融通初中多学科内容的教学实践研究——以“人眼”的教学为例

王晴 蔡才福2 童晋

(1. 南京外国语学校河西初级中学,江苏 南京 210000;2. 南京外国语学校,江苏 南京 210000)

1 引言

学科的分化是学术研究深入和细化的必然结果，有效地促进了科学的发展，但科学认知的建构与发展本来就没有边界。学科融通是指在承认学科差异的基础上打破学科边界，促进学科间相互渗透、交叉。从科学发展的历史进程来看，所有学科最初都是以混沌不分的形态包含于哲学范畴内，学科融合、贯通既是学科发展的趋势，也是实施创新性教学的重要途径。因此在校本课程建设中，尝试体现物理与其他学科融通思想的课程建设，对改进课程内容与实施方式，创设新型学习环境，挖掘学生潜能，提高学生核心素养，有着非常重要的意义。

2 问题的提出

生物七年级下册有一节内容是“人体感知信息”，学习人眼的基本结构、视觉形成的过程以及近视眼的成因和矫正方法。物理八年级上册中有一节内容是“照相机与眼球 视力的矫正”，学习照相机的结构与人眼的相似之处，并介绍近视眼和远视眼的形成以及视力的矫正。这两节内容有相通之处，都讲了人眼的成像和视力矫正。但通过调查发现：生物教师在讲授视觉的形成以及近视眼的成因时，主要是选择焦距不同的透镜来模拟近视眼的成因，目的仅仅是加深学生的印象、方便记忆而已；对于近视眼的形成原因，他们常常不提及。八年级物理再讲授相应的内容时，发现学生基本没有前概念，而且大部分学生最后还是没有理解近视眼的成因以及视力矫正的方法，只是单纯地记住结论，隔段时间又忘了。

3 改进措施

针对上述情况，我们学校的生物、物理、信息教师一起商讨，决定将初中生物学科和物理学科等能够相通的地方进行融合交叉，让学生对问题能有更加清晰的认知。我们列了11个可以打通教学的点，人眼的教学就是其中之一。

我们首先在初一的劳技课上让学生建立光线的模型，了解凸透镜对光的会聚作用、焦距的概念以及凸透镜成像规律。然后在生物课上给同学讲人眼的结构，晶状体其实就是一个凸透镜，而视网膜就相当于光屏。人眼之所以能看见物体，就是利用凸透镜成像的原理。关于近视眼的形成过程以及矫正方法的教学，我们对于教具的选择也作了一些改进。

近视眼的形成是一个动态的过程，直接选择动物眼睛来做实验，看不出晶状体变化的过程。教师一般会选择用两个焦距不同的透镜，显示出成像位置的变化(如图1)。

图1

用两个凸透镜代替晶状体的凸度(焦距)变化情况，需要做两次实验。但学生在初学这个内容时很难一下子了解凸透镜和光屏的作用。另外，学生只通过肉眼观察，也看不出凸透镜的焦距大小，只能按照教师的要求摆放透镜，机械地执行教师的指令。有部分小组的学生会跟不上教师的节奏，手足无措。为了让这个过程清晰地呈现出来，有的教师选择用水透镜进行实验。但水透镜的形状不容易控制，显示光路的效果还可以，成像效果不尽如人意。

我们选择用牛眼睛中的晶状体来进行实验，首先在网上购买新鲜的牛眼睛，然后准备好工具进行解剖。实验所需要的工具都是很容易获得的，有剪刀、镊子、勺子等(如图2)。首先用镊子提起眼睛，然后用剪刀将睫状肌和角膜剪开，剪大半圈后，掀开睫状肌和角膜，然后用勺子取出晶状体(如图3)。

图2

图3

在取出时，晶状体会连着很多玻璃体，不要急于去掉玻璃体，因为玻璃体可以很好地保护晶状体，就像蛋清保护着蛋黄一样。如果要远距离移动晶状体，最好用小的广口瓶，瓶子里事先装入适量的水，将晶状体连同玻璃体一起装起来(如图4)。瓶子里的水不仅起到了缓冲作用，还可以清洗晶状体，增加晶状体的透明度，使成像效果更好。

图4

有了晶状体以后，我们就可以很顺利地展示眼睛的成像过程，实验表明成像效果很好(如图5)。如果用手直接拿晶状体来做实验，由于晶状体周围的玻璃体比较滑，不容易拿起来，一旦掉落，很容易将晶状体摔坏。另外，有的学生由于各种原因，不愿意用手直接接触晶状体，所以我们还需要自己制作一个钳子。取一块硬纸板用圆规画一个直径1厘米的圆，然后仿照钳子的模样剪成两片，在交叉处打孔，装上螺丝钉，即可实现压缩晶状体的效果(如图6)。如果用“F”光源做实验，能看出像的左右和上下分别颠倒。

图5

图6

如果想实现拉伸晶状体的效果，可以在钳子的周围涂上固体胶。在晶状体和凸透镜之间还可以用纸做一个类似于灯笼的“眼球”，这样就可以模拟真性近视和假性近视，实验过程清晰、现象明显，学生印象深刻。

4 结语

不同学科课程的融合、贯通可以帮助学生更好地建构知识体系，实现深度学习。教师要打破学科界限，认真地去学习其他学科的知识，完成相关实验，在迈出了第一步以后，后面的教学就会越来越顺畅了。