼球的立體模型；然后進行眼球模型的拆裝，認識眼球的立體結構。

當學生完成觀察和模型構建任務后， 教師出示眼睛的正面觀模式圖，要求學生指出：圖中能觀察到眼球的哪些結構？ 部分學生在辨析眼球正面觀時出現了如下錯誤： 一是將鞏膜錯認成玻璃體或角膜等其他結構； 二是無法分辨角膜與虹膜之間的位置關系。 這說明學生沒有實現眼球模型到實物之間的認知轉換。

5.2.3 拼裝縱切面模型，深入認識眼球結構 針對學生在認識眼球實物與模型、 縱切面結構與立體結構等方面存在著轉換的困難。首先，教師引導學生用雙手分別遮住眼球立體模型中角膜上、下的鞏膜，感知模仿眼瞼遮住眼球的狀態，再通過反復觀察他人的眼睛、 教材圖示， 并與模型進行比較、辨析，建立眼球整體與眼睛外觀之間的關系。

其次，教師提供眼球縱切面結構剪紙，要求學生按照從外→內、從前→后的順序，拼裝眼球的縱切面結構（圖2）。 學生在構建模型時，又出現新的問題： 睫狀體、 晶狀體與虹膜之間的位置關系不清；無法準確認識外膜、中膜、內膜，導致位置關系錯誤。教師指導學生將立體模型、剪紙拼圖與教材圖示的結構一一對應， 然后重點講解學生容易混淆的結構。

圖2 眼球縱切面觀剪紙［2］（左）和學生在拼接縱切面模型（右）

最后，要求學生在剪紙拼圖中，標注各部分結構的名稱，以鞏固學習成果。

5.2.4 構建概念模型，學習眼球的功能 教師引導學生先以概念圖的形式，總結眼球的結構。 然后，講解相關結構的功能，特別要強調視網膜、內容物、睫狀體與晶狀體等結構的功能，為學習視覺形成奠定基礎。 最后，師生共同總結、形成概念圖（圖3）：

圖3 眼球結構與功能概念圖

5.3 模擬實驗， 感知視覺形成 教師提出問題，引導學生思考：外界物體無論遠近、大小，人眼都能清晰看見。 外界光線進入人眼、 到達視網膜之前，經過了哪些結構？ 光線經過這些結構后，會發生什么變化使人形成清晰的視覺？學生只能回答：經過了角膜、房水、虹膜的瞳孔、晶狀體、玻璃體，到達視網膜， 而對光線進入眼球后會發生什么變化感到困惑。

5.3.1 觀察凸透鏡成像，感知光的折射 教師簡介實驗裝置及實驗操作要求， 學生按照要求完成實驗（圖4）。 教師引導學生觀察光屏上出現的現象，側重觀察物像在大小、方向、亮度等方面的變化。 學生觀察后，經過集體交流、討論，總結得出實驗現象：光屏上成縮小、倒立的影像且亮度有所減弱。教師進一步指導學生加用暗箱，再次觀察成像效果。 學生：成像的亮度增大，其他沒有變化。

圖4 凸透鏡成像實驗

教師講解：光線通過凸透鏡會發生折射，在光屏上形成縮小、倒立的物象。 然后引導學生以類比的思想，概括眼球成像的原理與過程：角膜、房水、晶狀體、玻璃體共同構成眼球的屈光系統，外界光線通過屈光系統，在視網膜上形成縮小、倒立的物象。 脈絡膜使眼球內成為暗室，成像更加清晰。

5.3.2 分析推理，概括視覺形成過程 教師引導學生依據眼球的結構及其功能、 神經系統的結構與功能，通過閱讀教材、分析、討論，推斷視覺形成的基本路徑：外界光線經過眼球的透明部分，在視網膜上形成物象；視網膜受到刺激產生沖動；沖動通過與視網膜相連的視神經傳導， 到達大腦皮層的視覺中樞，形成視覺。 在此基礎上，要求學生構建視覺形成過程概念圖（圖5）。

圖5 視覺形成過程概念圖

5.4 分析近視、遠視成因，探討預防矯正辦法教師引導學生借助凸透鏡成像裝置， 改變凸透鏡與蠟燭的距離，觀察光屏上物象的變化。學生觀察后發現：物體與凸透鏡在一定的距離時，在光屏上的成像是清晰的。 距離過遠、過近，成像都會變模糊。 同時，學生產生疑惑：為什么不管物體的遠、近，人眼看到的物體都是清晰的圖像？

教師演示實驗：當物體的距離變化后，采用不同曲度的凸透鏡完成實驗。學生驚喜地發現，當物體距離發生變化時，只要采用合適曲度的凸透鏡，成像仍然是清晰的。

教師順勢講解人眼屈光系統的調節原理：睫狀體內的平滑肌發生收縮或舒張， 可調節晶狀體的曲度變化， 使不同距離的物體清晰地在視網膜上成像。

在此基礎上，教師引導學生分析近視、遠視形成的原因， 探討預防近視的措施， 以及矯正的方法，為形成科學用眼的習慣奠定基礎。

6 教后反思

本節課在無法用眼球實物開展教學的情況下，采用模型構建的思想，利用觀察人眼、觀察眼球立體模型、拼接眼球縱切面結構圖、觀察眼球結構模式圖等方式，引導學生從平面到立體、再從立體到平面，突破學生缺乏立體空間感的難點，使學生能真正建立眼球的立體結構，掌握眼球的結構組成。

利用凸透鏡成像實驗， 則使學生直觀感知了眼球的成像原理； 在觀察通過改變凸透鏡曲度調節成像位置的實驗， 逐漸領悟人眼的自我調節功能，也為形成用眼衛生習慣奠定了基礎。學生對實際現象的感知， 可部分解決因缺乏物理學知識導致的認知障礙，并通過模擬、推理的思想，建立視覺形成的知識體系。

由于學生采取以模型構建、 模擬實驗為主的多樣化學習方式，提高了學習的興趣，激發了學習的欲望。 在自主參與下，通過小組合作，真正構建了“眼是視覺器官”的概念。