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