提要夫擎博士学位论文林燕丹２视觉系统的神经机制
２．１眼睛
人眼的形状为椭球体，其前后直径约２５ｍｍ，横向直径约２０唧，由Ｅ艮球壁和眼球内容物组成，图２－１所示为人眼右眼的水平俯视剖面图（Ｋｏｌｂ，２００３［５３］）。
图２．１．人眼右眼的水平俯视削面图（ＫｏｌｂＨ２００３【５３ｊ）
Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｎｅａ卜ｈＯｎｚＯｎｔａＩｍｅｄｉａｎｓｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｉｇｈｔ
ｅｙｅｓｅｅｎｆｒｏｍａｂｏｖｅ．（ＫｏｌｂＨ２００３【５３］）
眼睛有两个功能，其一是感光功能，即光线经眼的光学系统抵达眼底在视网膜上形成物象；其二是视觉信号处理功能，即视网膜将物象的光能转换并加工成神经冲动，经由神经节细胞将冲动传入视觉中枢，从而产生视觉。所以单纯地将人眼比作照相机是不确切的，它更象是一个“可以进行图像处理的智能电视摄像机”（寿天德１９９７［１２９］，ＲｅａＭ２０００［７４］）。
２．２视网膜ＩＲｅｔｉｎａ）
视网膜是视觉系统的第一级功能结构，它是连接视系统的感光功能和视觉信号处理功能的最重要的枢纽，其形态结构上与脑相似地形成多层细胞和突触连接，功能上亦能处理复杂的视觉信息，视觉科学家们将其作为外周脑而进行研究。
槎要火擎博士靴论文林燕丹
图２—２．视网膜的结构（ＫｏｌｂＨ２００３【５３】）
ＳｉｍｐｌｅｏｒｇａＮｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｅｔｉｎａ（ＫｏｌｂＨ２００３１５３］）
人视网膜的结构如图２－２所示。由于视网膜感光细胞处于入射光线的远端，故称为翻转网膜（ｉｎｖｅｒｓｅｒｅｔｉｎａ），即其光线入射方向与视网膜内各种神经元的信息流向正好相反。视网膜上的光感受器细胞（ｐｈｏｔｏｒｅｃｅｐｔｏｒ）、双极细胞（ｂｉｐｏｌａｒｃｅｌｌ）和神经节细胞（ｇａｎｇｌｉｏｎｃｅｌｌ）在视网膜纵向组成通路；另外，水平细胞和无长突细胞在视网膜水平方向组成网络，这两组通路使视网膜形成了一个多层的立体网络，负责初步的视觉信息处理，并将其处理结果经神经节细胞以动作电位串的数字调频方式传递到第二级视中枢一一外膝体（１ａｔｅｒａｌｇｅｎｉｃｕｌａｔｅｎｕｃｌｅｕｓ，或ＬＧＮ）（寿天德２００１［１２８１）。
视网膜不同区域的各种细胞分布很不均匀，其中心区域附近细胞的分布情况如表２－１所描述。
图２－５．视网膜传入视觉中枢的信息通道（ＴｈｏｍａｓＤ２００２１９９］）
Ｖｉｓｕａｌｃｈａｎｎｅｌｓ盯ｈｏｍａｓＤ２００２１９９］）．
２．４．１ＯＮ－中心和ＯＦＦ．中心细胞（ＯＮ．ａｎｄＯＦＦ．ｃｅｌｌｓ）
视网膜神经节细胞的感受野具有中心一周边拮抗式的同心圆结构，按其感受野中心区对闪光刺激反应的性质可分为０Ｎ＿中心和ＯＦＦ－中心两类，也称给光中心和撤光中心。ｏＮ一中心细胞是当光点位于感受野中心部位时产生兴奋，而光点位于感受野周边部位时便抑止该细胞的活动；ｏＦＦ－中心型细胞则相反，在感受野的中心部位给光时抑制了该细胞的活动，在周边部位给光时产生兴奋。０Ｎ一中心和ＯＦＦ一中心型神经节细胞对不同类型的光照作出的反应如图２－６所示（寿天德２００１［１２８］；Ｋｕｆｆｌｅｒ１９８４［５５］）。
图２—７．视觉信息由ＯＮ一和ＯＦＦ＿神经节细胞传递的形成路径（Ｋｏ№２００３）ＰｒｉｎｃｉｐｌｅｆｕｎｃｔｉｏｎｐａｔｈｗａｙｏｆＯＮ—ａｎｄＯＦＦ—ｇａｎｇｌｉｏｎｓ．（Ｋｏｌｂ
２００３【５３］）
图２—８．通过无长突细胞建立视锥和视杆细胞的通道（ＫｏＩｂ，２００３）
Ｐａｔｈｗａｙｓｔｈｒｏｕｇｈａｍａｃｒｉｎｅｃｅｌｌｓｂｅｔｗｅｅｎｃｏｎｅｓａｎｄ
ｒｏｄｓ（Ｋｏｌｂ２００３【５３］）
援蟹史擎博士学位论文
林燕丹
通过无颜色拮抗细胞，图像的明暗信息得到传送；而通过颜色拮抗细胞，图像的颜色和色调得到了传送，这两种信息共同组成了最后通过神经节细胞被传送到神经中枢的图像信息（Ｄｅ
Ｖａｌｏｉｓ
１９６６［２５］）。
信息榜遴机制
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图２—１０．红一绿颜色拮抗细胞信息传送的简单原理、感受野及电反应示意图
（ＺｒｅｎｎｅｒＥ１９８３【１１９１）
Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ
ｄｉａｇｒａｍ，ｒｅｃｅｐｔｉｖｅｆｉｅｌｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄ
ｒｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆａ
ｃｏｌｏｒ－ｏｐｐｏｎｅｎｔｇａｎｇｌｉｏｎｃｅｌｌ（＋Ｒ—Ｇ）．（ＺｒｅｎｎｅｒＥ
１９８３【１１９】）
２．４．３拮抗神经节细胞的光谱敏感度特性
Ｌｏｇ
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稿ｒ———蔷矿———－ｉ斋———’矗Ｂ
＾，ｉｔｍ
ａ）紧张型神经节细胞
ｂ）瞬变型神经节细胞
Ｔｏｎｉｃｇａｎｇｌｉｏｎｃｅｌｌｓ
Ｐｈａｓｉｃｇａｎｇｌｉｏｎｃｅｌｌｓ
图２－１１．非拮抗神经节细胞的光谱响应特性及其与ＣＩＥ明视觉光谱光视效率曲线的比较
（Ｚｒｅｎｎｅｒ１９８３１１１９］）
Ａｃｔｉｏｎｓｐｅｃｔｒａｏｆ３ｎｏｎｅ－ｏｐｐｏｎｅｎｔｔｏｎｉｃａｎｄ
ｐｈａｓｉｃｇａｎｇｌｉｏｎｃｅｌｌｓ；Ｐｈｏｔｏｐｉｃ
ｒｅｌａｔｉｖｅｌｕｍｉｎｏｕｓｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｆｕｎｃｔｉｏｎｉｎｄｉｃａｔｅｄｂｙｂｒｏｋｅｎｌｉｎｅ．（Ｚｒｅｎｎｅｒ
１９８３１１１９】）
神经节细胞中有３９％是无颜色拮抗性的，它们分为两种：紧张型神经节细
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《人体对外界环境的感知-眼和视觉》教学设计 江义中学初一生物科组伍嘉欣 一、教材分析 1．教材的地位与作用 本节内容是人教版生物学七年级下册第四单元第六章“人体生命活动的调节”第一节眼和视觉,本节课是学习了有关人体的营养、消化、体内物质的运输和废物的排出等知识之后，向同学介绍的人体对外界环境的感知中眼与视觉的知识。本节的教学是全章教学的基础，完成好本节教学任务，可为后面的教学做一良好的铺垫。 2．教学目标 认知目标： （1）描述眼球的结构及各主要部分的功能。 （2）能说出视觉是怎么形成的。 （3）说出近视的成因及预防的方法。 能力目标： （1）教学中,让学生自主地去探究、去认识,不断地培养自主学习能力、探究能力。 （2）通过合作学习，培养学生的团队精神。 情感、态度与价值观： （1）培养学生良好的用眼习惯,树立爱护眼睛的意识， （2）渗透爱心教育。 3．教学重点： （1）描述眼球的基本结构及其功能。 （2）描述视觉的形成过程。 4．教学难点 （1）视觉的形成过程 （2）近视的成因。 二、学情分析及学法指导 学生对“眼睛与视觉”这部分内容是比较感兴趣的，他们不仅对结构与功能感兴趣，更对与眼睛有关的疾病感兴趣，尤其是与他们密切相关的“近视”，想要清楚地了解为什么。教学中充分挖掘学生头脑中的感性材料，利用启发性语言唤起学生丰富的想象，让学生自主地去探究、去认识，不断地培养能力。 在学法指导上注重以学生为中心，指导学生在自主学习法、探究学习法、小组合作法的过程中完成教学目标。课堂上，我把课堂授课时间控制在15分钟左右，主要作引导性点拨，其余更多时间让学生小组合作探究，教师下到小组和学生共同探究，参与学习讨论，最终让学生达成目标。
《眼和视觉第二课时》教学设计 一、学习任务分析： 本节课是七年级下第一章《对环境的察觉》中的第六节第二课时。在上一节学生了解了透镜的光学性质,探索了透镜的成相规律，以及照相机和放大镜的成像原理。本节课是前一节课的延续，主要任务是让学生运用上节课透镜的知识,了解眼睛的结构和视觉的形成,通过一系列的探究活动总结出近视远视的成因和矫正,另外还有人类视觉上的限制。这四个板块之间相互衔接，教师在教学中灵活运用。 二、学习者分析： 教学对象是七下的学生。课堂气氛活跃，对与实际生活有联系的知识点兴趣大。学生通过学习，已初步形成结构与功能相适应的认识。在设计眼球结构的教学时，关于眼球结构和功能让学生边看图边学习。学生对成像原理的物理知识知之甚少，而视觉的形成却需要光学成像的知识作基础，而且该知识点比较抽象，在教学设计中，学生只需了解光线经过晶状体和玻璃体发生折射、汇集一处形成物象。在实际生活中，有很多学生被近视困扰，他们对近视的成因、预防和纠正的兴趣较大。之前学生掌握了透镜的成像原理,这为下来学习近视远视成因打下了基础。通过学习让学生意识到养成良好的用眼习惯是非常重要的,从饮食到习惯的形成有所进步。达到理论联系实际,学以致用。 三、教学重点： 眼睛的结构及各部分的功能；视觉的形成过程，近视眼远视眼的成因；近视远视的矫正方法。 四、教学难点： 视觉的形成过程；近视和远视的矫正方法。 五．教学目标： 知识与技能： 能说出眼球的结构及各部分的功能；能描述视觉的形成过程； 了解近视远视的成因；知道近视远视的矫正。 过程与方法： （１）学会根据文字描述制作模型，培养自学能力； （２）通过观察眼球模型、观察同桌的眼睛等小实验，观察能力增强，学会将观察到的现象用语言描述 （３）可以将生活中的照相机成像原理和眼睛成像原理进行联系记忆，类比学习 情感态度与价值观： 进一步树立结构与功能相适应的意识和保护眼睛和用眼卫生的意识。 学生通过自学眼球的结构，增强了自信心，获得成功的体验，加强学习的兴趣。 六、课前准备 眼球模型ＰＰＴ 七、教学策略： 借助多媒体教学手段，将教学内容直观化，便于学生对眼球结构的掌握。通过提问、启发和诱导，充分发挥每个学生的主体性和创造性，重视对学生个性和创造精神的培养。引导学生小组合作交流共同提出想要知道的问题，在小组合作交流过程中，教师要让学生有的放矢，教师认知新知识；鼓励学生创新与实践应用新知识。配合形成性评价，即时知道学生的学习情况。 八、教学过程 规则说明：同学们，今天呢我们整个上课的过程也是一个小竞赛，根据座位，每两列合为一组，进行比拼，参加不同的环节，积分最高的小组获得胜利。由班长计分。 游戏开场：蒙眼画图
人眼视觉特性 人眼对380～780纳米内不同波长的光具有不同的敏感程度，称为人眼的视敏特性。衡量描述人眼视敏特性的物理量为视敏函数和相对视敏函数。 1）视敏函数在相同亮度感觉的条件下，不同波长上光辐射功率的倒数可以用来衡量人眼对各波长光明亮感觉的敏感程度。称为视敏函数K(λ)=1/pr(λ) 。 2）相对视敏函数实验表明，人眼对波长为555纳米的光最敏感，因此把任意波长的光的视敏函数与最大视敏函数值K(555)相比的比值称为相对视敏函数。可见光波长实验表明：视敏涵数的曲线的最大值位于５５５nm处当光线微弱向左偏移最大值为５０7nm处，两者相差近５０nm，人眼就相当于带通滤波器，这就表明人眼对亮度变化比较敏感。人眼对于蓝光的视觉灵敏度要比红光和绿光低的多．三条曲线的峰值比为Ｒ：Ｇ：Ｂ＝０．５４：０．５７５：０．０５３（蓝光放大２０倍）．三条曲线有相当一部分是重叠的．正常观察条件下，人眼得到的是二者的合成的视觉，不能将他们各自的数值区分开来．大脑根据三者的比例，感知彩色的色调和饱和度，而三者的和决定了光的总亮度。
2.1对比灵敏度人眼对亮度光强变化的响应是非线性的，通常把人眼主观上刚刚可辨别亮度差别所需的最小光强 I增大时，在一定幅度内感觉不出，必须变化到一定值I+ΔI时，人眼才能感觉到亮度有变化，ΔI/I 此恢复图像的误差如果低于对比灵敏度，即不会被人眼察觉。此外，高频部分在相同的灵敏度阈值下，色差信号Y-R 空间频率只有亮度Y的一半，色差信号Y-B空间频率只有亮度Y的1/4。人眼对于运动图像的对比灵敏度与时间轴上信息的变化速度有关，随着时间轴变化频率的增加，人眼所能感受到的图像信息的误差阈值呈上升趋势，视觉上的这种动态对比灵敏度特性表现为图像序列之间相互掩盖效应。可见度阈值和掩盖效应对图像编码量化器的设计有重要作用，利用这一视觉特性，在图像的边缘可以容忍较大的量化误差，因而可使量化级减少，从而降低数字码率。 2.2分辨率 当空间平面上两个黑点相互靠拢到一定程度时，离开黑点一定距离的观察者就无法区分它们，这意味着人眼分辨景物细节的能力是有限的，这个极限值就是分辨率。研究表明人眼的分辨率有如下一些特点：①当照度太强、太弱时或当背景亮度太强时，人眼分辨率降低。②当视觉目标运动速度加快时，人眼分辨率降低。③人眼对彩色细节的分辨率比对亮度细节的分辨率要差，如果黑白分辨率为1，则黑红为0.4，
第九章第六节人的视觉和听觉教学设计 第九章第六节人的视觉和听觉教学设计教学目的知识目标：1、理解感觉器官的概念和意义，以及耳的结构和功能。 2、了解近视和远视，眼睛的卫生保健知识，以及耳的结构和功能，听觉的形成，耳的卫生保健。能力目标：培养预防近视沙眼中耳炎的能力。情感目标：培养良好的卫生习惯。重点难点重点：眼的结构与视觉的形成，耳的结构与听觉的形成。难点：视觉的形成与视觉异常，听觉的形成、耳的结构教具准备眼、耳结构的挂图与视觉、听觉形成的示意图及凸透镜成像实验演示装置等。课时安排本节内容分配为2课时。教学过程（第一课时）（感觉器官→眼的结构→凸透镜成像实验演示→视觉的形成→近视与远视）引入新课：从“任何反射的产生都开始于某感受器对刺激的感受”出发，引出本节课题：感觉器官与人的视觉和听觉。主体内容：首先明确，特殊的’感受器与其附属结构所组成的器官称为感觉器官，然后指出眼和耳是关系视觉与听觉形成的感觉器官。再进一步指出，视觉对我们认识周围事物是最为重要的功能，我们首先学习眼与视觉的知识。提出：眼的结构是功能的基础，它的结构是怎样的？让学生们一面观察见图，一面互相观察眼的外部结构，认识角膜、虹膜、瞳孔、巩膜等可见部分的结构部位。接着出示见图，并可配合模型由前向后，由外到内地简要介绍眼球的解剖结构。以板书形式逐一归纳之，最后简单介绍眼球附属结构及功能。接着指出，视觉形成的第一步是光线首先射入眼球，这一过程类似这样一个实验现象——演示透镜成像实验，学生们仔细观察实验过程。教师一方面简单明确地介绍实验装置，一方面提示学生注意纸屏、凸镜、蜡烛之间的距离与成像状况的关系及透镜凸度与成像状况的关系。简明记录实验结果。要求学生观察见图，并联系刚才的实验现象。教师请学生回答：物像是怎样在视网膜上形成的？然后一步步引出视觉产生的全过程，同时以板书形式归纳。再提出：当物体远近、大小变化时，如何使视网膜上的成像清晰？教师引导学生联系眼球结构，认识到晶状体曲度调节的意义，同时引出近视与远视的现象及纠正的方法。小结：简要总结本节课知识要点。附：板书设计感觉器官与人的视觉和听觉感觉器官：感受器及其附属结构组成的器官一、眼与视觉（第二课时）（眼的卫生保健→学习检查视力的方法；耳的结构→听觉的形成→耳的卫生保健）引入新课：从青少年发生近视眼的话题出发，引出预防近视的重要性问题。主体内容：指出近视的
自学检测 1、眼球壁的结构：外层由透明的 和不透明的 组成；中层由 、 和富含血管的 组成；内层是透明的 ，它具有 作用。 2、眼球的内容物有房水、晶状体 和 。 3、 会自动调节瞳孔的大小，光线弱时，瞳孔 ；光线强时，瞳孔 。 4、视觉的形成过程：外界光线透过 ，由 进入眼球内部，经过 折射和透过 ，到达视网膜，在 上形成清晰的 。视网膜上的 细胞受光的刺激而产生神经冲动， 沿 传到 形成 。 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 当 堂 检 测 选择和填空 1、人的“白眼球”和“黑眼球”实际是指 （ ） A 、虹膜和角膜 B 、角膜和巩膜 C 、角膜和虹膜 D 、巩膜和虹膜 2、视觉形成过程中，形成物像和产生视觉的部位分别是 （ ） A 、视网膜、视网膜 B 、大脑皮层、大脑皮层 C 、视网膜、大脑皮层 D 、大脑皮层、视网膜 3、眼球内具有感光细胞的结构是 （ ） A 、角膜 B 、巩膜 C 、脉络膜 D 、视网膜 4、外界物体发射过来的光线，依次经过哪项到达视网膜。 （ ） A 、瞳孔、角膜、晶状体、玻璃体 B 、瞳孔、角膜、玻璃体、晶状体 C 、角膜、瞳孔、晶状体、玻璃体 D 、角膜、瞳孔、玻璃体、晶状体 5、眼球里具有的保护内部结构功能的是 ( ) A.脉络膜 B.巩膜 C.角膜 D.视网膜 6、人眼有黑色、蓝色等，与人的眼色有关的结构是（ ） A ．角膜 B ．瞳孔 C ．虹膜 D ．巩膜 7、人们常说照相机的成像跟人的眼球成像的原理相同，根 据你对眼球的认识，想一想，照相机的下列构件分别相当 于眼球的什么结构？光圈——（ ） 镜头——（ ） 胶片——（ ） 判断 7、视觉是在视网膜上形成的。（ ） 8、当人观看一个由远处移近的物体时，晶状体凸度会逐渐变大。（ ）
人眼的视觉特性 1、引言人眼的视觉系统是世界上最好的图像处理系统，但它远远不是完美的。人眼的视觉系统对图像的认知是非均匀的和非线性的，并不是对图像中的任何变化都能感知。例如图像系数的量化误差引起的图像变化在一定范围内是不能为人眼所觉察的。因此，如果编码方案能利用人眼视觉系统的一些特点，是可以得到高压缩比的。对人眼视觉特性的深入研究及由此而建立的各种数学模型，一直是各种图像数字压缩算法的基础。 2、人眼的视觉特性 人眼对380～780纳米内不同波长的光具有不同的敏感程度，称为人眼的视敏特性。衡量描述人眼视敏特性的物理量为视敏函数和相对视敏函数。1）视敏函数在相同亮度感觉的条件下，不同波长上光辐射功率的倒数可以用来衡量人眼对各波长光明亮感觉的敏感程度。称为视敏函数K(λ)=1/pr(λ) 。2）相对视敏函数实验表明，人眼对波长为555纳米的光最敏感，因此把任意波长的光的视敏函数与最大视敏函数值K(555)相比的比值称为相对视敏函数。 可见光波长 实验表明：视敏涵数的曲线的最大值位于５５５nm处当
光线微弱向左偏移最大值为５０7nm处，两者相差近５０nm，人眼就相当于带通滤波器，这就表明人眼对亮度变化比较敏感。人眼对于蓝光的视觉灵敏度要比红光和绿光低的多．三条曲线的峰值比为Ｒ：Ｇ：Ｂ＝０．５４：０．５７５：０．０５３（蓝光放大２０倍）．三条曲线有相当一部分是重叠的．正常观察条件下，人眼得到的是二者的合成的视觉，不能将他们各自的数值区分开来．大脑根据三者的比例，感知彩色的色调和饱和度，而三者的和决定了光的总亮度。 2.1对比灵敏度人眼对亮度光强变化的响应是非线 性的，通常把人眼主观上刚刚可辨别亮度差别所需的最小光强差值称为亮度的可见度阈值。也就是说，当光强I增大时，在一定幅度内感觉不出，必须变化到一定值I+ΔI时，人眼才能感觉到亮度有变化，ΔI/I一般也称为对比灵敏度。因此恢复图像的误差如果低于对比灵敏度，即不会被人眼察觉。此外，高频部分在相同的灵敏度阈值下，色差信号Y-R空间频率只有亮度Y的一半，色差信号Y-B空间频率只有亮度Y的1/4。人眼对于运动图像的对比灵敏度与时间轴上信息的变化速度有关，随着时间轴变化频率的增加，人眼所能感受到的图像信息的误差阈值呈上升趋势，视觉上的这种动态对比灵敏度特性表现为图像序列之间相互掩盖效应。
眼与视觉教学设计 一、教学目标 1.概述感觉和感觉器官的含义；描述眼球的结构以及各个主要组成部分的功能。 2.尝试观察瞳孔的大小变化情况，并做出解释。 3.体会眼睛对于认识世界的重要性，保护视力，同时关爱和帮助有视觉障碍的人。 二、教学重点和难点 1.教学重点：眼球的结构。 2.教学难点：眼球各结构的功能。 三、器材准备 眼球仪1个，电筒1支，照相机1台，纸箱1个，墨水盒1个。 四、教学环节 （一）感觉器官的概念 上一节课我们知道了感受器的结构和功能，神经末梢和一些附属结构就构成了感受器。有的感受器比较简单，如皮肤中的触觉感受器，只是由一些神经末梢和毛发、毛囊等；有的感受器比较复杂，如眼睛由许多
感觉神经末梢和眉毛、泪腺、动眼肌、调光结构等构成，这种复杂的感受器就叫做感觉器官。 （二）引言：猜物游戏：出示一个用布遮盖的小纸箱，里面放一个苹果。邀请三位同学分别通过手摸、鼻子闻和眼看来判断箱子里的东西。 人体有很多的感觉器官可以感受外界的刺激，那么，通过刚才的游戏可知，能够最快、最准确感知事物的感觉是视觉。眼睛是人的视觉器官。据统计，人体从外界获取的信息有80%以上来自眼睛。因此，眼睛对于人体来说非常重要。我们每位同学都有一双美丽的眼睛，但是，你知道这双美丽的眼睛内部是什么样的？你又是怎样通过眼睛观察到外界事物的呢？让我们 带着这些问题开始今天的学习。 （三）指导探究 1.眼球的结构和功能 （1）观察同学的眼睛，找出眼睛的结构特点 眼睑、睫毛、泪器、眼肌等结构都是眼睛的一些附属结构，眼睛的最主要部分是眼球。那么眼球由哪几部分结构构成，每一部分又具有什么样的功能呢？ （2）探究眼球的结构和功能 ①观察眼球的结构模型
第一节人眼的视觉特性 1、在一般情况下，如有两种光谱成分不同的光，只要三种光敏细胞对它们的感觉相同，则主观彩色感觉（包括亮度和色度）就相同。 2、格拉斯曼定律—复合光的亮度等于各光分量的亮度之和。 3、人眼的视觉范围有一定的限度，明暗感觉是相对的。 4、韦伯-费赫涅尔定律—亮度感觉与亮度L的对数成线性关系。 5、一方面，重现景物的亮度无需等于实际景物的亮度，而只需保持二者的最大亮度与最小亮度的比值不变；另一方面，人眼不能察觉的亮度差别，在重现景物时也无需精确复制出来。 6、人眼分辨景物细节有一极限值，对彩色细节的分辨能力远比对亮度细节分辨力低。 7、视觉的空间频率响应具有低通滤波器性质。 8、人眼存在视觉惰性—电影、电视放映的生理基础。 临界闪烁频率取决于亮度、亮度变化幅度、观看距离等。
一、人眼的亮度感觉 1．人眼的光亮感觉 光也是一种电磁辐射，人眼对780～380纳米之间电磁波的刺激有光亮的感觉，故波长在这个范围内的电磁波称为可见光。 2．人眼的彩色感觉 人眼对780～380纳米之间的光还有彩色感觉，具体如图1-1所示。 3．人眼的视敏特性 人眼对380～780纳米内不同波长的光具有不同的敏感程度，称为人眼的视敏特性。衡量描述人眼视敏特性的物理量为视敏函数和相对视敏函数。 1）视敏函数在相同亮度感觉的条件下，不同波长上光辐射功率的倒数可以用来衡量人眼对各波长光明亮感觉的敏感程度。称为视敏函数。 2）相对视敏函数实验表明，人眼对波长为555纳米的光最敏感，因此把任意波长的光的视敏函数与最大视敏函数值K(555)相比的比值称为相对视敏函数， 记为： 如图1－2所示，左边的曲线是暗视觉曲线，右边的是明视觉曲线。 二、人眼亮度感觉的特性（描述人眼对光亮差别的感觉特性） 1．亮度：光源或反射面的明亮程度，亮度的单位为（坎德拉/平方米）。 2．亮度视觉的范围：人眼总的感光范围极其宽广，明视觉的亮度感觉范围为到量级， 而暗视觉的感觉范围为千分之几到几个。 3．光亮感觉的特点： 1）人眼的主观亮度感觉与周围环境亮度有关。 2) 主观亮度感觉S与亮度值B的对数成比例关系：，其中和K是常数。 3) 主观亮度感觉是心理量而不是物理量，故其单位是以实验得出的变化级数（S）来表征的。实验表明，在不同的亮度B值下，人眼能觉察的最小亮度变化并非定值。B大，也大；B小，也小，但是/B的值是大致相同的。 将可觉察的最小相对亮度变化 /B称为对比度灵敏度阈，用标记，其值通常在0.005～0.05之间。 人眼的亮度感觉并非决定于绝对亮度变化，而是决定于相对亮度变化。故重现景物的亮度无须等于实际景物的亮度，而只需保持最大亮度与最小亮度之比值相同，就能给人以真实感。 4．对比度和亮度层次 1) 对比度：指光源或发光面的最大亮度与最小亮度之比值。 用下式表示：。外界景物的对比度不超过100：1，显象管图像的对比度为30：1。
《眼与视觉》教案 一、教学目标 （一）知识与技能 1、理解感觉和感觉器官的含义。 2、掌握并能描述眼球的结构和功能。 3、了解视觉的形成过程及近视、远视和矫正方法。 4、在实验观察中培养学生的观察能力和动手能力，在分析和讨论中发展学生的思维和判断能力。 （二）过程与方法 1、通过“创设情景……实验探究……引领介绍……课件展示……讨论交流”方式完成。 2、采用小组合作式学习，结合引探法、实验法、自学法和讨论法。 （三）情感态度与价值观 1、在实验观察的过程中，培养学生严格、认真的科学态度。 2、培养学生保护视力、预防近视，自觉维护身心健康的优美情感。 二、教学重点 1.眼球的结构与功能。 2.视觉的形成与近视、远视的矫正原理。 三、教学难点 1、眼的自适应调节及视觉的形成。 2、体会眼睛的严重性。 四、课时安排
1课时 五、教学准备 多媒体课件、粉笔、图片、眼球模型。 六、教学过程 新课导入： 上课之前，请同学们跟老师一同游览一下桂林的山水（课件展示，有情景介绍），同学 们感觉桂林的山水美不美？（美）那么你是通过身体的哪些部位感觉到桂林的山水美？（看到的和耳朵听到的介绍）。人体有很多的感觉器官可以感受外界的刺激，眼睛和耳朵是其中最严重的两个。尤其是眼睛，它是人体的视觉器官。据统计，人体从外界获取的信息有80%以上来自眼睛。因此，眼睛对于人体来说非常严重。我们每位同学都有一双美丽的眼睛，但是，你知道这双美丽的眼睛内部是什么样的吗？你又是怎样通过眼睛观察到外界事物的呢？同学们想知道吗？让我们带着这些问题开始今天的学习。（板书：眼与视觉）。 新课讲解： 一、眼球的结构和功能 师：每个人都有爱美之心，平时我们经常照照镜子。但是，当你们在照镜子的时候，你发现镜子中的眼睛具有什么特点吗？ 生：外面有眼睑、睫毛，里面有眼球，还有肌肉等。 师：同学们说得很好，以上同学们所提到的眼睑、睫毛、泪器、眼肌等结构都是我们从外部观察到的眼睛的一些附属结构。而它的内部是一个球体，称为眼球，它是眼睛的最主要部分。那么眼球由哪几部分结构构成，每一部分又具有什么样的功能呢？
人眼的视觉特性
人眼的视觉特性 1、引言人眼的视觉系统是世界上最好的图像处理系统，但它远远不是完美的。人眼的视觉系统对图像的认知是非均匀的和非线性的，并不是对图像中的任何变化都能感知。例如图像系数的量化误差引起的图像变化在一定范围内是不能为人眼所觉察的。因此，如果编码方案能利用人眼视觉系统的一些特点，是可以得到高压缩比的。对人眼视觉特性的深入研究及由此而建立的各种数学模型，一直是各种图像数字压缩算法的基础。 2、人眼的视觉特性人眼对380～780纳米内不同波长的光具有不同的敏感程度，称为人眼的视敏特性。衡量描述人眼视敏特性的物理量为视敏函数和相对视敏函数。1）视敏函数在相同亮度感觉的条件下，不同波长上光辐射功率的倒数可以用来衡量人眼对各波长光明亮感觉的敏感程度。称为视敏函数 K(λ)=1/pr(λ) 。2）相对视敏函数实验表明，人眼对波长为555纳米的光最敏感，因此把任意波长的光的视敏函数与最大视敏函数值K(555)相比的比值称为相对视敏函数。 可见光波长
实验表明：视敏涵数的曲线的最大值位于５５５nm处当光线微弱向左偏移最大值为５０7nm处，两者相差近５０nm，人眼就相当于带通滤波器，这就表明人眼对亮度变化比较敏感。人眼对于蓝光的视觉灵敏度要比红光和绿光低的多．三条曲线的峰值比为Ｒ：Ｇ：Ｂ＝０．５４：０．５７５：０．０５３（蓝光放大２０倍）．三条曲线有相当一部分是重叠的．正常观察条件下，人眼得到的是二者的合成的视觉，不能将他们各自的数值区分开来．大脑根据三者的比例，感知彩色的色调和饱和度，而三者的和决定了光的总亮度。 2.1对比灵敏度人眼对亮度光强变化的响应是非线性的，通常把人眼主观上刚刚可辨别亮度差别所需的最小光强差值称为亮度的可见度阈值。也就是说，当光强I增大时，在一定幅度内感觉不出，必须变化到一定值I+ΔI时，人眼才能感觉到亮度有变化，ΔI/I一般也称为对比灵敏度。因此恢复图像的误差如果低于对比灵敏度，即不会被人眼察觉。此外，高频部分在相同的灵敏度阈值下，色差信号Y-R空间频率只有亮度Y的一半，色差信号Y-B空间频率只有亮度Y的1/4。人眼对于运动图像的对比灵敏度与时间轴上信息的变化速度有关，随着时间轴变化频率的增加，人眼所能感受到的图像信息的误差阈值呈上升趋势，
《眼和视觉》教学设计 一、教材分析 1．教材的地位与作用 本节内容是人教版《生物学》七年级下册/第四单元/第六章“人体生命活动的调节”/第一节/眼和视觉，本节课是学习了有关人体的营养、消化、体内物质的运输和废物的排出等知识之后，向同学介绍的人体对外界环境的感知中眼与视觉的知识，从现象到本质，层层深入，既是知识的介绍，又是很好的一次情感、态度、价值观的教育，培养学生注意用眼卫生，关爱盲人的情感。 基于以上教材的分析，根据新课程标准要求，我确立如下教学目标： 2．教学目标 （1）描述眼球的结构以及各部分的功能。 （2）通过分析外界物体在视网膜上的成像示意图以及相关资料，了解视觉形成的过程。 （3）说出近视的成因以及预防的方法。 （4）认同视觉卫生，关爱、帮助视觉有碍的人。 3. 教学重点和难点 重点： （1）描述眼球的结构以及各部分的功能。 （2）通过分析外界物体在视网膜上的成像示意图以及相关资料，了解视觉形成的过程。 难点： 通过分析外界物体在视网膜上的成像示意图以及相关资料，了解视觉形成的过程。 二、学情分析 学生对“眼睛与视觉”这部分内容是比较感兴趣的，他们不仅对结构与功能感兴趣，更对与眼睛有关的疾病感兴趣，尤其是与他们密切相关的“近视”，想要清楚地了解为什么。教学中充分挖掘学生头脑中的感性材料，利用启发性语言唤起学生丰富的想象，让学生自主地去探究、去认识，不断地培养能力。 三、课前准备 1、教师准备课件、眼球结构示意图。 2、生物兴趣小组制作简易的眼球结构模型。 3、预习课本。 四、课时：1课时
六、板书设计 眼和视觉一、眼球的结构和功能
二、视觉的形成 1→4→8→9→7→10→大脑三、近视的形成及矫正 大、长、远、前、凸透
一、教材分析《眼与视觉》教学设计 本节内容节选自人教版《生物》七年级下第六章《人体对外界环境的感知》中的第一节，本节课主要任务是让学生了解眼睛的结构和视觉的形成,通过一系列的探究活动总结出近视远视的成因和矫正。 二、学情分析 教学对象是七年级学生。学生通过学习，已初步形成结构与功能相适应的认识。学生对成像原理的物理知识知之甚少，而视觉的形成却需要光学成像的知识作基础，而且该知识点比较抽象，在设计时，只需让学生了解光线经过晶状体和玻璃体发生折射、汇集一处形成物象。在实际生活中，有很多学生被近视困扰，他们对近视的成因、预防和纠正的兴趣较大。之前学生掌握了透镜的成像原理,这为下来学习近视远视成因打下了基础。通过学习让学生意识到养成良好的用眼习惯是非常重要的,从饮食到习惯的形成有所进步。达到理论联系实际,学以致用。 三、教学目标 1、知识与技能： （1）了解眼球的结构及各部分的功能； （2）掌握视觉的形成过程； （3）理解近视的成因； （4）知道近视的xx。 2、过程与方法： （1）观察眼球模型认识各部分名称，培养观察能力、动手能力自学能力； （2）通过对眼睛各个部分的作用的分析、培养分析能力语言表达能力。 3、情感态度与价值观： （1）树立结构与功能相适应的意识
（2）树立保护眼睛和用眼卫生的意识 四、教学重难点： 1、重点：眼睛的结构以及各部分的功能；视觉的形成过程； 2、难点：视觉的形成过程；近视的成因及矫正方法。 五、教学方法： 本节课主要借助多媒体与实物模型、视频资料的应用，将教学内容直观化，形象化便于学生对眼球结构的掌握。通过提问、启发和诱导，充分发挥每个学生的主体性和创造性，重视对学生个性和创造精神的培养。学生在教师的引导下进行自主探究，活跃课堂氛围，培养动手能力。 六、教学准备： 多媒体、眼球模型，录像资料（微课） 七、教学过程： （一）谈话，引入新课： 人生活在自然中，随时会对变化的自然环境作出反应。如果你在放学回家的路上突然间狂风大作，电闪雷鸣，豆大的雨点倾盆而下，你会怎么办？（生聆听教师谈话，唤起生活中的表象回答问题：我会找一个地方避雨。） 你是靠什么感觉器官感知这一环境变化的？（生：视觉器官、听觉器官以及皮肤感知这一环境的变化。） 人体对外界所做出的这一系列反应，需要视觉、听觉和神经系统的参与。人同其它的生物一样，只有灵敏地感知环境的变化，并通过自身的调节，对变化的环境作出相应的反应，才能维持自身的生存。 人体对外界信息的获得绝大多数是来自于视觉，让我们一起来学习《眼与视觉》，出示课题。 （二）新课教学，合作探究
人眼的立体视觉特性 立体显示技术是以人眼的立体视觉原理为依据的。因而，研究人眼的立体视觉机理，掌握立体视觉规律，对研究和设计新的立体显示系统是十分必要的。 人之所以能够产生立体视觉是因为人有两只眼睛，当左右两只眼睛从不同的角度去看某一个物体时，在左右眼视网膜上所成的图像是有差异的，人的大脑可以根据这种图像差异来判断物体的空间位置关系，从而使人产生立体视觉。这一原理称为双目视差原理。 一、双眼立体信息 用双眼观看空间景物时，形成立体视觉的因素称为双眼立体信息。双眼立体信息是人眼立体视觉的主要因素。 人的两眼相距约58～72mm。因此，用双眼同时观看同一物体时，左、右两眼视线方位不同，物体在左、右两眼视网膜上所成的像亦稍有差异。称这种差异为双眼视差。如图所示： 当用双眼观看一个立方体时，如果左眼只看到立方体的前平面和上平面，而右眼除了能看到这两个平面外，还能看到立方体的右侧平面。此外，即使是左、右两眼都能看到的前平面和上平面，在左、右眼视网膜上所成的像也稍有差异。
双眼视差的大小与空间物体的位置有决定性的关系。因而，检测双眼视差的大小即可辨别物体的深度。如上图可以定义双眼视差： 图中L、R分别为左、右眼，P为两眼瞳孔间的距离，D为视距，△D为深度距离，F1和F2为两个物体或同一物体上的两个点。 由上式可知，视差与深度距离△D成正比，而与视距的平方成反比。 二、分时显示与立体视觉 以上讨论的双眼视差是在左、右两眼同时接受图像刺激的情况即同时立体视觉，如果进入左、右眼的视差图像信息在时间上不是同时显示而存在某种程度的滞后的话，这时立体视觉的规律将不同于同时视觉。视差图像滞后显示也称为分时显示。分时显示所形成的立体视觉既与滞后时间有关，也与先行显示的视差图像的显示时间有关．下图给出一分时显示滞后时间对立体视觉的影响的实验曲 线。 图中曲线是在先行显示图像的显示时间为18ms条件下，立体规觉与分时显示滞后时间的关系。曲线表明，滞后时间小于20ms时，分时显示的双眼视差图像所产生的立体视觉与同时视觉产生的立体视觉基本相同；分时显示滞后时间大于20ms时，分时显示的立体视觉减弱；当滞后时间超过100ms时，立体视觉将不能形成。实验还表明，分时显示的立体视觉与滞后时间的关系还和先行显示图像的显示时间有关。当先行图像显示时间超过375ms时，分时显示已不能产生立
眼与视觉教案 一、设计理念： 体现新课改理念。在课堂教学中，突出学生学习方式的转变、课程资源开发及信息技术手段的应用，突出有效性教学设计方面的探索与实践。创设问题情境，营造探究氛围，引导学生积极参与，变静态抽象为生动形象，降低难度，缩短时间，力图改变学生的学习方式，让学生通过学习获得成功的体验，满足求知的心理。 二、教材分析： （一）所教内容在课标及全书中的地位和作用： “眼与视觉”这节课是华师大版初中科学八年级（下）第三章第一节，既是课标中的重、难点，也是全书中的重、难点。这节课是遵循先进的课程理念、把握课改的深层内涵、领会课改给生物学科带来的新变化的典型课例。它能在传授基本知识与基本技能的同时，通过设置探究实验注重强调学生科学素质和能力的培养，以及对学生情感、态度和价值观方面的教育。强调培养学生的探究能力、强调要从学生已有的生活经验出发，引导学生沿着科学发展的本来面目更加合理的学习。而且，本节课为后面学习近视打下基础，在整章中起着很重要的作用，在课标和整本教材中占有很重要的地位。 （二）教学目标及确立教学目标的依据： 在确定教材的地位、作用的基础上，为全面实施素质教育，提高课堂教学的有效性，培养学生的多种能力，根据课标及学生实际确定以下教学目标： 1、知识与技能： （1）概述人体通过眼获取外界环境信息的情况。 （2）描述眼球的结构及各主要组成部分的功能及视觉的形成。 （3）尝试观察瞳孔大小变化的情况并作出解释。 2、过程与方法： 不要求全，避免过难过深，注重培养学生提出问题的能力，引导学生尝试设计实验，并由此增强学生探究活动的自主性。特别注重提高课堂教学的有效性，强调学生科学素质和能力的培养。 3、情感、态度、价值观： （1）在教学中渗透关怀盲人、帮助盲人的意识。 （2）认同视觉卫生，注意保护自己的眼睛。 （三）重点、难点及确立重难点的依据： 为达到上述教学目标，根据课标的要求，并以教材和学生两方面为依据确定本节课重、难点如下： 1、重点：（1）眼球的结构和功能。（2）视觉的形成。 2、难点：（1）对比装有胶卷的照相机与眼球。（2）尝试观察瞳孔大小的变化。 三、学生状况分析及对策： 教为主导，学为主体，要充分发挥学生的主体作用，就要认真分析学生的状况。中学生正值花季。 从其思维特征来看，尽管抽象思维正处于迅速发展阶段，但由于年龄小、社会阅历简单、认知水平低，需要教师把抽象的知识形象化。 “人体对外界环境的感知”这节课，是课标及全书的重点之一，而且难度较大，尤其是“引导学生对比装有胶卷的照相机与眼球”时，难度更大，因为照相机和凸透镜的知识是在初二的物理课中，初一的学生根本没有系统的知识，但还不能象上物理课那样系统的讲解，所以必须从学生已有的实际经验（胶卷见光会曝光、拍照时需要调节焦距）出发，与学生的生活
人眼视觉特性(一) 人眼类似于一个光学系统，但它不是普通意义上的光学系统，还受到神经系统的调节。人眼观察图像时可以用以下几个方面的反应及特性： (1)从空间频率域来看，人眼是一个低通型线性系统，分辨景物的能力是有限的。由于瞳孔有一定的几何尺寸和一定的光学像差，视觉细胞有一定的大小，所以人眼的分辨率不可能是无穷的，HVS对太高的频率不敏感。 (2)人眼对亮度的响应具有对数非线性性质，以达到其亮度的动态范围。由于人眼对亮度响应的这种非线性，在平均亮度大的区域，人眼对灰度误差不敏感。 (3)人眼对亮度信号的空间分辨率大于对色度信号的空间分辨率。 (4)由于人眼受神经系统的调节，从空间频率的角度来说，人眼又具有带通性线性系统的特性。由信号分析的理论可知，人眼视觉系统对信号进行加权求和运算，相当于使信号通过一个带通滤波器，结果会使人眼产生一种边缘增强感觉一一侧抑制效应。 (5)图像的边缘信息对视觉很重要，特别是边缘的位置信息。人眼容易感觉到边缘的位置变化，而对于边缘的灰度误差，人眼并不敏感。 (6)人眼的视觉掩盖效应是一种局部效应，受背景照度、纹理复杂性和信号频率的影响。具有不同局部特性的区域，在保证不被人眼察觉的前提下，允许改变的信号强度不同。 人眼的视觉特性是一个多信道(Multichannel)模型。或者说，它具有多频信道分解特性(Mutifrequency channel decompositon )。例如，对人眼给定一个较长时间的光刺激后，其刺激灵敏度对同样的刺激就降低，但对其它不同频率段的刺激灵敏变却不受影响(此实验可以让人眼去观察不同空间频率的正弦光栅来证实)。视觉模型有多种，例如神经元模型，黑白模型以及彩色视觉模型等等，分别反应了人眼视觉的不同特性。Campbell和Robosn由此假设人眼的视网膜上存在许多独立的线性带通滤波器，使图像分解成不同频率段，而且不同频率段的带宽很窄。视觉生理学的进一步研究还发现，这些滤波器的频带宽度是倍频递增的，换句话说，视网膜中的图像分解成某些频率段，它们在对数尺度上是等宽度的。视觉生理学的这些特征，也被我们对事物的观察所证实。一幅分辨率低的风景照，我们可能只能分辨出它的大体轮廓；提高分辨率的结果，使我们有可能分辨出它所包含的房屋、树木、湖泊等内容；进一步提高分辨率，使我们能分辨出树叶的形状。不同分辨率能够刻画出图像细节的不同结构。 人眼在可见光谱范围内的视觉灵敏度是不均匀的,它随波长的变化而变化。 色觉向度 光波具有三种可以量化的物理学向度，那就是波长波幅和纯度。所谓纯度是指同一束光所含
第一节人体对外界环境的感知教学设计 （第一课时） 青山中学刘辉 教学目标： 1、描述眼球的结构及各主要组成部分的功能。 2、概述视觉的形成过程。 3、说出近视的成因及预防的方法。 4、关注日常生活中眼的卫生保健。 教学重点： 1、眼球的结构 2、视觉的形成过程。 教学难点： 1、视觉的形成过程。 2、近视的成因及预防的方法。 课前准备：教师准备：眼球模型多媒体课件。学生准备：收集爱眼护眼的有关资料。 教学过程： 情景导入：多媒体播放一组优美的图片或视频，学生欣赏。师：“我们刚才看到的美景，都是通过什么看到的”？生答：“眼睛”。师：“眼睛是人类心灵的窗口。我们通过它来觉察世界万物，也可以通过它进行心灵的沟通。现在我们一起来学习
眼睛的结构”。 合作探究一：眼球的结构 1.观察课本P79人眼球结构示意图，了解眼球的基本结构及其功能。学生讨论，回答。 2.观察图4-47眼球的基本结构和功能，说一说眼球的晶状体、瞳孔和视网膜分别相当于照相机的什么结构？ 学生回答：晶状体——镜头；瞳孔——光圈；视网膜——胶卷（底片） 3.请同学们利用两分钟的时间熟悉眼球的结构，然后通过眼球图片，分析眼球的结构，并说出每一部分结构的功能。 学生熟悉眼球结构，教师出示眼球模型，学生解说。利用眼球模型，书中插图，分组合作学习了解眼球的个部分结构及功能。每组任选一题派两名选手参加竞赛。通过分组竞赛，加深对眼球结构和功能的了解。 教师强调：（板图）我们俗话说的白眼珠（白眼球）和黑眼珠（黑眼球）指的是哪两部分？（师生共同分析）白眼球——巩膜；黑眼球——虹膜。虹膜内所含色素不同就出现了蓝眼、褐眼等。 合作求解二：视觉的形成过程 1.请大家根据眼球的结构分析：视觉的形成：光线从外界进入眼球到达视网膜的途径是怎样的？
第6节眼和视觉教学设计 一、教学目标 1.知识与技能目标 ⑴.通过观察了解透镜及其分类，知道凸透镜和凹透镜对光线的作用 ⑵.知道主光轴、光心、焦点、焦距等概念 ⑶.学会画凸透镜和凹透镜特殊的光线及光路图。 2.过程与方法目标 ⑴.通过探讨凸透镜、凹透镜对光的作用，培养学生的观察能力和用实验研究问题的能力。 ⑵.通过分析和作图培养良好的作图习惯和推理能力 3.情感、态度、价值观目标 进一步体会凸/凹透镜结构与凸/凹透镜功能相适应的基本理念并激发学习兴趣 二、教学重点 凸/凹透镜的结构特点，凸/凹透镜特殊光线的要求 三、教学难点 凸/凹透镜特殊光线的要求 四、教学器材 凸/凹透镜一组、光具盘、光源、老花镜、近视镜、刻度尺 五、教学过程 （一）课前准备 作图：画出光线经过玻璃三棱镜玻璃砖的折射光线 （二）引入新课 【新闻】森林火灾之迷：一天，有几个“文明人”，他们带着吃的、喝的，来到一片美丽的森林游玩，傍晚时分，他们带着眷恋与满意，“轻装”回家了。第二天,太阳出来后不久,这片美丽的森林便被一场大火烧毁了. 【困惑】是什么原因引起火灾? 是由于一个装有大半瓶水的瓶子惹的祸,它“借着”阳光“点燃”了旁边的纸团-----引出透镜 （三）新课讲授 【想一想】1、生活中你遇到过、使用过透镜吗？
2、不同的透镜有哪些共同的特点呢？ 3、说说放大镜和近视眼镜片分别属于哪一类透镜？凸透镜和凹透镜有什么区别？ 学生讨论回答：1.放大镜、近视眼镜、老化眼镜、望远镜等 2.由透明材料（玻璃、塑料、水晶等）制成的两面都是球面、或一面是球面另一面是平面的透明体叫做透镜。例如：自制水滴是凸透镜 第三个问题由以下活动完成 【活动一】： 1.观察：透过放大镜、近视眼镜看书本上的文字； 摸一摸放大镜和近视眼镜片各处的厚薄。 看到的字变大还是变小透镜中间 厚还是薄 对光是会聚还是发散 放大镜 近视眼镜 【结论】一、透镜 1.透镜的种类 中间比边缘厚的透镜叫凸透镜； 中间比边缘薄的透镜叫凹透镜。 2.透镜的画法并讲解光心、主光轴的概念 【练一练】辨别下列透镜:凸透镜（）凹透镜（） 【活动二】不同透镜对光的作用 ◆用光源对着凸透镜照射，拿一张白纸在它的另一侧，来回移动凸透镜或者纸，直到纸上的光斑变得最小、最亮。 ◆换用凹透镜再做上面的实验，纸上还能得到最小、最亮的光斑吗？ 【结论】1.凸透镜对光线的作用 ◆凸透镜对光线起会聚作用，也叫会聚透镜。 介绍： 焦点：凸透镜能将平行光线会聚一点，这点叫做凸透镜的焦点。（有两个实焦点） 焦距：焦点到光心的距离用f表示。 ◆想一想：根据光路的可逆性从凸透镜焦点处发出的光线经凸透镜折射后
我们从外界获得的信息中，大多来自__________，其次来自________。 一、眼球的结构和视觉的形成 【 】 ：无色透明，富含神经末梢 【 】 ：白色坚韧，保护眼球 【 】 ：有色素，中央有 ，可调节进入眼球的光线。 睫状体：内有平滑肌，能调节晶状体的 【 】 ：内有丰富的血管和色素细胞，可遮光形成暗室 内膜：【 】 ：有感光细胞，能接受光的刺激，产生兴奋 【 】晶状体：无色透明，似 透镜，折光作用，有弹性， 可调节 【 】 ：位于晶状体后的透明胶状物。 2.若把眼睛比作照相机，镜头相当于________，光圈相当于________，胶卷相当与_________； 2．视觉的形成 视觉形成的过程是：外界物体反射来的光线，依次经过_________、__________、__________和__________，并经过__________等的_______，最终落在__________上，形成一个__________。__________上对光线敏感的细胞将图像信息通过视觉神经传给_______的一定区域，产生视觉。 3．近视的成因 眼球的前后径 或晶状体的 ，看远处物体时，物像落在视网膜的 ，这样的眼叫做近视眼，可配戴 镜来矫正。 4．下图是眼球的结构示意图。据图回答： (1)如果把眼睛比喻成心灵的窗户，那么， 图中【 】 就是窗户上那明亮的玻璃。 (2)眼球内能成像的部位是【 】 。成像过程中对 光线主要起折射作用的是 (填序号)。如果把人 的眼球比作一架照相机，那么装入的底片相当于图中的【 】 。 (3)刚走进电影院时几乎什么也看不见，片刻后才可看见周 围的人，这种变化是由于眼球中的【 】 变大了。 （4）通常说的“黑眼睛”“蓝眼睛”是因为色素在【 】 上。 （5）汽车从远处缓缓驶来，晶状体的变化是 ，其变化是由【 】 来调节的。而瞳孔的变化是 ，其变化由【 】 来调节。 (6)若长时间近距离看书写字，就容易造成假性近视，这时眼球中【4】的特点是 。以后如果仍不注意用眼卫生，成像就有可能如右图 所示，这种情况下要想看清楚远处的物体，就需 选 (填字母)种透镜加以纠正。 (7)有一失明患者，经检查眼球的结构完好无损，原因之一可能是图中【 】 发生了病变。 5、视觉形成过程中，形成图像和形成视觉的部位分别是( ) A ．视网膜、视网膜 B ．大脑皮层、大脑皮层 C ．视网膜、大脑皮层 D 大脑皮层、视网膜 6、人眼的“白眼球”和“黑眼球”实际上是指( )。 A ．虹膜和角膜 B ．角膜和巩膜 C ．角膜和虹膜 D ．巩膜和虹膜 7、不论较近或较远的物体，对于正常人来说，都能使物像落在视网膜上，这是因为（ ） 眼 球 眼 球 壁 内 容 物 外膜 中膜
第2节感受器和感觉器官 第1课时眼与视觉 一、教学目标 1.概述感觉和感觉器官的含义；描述眼球的结构以及各个主要组成部分的功能；说出视觉的形成过程及近视、远视的成因和矫正方法，知道近视眼的预防方法。 2.尝试观察瞳孔的大小变化情况，并做出解释；练习观察和测量的技巧。 3.体会眼睛对于认识世界的重要性，自觉培养用眼卫生习惯，保护视力、预防近视；同时关爱和帮助有视觉障碍的人。 二、设计思路 本节教学采用探究学习的教学策略，以猜物游戏引入主题，激发学生的学习兴趣；创设体验、表演、动手操作等系列活动，激发学生的参与热情，使学生在探究活动中自主获取知识，在做科学中提高生物科学素养和观察判断、实践创新等多种能力。同时，运用现代教育技术，创设教学情境，使抽象知识直观化，形象化、生动化，便于学生对知识的理解，为学生的自主学习提供更多更广的时间和空间，使学生真正成为学习的主人。 三、教学重点和难点 1.教学重点：眼球的结构与功能；视觉的形成与近视、远视的矫正原理。 2.教学难点：视觉的形成及近视的成因。 四、教学环节
教给学生观察事物的方法：由外向内，由前向后，由上向下。观察时注意结合书中的插图，并参考课本 P80方法步骤逐步完成。②指导学生阅读课本P82前五自然段，了解眼球各组成部分的功能。 ③播放眼球的结构和功能视频 ④反馈点拨对照眼球课件，检测学生自主探究效果，并引导学生归纳整理知识点。 （3）出示眼球、照相机结构示意图，引导学生比较、思考： 眼球和装有胶卷的照相机在结构上有哪些相似的地方？你知道照相机的成像原理是什么吗？ 2.视觉的形成 相机成像的原理和眼球成像的原理是一样的。那么眼球到底是怎样形成物像的？视觉又是如何形成的呢？（1）指导学生对照眼球的结构模型，思考光线进入眼球的路径。 提问：我们的视觉最终是在哪里形成的？在视网膜上吗？《还珠格格》中的紫薇是怎样失明的？说明了什么？ （2）引导学生观察动画课件，总结视觉的形成过程：外界物体反射来的光线→角膜→房水→瞳孔→晶状体→玻璃体→视网膜成像→视神经→视觉中枢，形成视觉。 （3）请学生哑剧表演：进出电影院 出示猫的瞳孔调节图片：猫能通过调节瞳孔的大小使组为单 位，观察 模型，拆 卸组装； 阅读课 本，讨论 交流，观 察思考， 理解眼球 的结构和 功能。 思考，得 出：瞳孔 相当于照 相机的光 圈，晶状 体相当于 照相机的 镜头，视 网膜相当 于胶卷。 观察、思 考、分 析，得出 光线进入 眼球的路 径，理解 视觉的形 察、阅读等 多种能力。 培养知识迁 移能力和发 散思维能 力。 将抽象知识 具体化、形 象化，突破 教学的第一 个难点。 走进生活， 亲身体验， 激发学生的 探究热情。 启发学生利 用所学知识 解释生活现 象，达到举 一反三，触 类旁通。 使学生认识 到保护视力 的重要性， 激发学习近 视成因的兴 趣，顺利突 破教学的第