第十二册--眼睛的科学
眼睛的科学
一、课文说明
本课在低年级《保护眼睛》和本册《凸透镜》的基础上,指导学生认识眼睛怎样看到各种物体,近视的原因及预防近视的各项措施的原理;在能力培养方面,属于“实验能力”和“推理能力”的系列。
课文分两部分:
第一部分指导学生认识眼睛是怎样看见各种物体的。这部分内容分为三层:
1.指导学生认识眼睛的构造及各部分的作用。关于眼睛的构造,本课重点指导学生认识眼球的构造。限于学生的接受能力,在眼球的构造中,只重点介绍瞳孔、晶状体、视网膜、视神经,这些都是了解视觉原理和近视原因必需的基础知识。关于眼球各部分的作用,要使学生知道眼球像一架精密的照相机:晶状体是凸面、透明的,相当于照相机的镜头,具有成像作用;视网膜相当于照相机的底片,外界物体通过晶状体形成的像要落在视网膜上,人才能看得清。
2.启发学生思考视觉与光的关系。学生根据已有经验知道,人在漆黑的屋子里看不见周围的物体,只有在有光的条件下(点蜡烛、开灯)才能看见周围物体。为了使学生对视觉与光的关系有进一步的认识,教学时可以引导学生联想:在没有光的条件下,凸透镜不能使物体成像;同样,在没有光的条件下,晶状体也不能使物体在眼睛内成像;只有在有光的条件下,物体被光照亮了,才能通过晶状体在眼睛内成像,人才能看见物体。
3.在以上观察、思考的基础上,讲解视觉的形成。限于学生的接受能力,课文中讲述的视觉过程只能是比较粗略的,不可能很详细,也不能要求很严密。
第二部分指导学生认识近视(主要是假性近视)的成因及预防近视的方法。这部分内容分为四层:
1.讲解近视的原因是晶状体有了病。
2.通过模拟实验,使学生明白:人既能看清远处的物体又能看清近处的物体,全凭晶状体凸度变化来调节。实验分为两个步骤:
(1)用凸度较大的透镜做成像实验。这一步的重点是使学生明白实验与眼睛之间的模拟关系。
(2)将蜡烛远离透镜,成像不清晰;换用凸度较小的透镜,成像清晰。这说明:眼睛在看近处物体时,晶状体凸度要大;在看远处物体时,晶状体凸度要小。
3.在以上实验的基础上讲解近视的病理。限于学生的知识水平和认知能力,这段文字也只是粗略地讲解了近视的病理,重点是晶状体调节能力变差。实际上还有其他病理(例如眼球变形等),本课不涉及。
4. 讲解预防近视的几个基本要求。这些要求在低年级已经讲过,学生在本课学习了一些近视的病理知识之后,会对这些要求有更进一步的认识。
二、目的要求
1.通过本课教学,使学生知道眼睛怎样看见各种物体,近视的原因,以及保护视力的方法。
2.培养学生的实验能力(学习做“眼球成像”及“近视眼病理”的模拟实验)。
3. 向学生进行关于眼的卫生保健教育,培养良好的用眼卫生习惯。
三、课前准备
教师准备:
1.分组实验材料——蜡烛及烛台、凸透镜(2块,凸度大小不同)及支架、纸屏、火柴。
2. 挂图或投影片——眼球的构造、视觉成因示意图。
四、教学过程
导入新课
1.提问:
(1)凸透镜的外形有什么特征?凸透镜有什么作用?
(2)凸透镜成像有什么规律?
2.谈话:
(1)凸透镜成像的作用,不仅在生产和生活中有广泛的应用,还与我们的眼睛有密切的关系。你猜有什么关系?
(2)关于眼睛你有什么问题?
3.讲述:这节课,我们就来学习关于眼睛的科学(板书课题),重点是眼睛怎样看到各种物体。
学习新课
1.指导学生认识眼睛怎样看见各种物体
(1)认识眼球的构造
①谈话:要知道眼睛怎样看到各种物体,首先要了解眼睛的构造。你认为眼睛由哪几部分构成?它们各有什么用?其中哪部分最重要?
②讲解:眼睛外部是眼睑(眼皮),眼睑边长有睫毛,眼睑内是眼球。眼睛最重要的部分是眼球,眼睑、睫毛都是保护眼球的。下面我们重点观察眼球的构造。
(出示眼球构造图。)
③观察:
眼球是什么形状的?
从图上看,眼球由哪些部分构成?
晶状体是什么样的?像什么?
④讲解:
眼球是球形的。
眼球的外部是眼球壁,眼球壁有好几层,内层是视网膜。视网膜由很多感光细胞组成,像照相底片一样,既能感知光的强弱,又能感知光的色彩。视网膜通过视神经与大脑相连。
眼球的前部有一个小孔,叫瞳孔,外界的光通过瞳孔进入眼球。 ⑤观察:两个同学相互观察对方眼睛的瞳孔。
⑥讲解:瞳孔后面是晶状体,晶状体是透明的,外形很像凸透镜,通过肌肉与眼球壁相连。
⑦讨论:
外界物体发出的或反射的光,通过晶状体后会怎样?(成像)成像在什么地方?(视网膜)
通过以上分析,你认为眼睛的构造像什么?(照相机)哪个部分相当于照相机的镜头?哪个部分相当于照相机的底片?
⑧教师小结:通过以上分析可以知道,眼睛很像一架精密的照相机,外界物体能在眼球内形成像。人有了这架“照相机”,才能看见周围各种物体。
(2)认识视觉与光的关系
①讲述:眼睛所以能看见周围各种物体,还与其他因素有关系。 ②讨论:
在漆黑的屋子里,你能看见周围的物体吗?怎样才能看见?
你怎样解释这种现象?(如果学生不能很好解释,可以进一步启发:在没有光的条件下凸透镜能成像吗?眼球内能成像吗?)
由此可以知道,眼睛所以能看见各种物体,与什么因素有关系? ③教师小结:通过以上分析可以知道,只有在有光的条件下,眼睛才能看见各种物体。
(3)综合视觉形成的原因
①讨论:通过以上研究,你认为眼睛所以能看见周围各种物体,是什么原因?
②讲述:
眼睛所以能看见周围各种物体,一是在眼球内有能成像的构造,二是必须有光。
(出示视觉成因示意图。)
我们周围的物体,有的自己发光,有的能反射别的物体的光。当它们发射或反射的光通过瞳孔、晶状体进入眼球后,会在视网膜上形成这些物体的像;连接视网膜的视神经立即把这些光信号报告给大脑,我们就看到了这些物体。
2.指导学生认识近视的原因及预防近视的方法
(1)讲述:健康的眼睛才能看清周围的物体。如果眼睛受了伤或有了病,特别是晶状体、视网膜、视神经有了病,人就看不清、甚至完全看不见周围的物体。例如少年儿童的多发病——近视,就是由于晶状体有了病。为了弄清这个问题,我们来做个模拟眼睛看物体的实验。
(2)实验:
①讲述:每个组都有大小相同、凸度不同的两块凸透镜,先用凸度较大的透镜实验。让蜡烛通过这块凸透镜,在纸屏上形成清晰的像。 ②学生分组实验。
③讨论:在这个实验中,哪几个部分相当于眼睛?它们分别相当于眼睛的哪个部分?哪个部分相当于眼睛看的物体?
④讲述:使物体离“眼睛”远一些(将蜡烛向外移),观察“视网膜”上的像有什么变化?
⑤学生分组实验、汇报。(像变得模糊)
⑥讲述:换用凸度较小的透镜,观察“视网膜”上的像怎样? ⑦学生分组实验、汇报。(像又变得清晰)
(3)讨论:
①通过以上实验,你有什么发现?
②在以上模拟实验中,凸透镜表示什么?透镜凸度的变化表示什么?(晶状体凸度的变化)
③由此可以推想,人在看远近不同的物体时,晶状体有什么变化?(或问:由此可以推想,为什么眼睛既能看清近处的物体又能看清远处的物体?)
(4)讲解:人的眼睛是靠自动调节晶状体的凸度看清远近不同物体的,晶状体的凸度是靠牵引晶状体的肌肉(睫状肌)调节的。肌肉收缩,晶状体凸度变大,眼睛就可以看清近处的物体;肌肉舒张,晶状体凸度变小,眼睛就可以看清远处的物体。健康的眼睛晶状体调节力强,远近物体都能看得清。
(5)讨论:如果总是近距离看书写字,久而久之,会带来什么结果?为什么?
(6)讲解:如果总是近距离看书写字,晶状体的凸度总是比较大,牵引晶状体的肌肉总是处在紧张状态。日子久了,肌肉就会疲劳,失去调
节能力。再看远处物体时,肌肉不能放松,晶状体的凸度不能变小,成像就会模糊,就成为近视了。
(7)讨论:知道了近视的原因,应该怎样预防近视?为什么?
(8)教师小结:通过以上学习可以知道,人所以能看清远近不同的物体,全靠晶状体凸度的调节;如果长时间近距离看书写字,会使晶状体凸度变大,失去调节能力,成为近视眼;要预防近视,最重要的是看书写字时眼睛不能离书本太近,时间不要太长,休息时注意远眺。 巩固应用
1.讲述:这节课,我们了解了有关眼睛的一些科学知识。
2.提问:
(1)眼睛的最主要部分是什么?
(2)说一说眼睛是怎样看见周围各种物体的?
(3)说一说眼睛怎样看清远近不同的物体?
(4)为什么长时间看书后“远眺”能预防近视?
布置作业
思考:老花眼是什么症状?老花眼是眼的哪个部位有病?
五、参考资料
1.眼球的构造
眼球由眼球壁和眼球的内容物构成。眼球壁分为外膜、中膜和内膜三层。
呈淡棕色,分布着丰富的血管和色素细胞,有营养眼球的作用。中膜最前面的部分是虹膜,也就是眼黑,呈棕黑色,中央有一个圆孔,叫做瞳孔,是光线进入眼球内部的孔道。虹膜内有平滑肌,可调节瞳孔的大小。眼球
壁的内膜是视网膜,含有许多感光细胞,能感受光的刺激。眼球的内容物包括晶状体、玻璃体和房水。这些物质都透明,和角膜共同组成眼球的折光系统。晶状体在虹膜和瞳孔的后方,像双凸透镜,有弹性,它由韧带(悬韧带)连在睫状体上。睫状体内的睫状肌收缩或舒张,可以使悬韧带松弛或拉紧,从而调节晶状体的凸度。玻璃体是胶状物质,在晶状体和视网膜之间。房水是充满在眼房内的液体。
2.视觉的形成
角膜、房水、晶状体和玻璃体组成眼的折光系统。外界物体反射来的光线,经过眼的折光系统,在视网膜上形成一个物像。形成物像的光刺激视网膜中的感光细胞,使其兴奋。感光细胞兴奋后发放的神经冲动,经视神经传导到大脑皮层的视中枢,人就产生了看见物体的视觉。
视网膜上所以能形成清晰的物像,是依靠眼的调节作用,其中主要的为晶状体的调节和瞳孔的调节。
在眼的折光系统中能够改变屈光度的只有晶状体,所以晶状体在眼的调节作用中起着重要的作用。一般说来,在眼前5~6米以外的物体反射出来的光线,可以看成平行光。正常人的眼对于平行光不需要调节作用,就可以在视网膜上形成清晰的物像。这时候睫状肌是舒张的,悬韧带被拉紧,晶状体凸度小,平行光正好成像在视网膜上。但是,看5~6米以内的物体,如果眼不调节,物像将落在视网膜的后方,看不清楚。要看清楚5~6米以内的物体,就需要晶状体的调节作用:睫状肌收缩,悬韧带松弛,晶状体因自身的弹性而凸度加大,使物像正好落在视网膜上。
在正常情况下,看强光时瞳孔缩小,看弱光时瞳孔扩大,这是瞳孔对光的反射。瞳孔对光反射的意义在于调节进入眼内的光量。强光下瞳孔缩小,减少进入眼内的光量,以保护视网膜不受过强的刺激。弱光下瞳孔扩大,增加进入眼内的光量,使视网膜能得到足够的刺激。此外,看远物时瞳孔扩大,增加进入眼内的光量;看近物时瞳孔缩小,限制进入眼内的光量,使成像清楚。
3.近视眼
眼睛的晶状体可以近似看成是一个凸透镜,视网膜就是屏。眼睛看到的物体,是该物体经过“凸透镜”在视网膜上形成倒立的实像的结果。物体所在距离不同,人眼可以通过睫状肌的松紧自动调节“凸透镜”的焦距,使像落在视网膜上。睫状肌完全松弛时(眼珠最扁、焦距最大),人眼能看清楚的物体所在处称为眼的“远点”;睫状肌处于最紧张时(眼珠最鼓、焦距最小),人眼能看清楚的物体所在处称为眼的“近点”。一般认为人眼的远点可在无限远,近点在眼前15厘米处。在合适的光照度下,一般人的眼睛看前面25厘米处的物体是不费力的,很舒适,这个距离称为明视距离。
如果人总是看很近的东西,或者在光不够强的情况下看书,睫状肌总处于紧张状态,晶状体的凸度总是比较大,久而久之,一旦看远处物体时,睫状肌就不能放松,变凸的晶状体不能恢复到正常状态。这样,远处物体所成的像就不能正好落在视网膜上,而落在视网膜前,看到的物体就会不清晰,成了假性近视。这时,只要注意用眼卫生,坚持做眼保健操等,还可以使视力恢复正常。如仍不注意,不采取有效措施,就会造成眼珠前后径过长,变成真性近视。这时,视力就不大容易恢复正常了。
预防近视要注意以下几点:(1)读书写字姿势要端正,眼与书本的距离保持30厘米左右;(2)看书约一小时要休息几分钟,向远处眺望一会儿,以放松睫状肌;(3)不要在直射的强烈阳光下或光线非常暗的地方看书;(4)躺卧、走路时不要看书。此外,为了预防近视,少年儿童还应该经常做眼保健操。
六、课后小记