徐婷
摘要:科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展給我們的社會帶來了日新月異的變化,也帶來了一系列復(fù)雜的問題。而這些問題的解決,僅靠單一學(xué)科的知識積累或技能培養(yǎng)是遠遠不夠的,更需要跨學(xué)科學(xué)習(xí)融通與應(yīng)用的能力。教學(xué)蘇教版初中生物七年級下冊《眼和視覺》一課,嘗試以生物學(xué)科知識為中心的跨學(xué)科融合“四則運算”:做好“減法”,尋找融合的交匯點;做好“加法”,基于交匯點,彌補缺失;做好“乘法”,有效利用現(xiàn)代化技術(shù);做好“除法”,精心選取教學(xué)側(cè)重點。
關(guān)鍵詞:初中生物跨學(xué)科融合《眼和視覺》
科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展給我們的社會帶來了日新月異的變化,也帶來了一系列復(fù)雜的問題。學(xué)生,作為未來社會的中堅力量,需要學(xué)會積極面對和解決這些真實存在的、復(fù)雜多變的前沿和社會問題。而這些問題的解決,僅靠單一學(xué)科的知識積累或技能培養(yǎng)是遠遠不夠的,更需要跨學(xué)科融通與應(yīng)用的能力?!吨袊鴮W(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》也指出,教育需要培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”。因此,將學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)作為宗旨,強調(diào)學(xué)科間聯(lián)系,提高學(xué)生對跨學(xué)科知識、技能的融通和應(yīng)用能力,成為我們積極思考與研究的方向。
據(jù)此,教學(xué)蘇教版初中生物七年級下冊《眼和視覺》一課,筆者嘗試以生物學(xué)科知識為中心的跨學(xué)科融合,做好“減法”“加法”“乘法”和“除法”。
一、做好“減法”——尋找融合的交匯點
《眼和視覺》一課,包含眼球的結(jié)構(gòu)、視覺的形成、近視的成因及對策、保護視力的方法等內(nèi)容。其中,眼球結(jié)構(gòu)中的晶狀體在折射光線、形成視覺方面起到重要作用,而晶狀體凸度的失調(diào)也是造成近視的原因之一。而蘇科版初中物理教材中,相關(guān)內(nèi)容包括凸透鏡與凹透鏡、焦點和焦距、凸透鏡成像的規(guī)律、視力的缺陷與矯正、光線會聚和發(fā)散的奧秘等。顯然,不是所有相關(guān)的物理知識在生物課中都要涉及,需要“減”去非生物核心知識內(nèi)容——跨學(xué)科融合仍應(yīng)以生物學(xué)科為核心。
據(jù)此,確定本節(jié)課的教學(xué)目標:概述視覺的形成過程;了解近視的成因與矯正方法;初步養(yǎng)成保護視力的意識,并形成良好的用眼衛(wèi)生習(xí)慣。其中,將“凸透鏡及其成像規(guī)律”(淡化“焦點”“焦距”等知識)與“視覺的形成過程”融合,將“視力的缺陷與矯正”與“近視的成因與矯正方法”融合。
二、做好“加法”——基于交匯點,彌補缺失
在確定了融合的交匯點之后,筆者繼續(xù)思考:這些不同學(xué)科的知識點,如何才能有效地進行整合呢?通過與我校物理教師的研討,筆者發(fā)現(xiàn),雖然通過牛眼解剖實驗,學(xué)生能知道晶狀體是凸透鏡,但是對于視覺的形成,學(xué)生還是無法直觀體會;而“探究凸透鏡成像的規(guī)律”這個物理實驗,可以加入《眼和視覺》一課的教學(xué)內(nèi)容中,從而彌補這一缺憾。據(jù)此,筆者設(shè)計并組織開展了以下兩個實驗活動:
(一)牛眼的解剖與觀察
實驗器材:剪刀、鑷子、解剖刀、培養(yǎng)皿、解剖盤、清水、新鮮牛眼等。
實驗步驟:
(1)將新鮮牛眼放在解剖盤上,用剪刀將牛眼周圍的白色脂肪組織剪去。
(2)用解剖刀在角膜上輕輕劃一下,用剪刀將角膜剪開,掀開角膜。注意:操作時不能過分擠壓,否則眼球中會滲出大量水,不易于解剖。
(3)用勺子取出晶狀體及其后面啫喱狀的玻璃體,放置在培養(yǎng)皿中。
(4)用剪刀和鑷子等小心地將晶狀體周圍的玻璃體去掉,得到牛眼晶狀體。
(二)探究視覺的形成、近視的成因及矯正
1.探究視覺的形成及調(diào)節(jié)作用。
實驗器材:光具、凸度不同的凸透鏡。
實驗過程:
(1)保證凸透鏡和光屏的位置不變,調(diào)節(jié)物體的距離,直到光屏上呈現(xiàn)清晰的物像(如圖1)。
(2)觀察清晰物像的特點,并記錄下此時物體與“晶狀體”之間的距離。
思考問題:
(1)光具中的凸透鏡和光屏相當于眼球中的什么結(jié)構(gòu)?(晶狀體和視網(wǎng)膜。)
(2)每組的距離是否相同?為什么?(凸透鏡的凸度不同,得到清晰物像的距離也不同;正常人眼的晶狀體在睫狀肌的調(diào)節(jié)下,能改變凸度大小,使人看清楚不同遠近的物體。)
2.利用凸、凹透鏡探究近視的成因及矯正。
實驗器材:光具、凸透鏡、凹透鏡。
提出問題:近視是什么原因造成的?
做出假設(shè):近視是晶狀體凸度變大造成的。
設(shè)計并實施實驗:
(1)選用某一凸度的凸透鏡,調(diào)節(jié)光屏,得到清晰的物像,固定光屏。
(2)更換凸度更大的凸透鏡,觀察物像變化。
(3)移動光屏,重新找到清晰的物像。
(4)嘗試不移動光屏使物像變清晰的方法。
通過以上實驗,學(xué)生首先了解到晶狀體凸度變大,會影響人的視覺,并且使得成像在視網(wǎng)膜前方,然后近一步探究發(fā)現(xiàn)在凸透鏡前加一個凹透鏡或自己的近視眼鏡,都可在光屏上重新得到清晰的物像。
3.利用牛眼晶狀體探究近視的成因及矯正。
實驗材料:牛眼晶狀體、光具、毛玻璃、夾子。
實驗過程:
(1)用鉗子夾住牛眼晶狀體,放在光具座上,通過調(diào)節(jié)其與光屏的距離,在光屏上得到倒立縮小的物像(如下頁圖2)。
(2)稍稍用勁按壓鉗子,使得晶狀體凸度變大,可以觀察到光屏上物像模糊;移動光屏,重新找到清晰的物像。
三、做好“乘法”——有效利用現(xiàn)代化技術(shù)
將傳統(tǒng)教學(xué)手段與現(xiàn)代技術(shù)手段“相乘”,用信息技術(shù)助力教學(xué),對教師的教學(xué)活動以及學(xué)生的學(xué)習(xí)活動都大有裨益。本節(jié)課,筆者首先引入了3Dbody軟件,讓學(xué)生通過智能終端打開軟件,就能觀察眼球的3D結(jié)構(gòu)(如圖3)。然后,使用科大訊飛的“智慧平板”教學(xué)系統(tǒng)展開教學(xué):利用“實物展臺”功能,實時地將不同小組的實驗過程和結(jié)果呈現(xiàn)在大屏幕上(如圖4);在分組探究晶狀體凸度對視覺調(diào)節(jié)作用的影響時,利用“白板”功能同時導(dǎo)入不同小組的實驗結(jié)果,在同一屏幕中進行比較分析;在討論保護視力的方法時,利用“討論區(qū)”功能,使每個學(xué)生都能呈現(xiàn)自己的所思所想,都能真正參與到課堂中;另外,該系統(tǒng)中的“搶答”“隨機答題”“PK臺”“點贊”等功能模塊,可以有效激發(fā)和保持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與積極性。
四、做好“除法”——精心選取教學(xué)側(cè)重點
跨學(xué)科融通,并不是對學(xué)科知識的簡單堆砌與灌輸,而是通過研讀課本、集體備課等方式,找到不同學(xué)科最核心的知識。同時,在教學(xué)過程中,教師也要充分考慮到跨學(xué)科融合內(nèi)容的難易程度,“除去”不必要的難度,讓學(xué)生在其現(xiàn)有認知水平下,進行有效的自主學(xué)習(xí)和自主構(gòu)建。
學(xué)生原本是在初二物理才會學(xué)習(xí)透鏡的相關(guān)知識,因此在利用光具教學(xué)時,筆者考慮到學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀,將一些難度“除去”:在凸透鏡和光屏下方標記好“晶狀體”“視網(wǎng)膜”,作為實驗提示;進行預(yù)實驗,避免學(xué)生在課堂實驗時,出現(xiàn)等大、正立的物像;在凸透鏡的把手上貼一圈膠帶,防止學(xué)生因為高度調(diào)節(jié)不到位而觀察不到現(xiàn)象;等等。
“眼和視覺”能夠與其他學(xué)科融合的交匯點還有很多,如利用網(wǎng)絡(luò)搜集相關(guān)視覺疾病的資料(信息技術(shù)),認識并制作眼球的結(jié)構(gòu)模型(工程等),了解不同地區(qū)人眼球的區(qū)別(地理),制作保護視力的小報(語文、美術(shù)等),設(shè)計用于預(yù)防近視的產(chǎn)品或改進眼鏡(信息技術(shù)、數(shù)學(xué)、工程等),等等。
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