《制作可调节的眼球成像模型提出保护眼健康的方法》跨学科实践主题学习单元教学设计

义务教育生物学与社会•跨学科实践主题学习单元教学设活动类型活动项目涉及学科内容说明【生命科学】人体通过眼等感觉器官获取外界信息，科学用眼能够保护眼的健康。【物理学】了解凸透镜对光的会聚作用和凹凸镜对光的发散作用。探究并了解凸透镜成像的规律。了解凸透镜成像的规律的应用。【工程技术】工程需要定义和界定。工程的关键是设计。工程是设计方案物化的结果。学习任务根据眼球的结构和成像原理，运用相关学科的知识和方法，选择适当的材料和工艺，制作眼球结构模型和成像模型。该模型的制作与操作过程需运用多个学科的概念：如生物学的结构与功能观，物理学的凸透镜成像的规律，工程技术中的模型设计、材料选择、搭建模型等。模型可用于演示正常眼的成像，展现近视眼、远视眼的成因以及矫正方法。调查班级学生的近视率，撰写调查报告，结合眼球结构和成像原理提出保护眼健康的方法。学习目标【科学观念】通过本主题的活动，形成结构与功能相适应的观点，理解光的运动规律，运用工程技术的相关原理，进一步理解“物质与能量、结构与功能、因果关系”等跨学科概念。【科学思维】通过并能正确评价物化成果的完成率，对整个主题实践活动进行反思，发展科学思维能力。【探究实践】遵循工程设计的基本原理和方法，。【态度责任】通过本主题的实践活动，形成乐于探索，严谨求实，理性质疑的科学态度；通过团体协作与表达交流，初步形成解决生产生活问题的责任担当和实践能力。课程实施规划（5课时）主题任务实践任务课时分配提出问题【任务1】复习生物学眼球的结构和成像原理，了解眼睛看远和看近的基本原理，了解近视和远视的成因。【任务2】复习物理学凸透镜成像的规律及其应用，再次熟悉探究凸透镜成像规律的装置，思考如何制作可调节的眼球成像模型？【任务3】复习科学方法——调查的基本步骤，思考如何对班级学生的近视率实施调查，并撰写调查报告，结合眼球结构和成像原理提出保护眼健康的方法。第1课时设计方案【任务4】依据探究凸透镜成像规律的装置，选择适当的材料，设计可调节的眼球成像模型，拟定制作方案。【任务5】依据调查的基本步骤，拟定调查班级学生近视率的方案，并结合眼球结构和成像原理初步提出保护眼健康的方法。【任务6】讨论和确定制作方案和调查方案，确定制作小组和调查小组，成员分工。第2课时实施方案【任务7】制作可调节的眼球成像模型，模型可用于演示正常眼的成像，展现近视眼、远视眼的成因以及矫正方法。【任务8】调查班级学生的近视率，撰写调查报告，结合眼球结构和成像原理提出保护眼健康的方法。第3-5课时（可课外实施）成果呈现【任务7】展示可调节的眼球成像模型，演示正常眼的成像原理，并展示近视眼、远视眼的成因以及矫正方法。【任务8】PPT演示班级学生的近视率的调查报告，以及保护眼健康的方法。第6课时分享交流【任务9】制作小组展示制作过程，调查小组展示调查过程，交流活动的感受，分享成功的喜悦。第7课时义务教育生物学与社会•跨学科实践主题学习课时教学设计第1课时学习任务【任务1】复习生物学眼球的结构和成像原理，了解眼睛看远和看近的基本原理，了解近视和远视的成因。【任务2】复习物理学凸透镜成像的规律及其应用，再次熟悉探究凸透镜成像规律的装置，思考如何制作可调节的眼球成像模型？【任务3】复习科学方法——调查的基本步骤，思考如何对班级学生的近视率实施调查，并撰写调查报告，结合眼球结构和成像原理提出保护眼健康的方法。学习目标【科学观念】通过复习生物学眼球的结构和成像原理，凸透镜成像的规律及其应用，形成结构与功能的生物观，能利用凸透镜成像的规律解释眼球成像、近视和远视的成因。【科学思维】能够基于眼球的结构和成像原理，凸透镜成像的规律及其应用，思考思考如何制作可调节的眼球成像模型。能运用调查的基本步骤，思考如何展开近视率的调查。【探究实践】初步利用凸透镜成像的规律和工程技术的相关知识思考如何制作可调节的眼球成像模型。初步运用调查的方法，思考如何展开近视率的调查。【态度责任】通过本课时的实践活动，加深对科学学习和实践初步的兴趣；通过近视率的调查，形成正确的健康理念。重点难点【重点】根据已有的知识，提出实践活动任务：制作可调节的眼球模型和班级近视率调查。【难点】根据已有的知识，提出和明确活动的主要任务：制作可调节的眼球成像模型和实施近视的调查。学情分析初中生已经学习了眼球的结构和成像原理，了解眼睛看远和看近的基本原理，了解了近视和远视的成因，学习了凸透镜成像的规律及其应用，熟悉调查的基本方法。学生具有一定的观察能力、动手实践能力和思维分析能力，具备利用各种知识解决问题的意识，乐于观察、提问，但学生借助生物、物理、工程技术等跨学科知识和相关材料，提出科学与工程技术问题的能力欠佳。教学过程实践任务实践意图学生活动教师组织学业要求【任务1】复习生物学眼球的结构和成像原理，了解眼睛看远和看近的基本原理，了解近视和远视的成因。复习生物学眼球的结构和成像原理，了解眼睛看远和看近的基本原理，了解近视和远视的成因。1.自主学习相关知识。2.表达交流。1.布置学习任务。2.组织学生表达交流。复习生物学眼球的结构和成像原理，了解眼睛看远和看近的基本原理，了解近视和远视的成因。【任务2】复习物理学凸透镜成像的规律及其应用，再次熟悉探究凸透镜成像规律的装置，思考如何制作可调节的眼球成像模型？复习物理学凸透镜成像的规律及其应用，再次熟悉探究凸透镜成像规律的装置，思考如何制作可调节的眼球成像模型？1.自主学习相关知识。2.思考如何制作可调节的眼球成像模型？3.表达交流。1.布置学习任务。2.引申思考问题。3.组织学生表达交流。通过知识的复习和巩固，思考如何制作可调节的眼球成像模型？【任务3】复习科学方法——调查的基本步骤，思考如何对班级学生的近视率实施调查，并撰写调查报告，结合眼球结构和成像原理提出保护眼健康的方法。复习科学方法——调查的基本步骤，思考如何对班级学生的近视率实施调查，并撰写调查报告，结合眼球结构和成像原理提出保护眼健康的方法。1.温习调查步骤和实施要领。2.思考如何调查班级近视率，并撰写调查报告，结合眼球结构和成像原理提出保护眼健康的方法。3.表达交流。1.引导温习调查的操作要领。2.引申思考问题。3.组织学生表达交流。通过调查方法的温习，思考如何进行班级近视率的调查，并撰写调查报告，结合眼球结构和成像原理提出保护眼健康的方法。义务教育生物学与社会•跨学科实践主题学习课时教学设计第2课时学习任务【任务4】依据探究凸透镜成像规律的装置，选择适当的材料，设计可调节的眼球成像模型，拟定制作方案。【任务5】依据调查的基本步骤，拟定调查班级学生近视率的方案，并结合眼球结构和成像原理初步提出保护眼健康的方法。【任务6】讨论和确定制作方案和调查方案，确定制作小组和调查小组，成员分工。学习目标【科学观念】在设计制作设计可调节的眼球成像模型的方案中，初步建立工程技术的相关观念。在制定调查班级学生近视率的方案的过程中，形成正确的健康观念。【科学思维】在设计制作设计可调节的眼球成像模型的方案的过程中，能分析、解释模型所涉及的各个要素及结构。在制定调查班级近视率的方案的过程中，能基于生物学所学知识，从多角度提出具有新颖性和合理性的观点。【探究实践】依据探究凸透镜成像规律的装置，选择适当的材料，设计可调节的眼球成像模型，拟定制作方案。依据调查的基本步骤，拟定调查班级学生近视率的方案，并结合眼球结构和成像原理初步提出保护眼健康的方法。【态度责任】通过制作方案的设计，初步理解科学与技术之间的关系；通过实践和调查，培养乐于与他人合作交流，善于利用小组合作的方式，共同解决科学问题的品质。重点难点【重点】设计制作可调节的眼球成像模型的方案；设计实施班级近视率调查的方案。【难点】设计制作可调节的眼球成像模型的方案；设计实施班级近视率调查的方案。学情分析在前面的一节课，同学们已经复习巩固了眼球的结构和成像原理，了解了眼睛看远和看近的基本原理，了解了近视和远视的成因，学习了凸透镜成像的规律及其应用，熟悉了调查的基本方法。而且学生对于科学探究的一般步骤已经基本掌握，对于设计方案这一步骤应该没有多大的问题。教学过程实践任务实践意图学生活动教师组织学业要求【任务4】依据探究凸透镜成像规律的装置，选择适当的材料，设计可调节的眼球成像模型，拟定制作方案。依据探究凸透镜成像规律的装置，选择适当的材料，设计可调节的眼球成像模型，拟定制作方案。1.设计制作方案：材料的选择、模型的构建、如何展示等。2.表达交流，分享方案。1.引导学生进行制作方案的设计。2.组织学生有效地展开表达交流。能熟练运用已学知识进行模型设计，并能表达交流。【任务5】依据调查的基本步骤，拟定点差班级学生近视率的方案，并结合眼球结构和成像原理初步提出保护眼健康的方法。依据调查的基本步骤，拟定点差班级学生近视率的方案，并结合眼球结构和成像原理初步提出保护眼健康的方法。1.设计调查方案：前期准备、调查方法、报告的撰写、保护视力的方案等。2.表达交流，分享方案。1.引导学生进行调查方案的设计。2.组织学生有效地展开表达交流。能熟练运用已学知识进行调查方案的设计，并能表达交流。【任务6】讨论和确定制作方案和调查方案，确定制作小组和调查小组，成员分工。讨论和确定制作方案和调查方案，确定制作小组和调查小组，成员分工。1.分组分工。2.梳理制作方案和调查方案。1.引导学生进行分组。2.引导学生梳理制作方案和调查方案。能运用团队的力量完成主题任务。义务教育生物学与社会•跨学科实践主题学习课时教学设计第3-5课时（可在课外执行）学习任务【任务7】制作可调节的眼球成像模型，模型可用于演示正常眼的成像，展现近视眼、远视眼的成因以及矫正方法。【任务8】调查班级学生的近视率，撰写调查报告，结合眼球结构和成像原理提出保护眼健康的方法。学习目标【科学观念】在制作可调节的眼球成像模型中，能利用所学知识解决科学问题，建立工程技术的相关观念。在调查班级学生近视率过程中，形成正确的健康观念。【科学思维】在制作可调节的眼球成像模型的过程中，能分析、解释模型所涉及的各个要素及结构，解释并模拟相关的科学现象和过程，阐明相关概念和原理。在调查班级近视率的过程中，能基于生物学所学知识，从多角度提出具有新颖性和合理性的观点。【探究实践】依据探究凸透镜成像规律的装置，选择适当的材料，制作可调节的眼球成像模型，并在实验中反复修改论证。依据制定的调查方案，对班级学生近视率实施调查，并结合眼球结构和成像原理初步提出保护眼健康的方法。【态度责任】通过制作模型和实施调查，理解结构与功能相适应、科学与技术之间的关系；培养乐于与他人合作交流，善于利用小组合作的方式，共同解决科学问题的品质。重点难点【重点】制作可调节的眼球成像模型，模型可用于演示正常眼的成像，展现近视眼、远视眼的成因以及矫正方法。调查班级学生的近视率，撰写调查报告，结合眼球结构和成像原理提出保护眼健康的方法。【难点】制作过程和调查过程的调控，形成资料的积累。学情分析通过前期对相关知识的复习巩固，制作模型方案的设计和调查方案的拟定，学生对于制作可调节的眼球成像模型和调查班级近视率有了初步的行动方案。但学生的实践能力还比较薄弱，工程技术方面如材料的选择、模型的构建等还需加强。因此，在活动中加强学生制作能力和调查实践能力，让学生初步掌握科学思维方法，具备一定的科学思维习惯和能力尤为重要。教学过程实践任务实践意图学生活动教师组织学业要求【任务7】制作可调节的眼球成像模型，模型可用于演示正常眼的成像，展现近视眼、远视眼的成因以及矫正方法。制作可调节的眼球成像模型，模型可用于演示正常眼的成像，展现近视眼、远视眼的成因以及矫正方法。1.阅读制作方案。2.执行制作方案，分组制作模型。1.提出制作要求：分工协作、按照方案执行、注意安全等。2.分组巡视指导。（课外指导）能熟练运用已学知识，依据制作方案进行模型制作，并对模型按照要求进行演示、矫正。【任务8】调查班级学生的近视率，撰写调查报告，结合眼球结构和成像原理提出保护眼健康的方法。调查班级学生的近视率，撰写调查报告，结合眼球结构和成像原理提出保护眼健康的方法。1.研读调查方案。2.执行调查方案，分组调查。3.撰写调查报告。1.提出调查要求：分工协作、按照方案执行、注意安全等。2.分组巡视指导。（课外指导）能熟练运用已学知识，依据调查方案实施调查，能撰写调查方案。义务教育生物学与社会•跨学科实践主题学习课时教学设计第6-7课时学习任务【任务7】展示可调节的眼球成像模型，演示正常眼的成像原理，并展示近视眼、远视眼的成因以及矫正方法。【任务8】PPT演示班级学生的近视率的调查报告，以及保护眼健康的方法。【任务9】制作小组展示制作过程，调查小组展示调查过程，交流活动的感受，分享成功的喜悦。学习目标【科学观念】通过物化成果的展示，知道利用已学知识解决问题的重要性。【科学思维】在物化成功的展示过程中，经历自评→展示→互评→优化调整等几个环节，学会理性思维，科学阐述自己的观点。【探究实践】展示可调节的眼球成像模型，演示正常眼的成像原理，并展示近视眼、远视眼的成因以及矫正方法。PPT演示班级学生的近视率的调查报告，以及保护眼健康的方法。【态度责任】通过自评→展示→互评→优化调整，学会科学分析，坚持正确的观点，初步形成质疑、创新的品格。重点难点【重点】展示可调节的眼球成像模型，演示正常眼的成像原理，并展示近视眼、远视眼的成因以及矫正方法。PPT演示班级学生的近视率的调查报告，以及保护眼健康的方法。【难点】自评→展示→互评→优化调整过程的组织。学情分析在本次跨学科实践中，通过模型制作和实地调查，同学们锻炼了自己的实践能力。由于时间限制，有些小组还来不及