Интегрированный урок
«Глаз как оптический прибор и зрение»
.
Цели урока:
Образовательная:
Добиться понимания учениками строения и устройства работы человеческого глаза, как физической оптической системы. Установить взаимосвязь между его строением и выполняемыми функциями. Показать применимость законов физики к анализу живых систем. Привить учащимся культуру бережного обращения с глазами.
Развивающая: развивать познавательный интерес, умение выделять главное, обобщать, логически излагать свои мысли, интегрировать и обобщать знания из различных областей знаний; ставить вопросы и находить ответы; научить детей заботиться о зрении.
Воспитательная: формировать умение работать в коллективе, адекватно оценивать свои знания, возможности, развивать чувство уважения и самоуважения.
План урока:
1. Введение: роль зрения в жизни человека.
2. Строение глаза.
3. Глаз как оптическая система.
4. Возможности зрения человека и животных.
5. Основные нарушения зрения: виды, причины, коррекция.
6. Закрепление изученного
7. Заключение.
Ход урока:
Введение: роль зрения в жизни человека.Объявляется тема урока. Почему очень важно изучать и знать эту тему?
Эксперимент с игрушкой.( Первый ученик с закрытыми глазами дает информацию об игрушке. Второй ученик с открытыми глазами делает то же самое)
Учитель биологии: (Слайд 2) Сколько у человека чувств? Зрение, слух, вкус, обоняние, осязание, чувство равновесия – «внешние» чувства. Есть ещё и такие, что «слушают» организм изнутри. Мозг каждый миг получает разнообразную информацию о состоянии костей в суставах, напряжении мышц, о химическом наполнении желудка и т. д. Но, 90% информации мы получаем с помощью наших глаз. Даже народная мудрость гласит: “ Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать”. Значит, мы должны знать, как устроен глаз, каковы его особенности и какие бывают дефекты зрения.
Учитель физики: (Слайд 3) Античный философ Гераклит Эфесский заметил, что «глаза – более точные свидетели, чем уши». 90% всей информации люди получают через глаза. Долгое время считалось, что глаза испускают особые лучи, и таким образом человек видит. Развеял этот миф знаменитый Абу Али ибн Сина. Великий врач первым пришел к выводу, что человеческий глаз всего лишь улавливает отраженные предметами лучи солнца или осветительных приборов. А немецкий ученый Герман Гельмгольц установил, что глаз подобен фотоаппарату: изображение на сетчатке получится перевёрнутым и уменьшенным.
2. Строение глаза.
Учитель биологии: (Слайд 4) Процесс восприятия света связан, прежде всего, с поглощением хотя бы некоторой части его энергии. Поэтому необходимым элементом глаза является пигмент: совершенно прозрачный глаз видеть не может. Самые элементарные органы зрения встречаются у самых низкоорганизованных животных и представляют собой простые пигментные пятнышки на поверхности тела, часто совершенно прозрачного.
Глаз – орган зрения высших животных в том числе и человека, является сложным оптическим прибором. Рассмотрим строение глаза человека.
Глаз или глазное яблоко имеет почти шарообразную форму. Снаружи глаз покрыт прочной белой оболочкой – склерой, которая защищает его от повреждений. Передняя часть склеры прозрачна для света и называется роговицей. За роговицей расположена прозрачная водянистая масса, а за ней – радужная оболочка. Она определяет цвет глаз. В радужной оболочке есть отверстие – зрачок. Диаметр зрачка может изменяться в темноте и сокращаться на свету. После зрачка свет проходит через хрусталик – прозрачное тело, напоминающую двояковыпуклую линзу. Хрусталик окружен мышцами, прикрепляющими его к склере. За хрусталиком расположено стекловидное тело, заполняющее всю остальную часть глаза. Задняя стенка склеры – сетчатка – состоит из разветвлений волокон зрительного нерва, чувствительных к свету.
3. Глаз как оптическая система.
Учитель физики: Органы зрения разнообразны. Они могут быть парными, множественными и одиночными, подвижными и неподвижными, маленькими и большими. Однако принципы работы самого глаза поразительно единообразны: всегда есть фокусирующий аппарат и аппарат светоизоляции. Совместно они обеспечивают направленность зрения, глаз становится ориентирующим органом. В любом глазу имеется устройство, подстраивающее чувствительность глаза к разным уровням освещенности.
Как же мы видим. Как мы видим отдаленные и приближенные объекты!?
Анимация «Как мы видим» (http://files. school-collection. edu. ru/dlrstore) (Слайд 5,6)
Анимация «Ход лучей в глазе» (http://files. school-collection. edu. ru/dlrstore)
Как возникают и воспринимаются глазом изображения различных предметовб) Световые лучи, попадая в глаз, преломляются в роговице, хрусталике и стекловидном теле (оптической системе глаза), и на сетчатке глаза появляется изображение. Сетчатка служит своего рода шарообразным экраном, на который проецируется окружающий мир.
Изображение предмета, возникающее на сетчатке глаза, является действительным, уменьшенным и перевернутым.
Почему же мы видим предметы такими, какие они есть на самом деле? Дело в том, что в сетчатке оптическая информация воспринимается светочувствительными нервными клетками и передается в мозг. Обрабатывая сигналы, мозг снова переворачивает изображение, так что мы все видим правильно.
Человек может рассматривать объекты, по-разному удаленные от него. Когда человек смотрит на дольние предметы, он не напрягает зрение, мышцы, удерживающие хрусталик, расслаблены, и изображение оказывается на сетчатке. Когда же человек переводит взгляд на приближенные к нему предметы, изображение должно сместиться за сетчатку. Чтобы изображение не было размытым, главные мышцы сжимают хрусталик, делая его более выпуклым. При этом его кривизна, а значит и оптическая сила, увеличиваются, и изображение опять оказывается на сетчатке.
Способность глаза приспосабливаться к видению как на близком, так и на более далеком расстоянии называется аккомодацией глаза ( от лат. “приспособление”). Аккомодация имеет предел. Если расположить предмет совсем близко, то мышцы не способны сжать хрусталик в должной степени. Нормальный глаз может длительно без особого напряжения рассматривать предметы, расположенные от него не ближе 25 см. Это расстояние называют расстоянием наилучшего зрения.
4. Возможности зрения человека и животных.
Учитель биологии: (Слайд 7,8 ) Наличие двух глаз позволяет сделать наше зрение стереоскопическим (или бинокулярным), то есть формировать трехмерное изображение. (Слайд 13). Правая сторона сетчатки каждого глаза передает через зрительный нерв “правую часть” изображения в правую сторону головного мозга, анологично действует левая сторона сетчатки. Затем две части изображения – правую и левую – головной мозг соединяет воедино.
Большинство же животных видят каждым глазом свою картину. Видимые ими предметы не отличаются рельефностью, к которой мы привыкли, но зато поле зрения гораздо обширнее. Каждый глаз человека видит в горизонтальном направлении примерно в пределах 120о, и оба угла зрения почти перекрывают друг друга.
Практическая работа №1. Определение бинокулярности зрения.
Цель: убедиться в стереоскопичности или бинокулярности зрения
Возьмите авторучку и держите её вертикально, посмотрите на панораму прямо за ней. Если вы сначала закроете один глаз, затем второй, то увидите, что ручка в любом случае закрывает какую-то область пространства. Но если посмотреть обоими глазами, то всё, что ранее было “спрятано”, теперь вполне обозримо.
е) В повседневной жизни мы не замечаем ещё одного странного свойства нашего зрения,– не видеть предметы, находящиеся сбоку глаз, хотя свет от них входит в глаз и достигает сетчатки. Следовательно, на сетчатке обоих глаз есть определённое место, на котором нет светочувствительных клеток. .Оно расположено в месте входа зрительного нерва в глазное яблоко, недалеко от жёлтого пятна. Его называют слепым пятном. Диаметр его 1,8 мм. Убедиться в его существовании можно с помощью простого теста.
Практическая работа №2 Определение слепого пятна.
Цель: определить слепое пятно в сетчатке.
На листе белой бумаги вы видите рисунок в виде черного кружка и крестика, расположенных на расстоянии 7 см друг от друга. Прикройте рукой правый глаз и поместите рисунок на расстоянии 15 см от глаз. Смотрите левым глазом на крестик и медленно приближайте и удаляйте рисунок до тех пор, пока черный кружок не будет виден. Теперь закройте левый глаз, правым смотрите на кружочек, приближая и удаляя листок пока не будет виден крестик.
Чем можно объяснить данное явление?
Тем, что изображение попало на слепое пятно, поэтому мы его не видим.
з) Иногда человеческий мозг не способен справиться с анализом изображения, получающегося на сетчатке глаза. В таких случаях возникают иллюзии зрения – наблюдаемый предмет нам кажется не таким, какой он есть. С давних пор люди не только поражаются обманам зрения и забавляются зрительными иллюзиями, но и сознательно используют их в своей практической деятельности. Уже тысячи лет зрительные иллюзии целенаправленно используются в архитектуре для создания определенных пространственных впечатлений, например, для кажущегося увеличения высоты и площади залов. Еще более эффективно зрительные иллюзии используются в изобразительном и цирковом искусстве. Зрительные иллюзии стали основой кинематографии и телевидения, учитываются в полиграфии и в военном деле. (слайд 9,10 )
5. Основные нарушения зрения: виды, причины, коррекция.
Учитель физики: У человека с хорошим (нормальным) зрением глаз в ненапряженном состоянии собирает параллельные лучи в точке, лежащей на сетчатке глаза.
Наиболее распространены два недостатка зрения – близорукость и дальнозоркость. Анимация « Глаз как оптическая система» (http://files. school-collection. edu. ru/dlrstore)
(Слайд 11 ). Близорукость – это недостаток зрения, при котором параллельные лучи после преломления в глазу собираются не на сетчатке, а ближе к хрусталику.
Близорукие люди не могут четко видеть удаленные предметы. Расстояние наилучшего зрения для близорукого глаза меньше 25 см. Близорукими называют людей, которые плохо видят удалённые объекты. Для того чтобы увидеть ясно и четко, они должны приблизиться к предмету или поднести его ближе к глазам. Когда близорукий смотрит на отдаленный предмет, он обычно прищуривает глаза, добиваясь этим уменьшения количества света, падающего на сетчатку,— тогда он может видеть несколько более четко. Отсюда произошло второе название близорукости – миопия, что означает в переводе с греческого языка прищуривание.
(Слайд 12). Дальнозоркость – это недостаток зрения, при котором параллельные лучи после преломления в глазу собираются не на сетчатке, а за ней.
Дальнозорким людям трудно сфокусировать взгляд на близких предметах. .Расстояние наилучшего зрения для дальнозоркого глаза больше 25 см.
Близорукость и дальнозоркость исправляют применением линз, очков.
Ребята давайте вспомним ход лучей в линзах. Один ученик делает на доске, другие в тетрадях.
При близорукости изображение удаленного предмета получают внутри глаза перед сетчаткой. Следовательно, на сетчатке вырисовывается уже не четкое изображение предмета, а расплывчатое световое пятно. Чтобы оно отодвинулось от хрусталика и переместилось на сетчатку, следует уменьшить оптическую силу преломляющей системы глаза. Для этого применяют рассеивающие (вогнутые) линзы.
При дальнозоркости изображение оказывается за сетчаткой. Оптическую силу системы дальнозоркого глаза надо увеличить. Для этого используют собирающие (выпуклые) линзы.
Анимация «Глаз как оптическая система» (http://files. school-collection. edu. ru/dlrstore)(7,8)
(Слайд 13,14 )
Учитель биологии: (Слайд 15,16 )
По данным Министерства здравоохранения РФ за последние 5 лет заболеваемость глазными болезнями в детском возрасте возросла в 1,5 раза. Столь печальная статистика объясняется тем, что в школьные годы орган зрения ребенка испытывает значительные перегрузки в условиях длительного чтения, работы за компьютером, просмотра телевизора. При этом, вы не всегда соблюдаете санитарные нормы внешнего освещения, правильного питания и правильной посадки.
Другими словами, количество факторов, которые могут неблагоприятно повлиять на детское зрение, очень велико.
При дальнозоркости, близорукости и многих других глазных заболеваниях регулярная тренировка глаз очень важна для сохранения и улучшения зрения, профилактики близорукости и других заболеваний глаз.
Сейчас, чтобы снять напряжение в глазах мы выполним Комплекс упражнений для улучшения зрения, который рекомендуется выполнять при длительном, чтении, работе на компьютере, просмотре телевизора:
Выступления учеников.
6. Закрепление изученного
Анимация «Глаз как оптическая система» (http://files. school-collection. edu. ru/dlrstore)
(Слайды 18-21)
Задания по биологии:
1. Из перечня (I-X) выберите соответствующие свойства каждой части глаза из перечня
(1-10).
Хрусталик. Сетчатка. Рецептор. Зрачок. Стекловидное тело. Зрительный нерв. Белочная оболочка и роговица. Радужная оболочка. Сосудистая оболочка. Зрительная зона коры мозга.Различает зрительные раздражения Проводит возбуждение в мозг Преломляет световые лучи Меняет свою форму (кривизну) Состоит из светочувствительных клеток колбочек и палочек Защитные оболочки глаза Отверстие в радужной оболочке Окрашенная часть сосудистой оболочки Питающий слой глазного яблока
(Ответ: 1-V, 2-VI, 3-I, 4-VIII, 5-IV, 6-III, 7-VII, 8-IX, 9-X, 10-II)
II. Самый массовый недостаток зрения человека – неясная видимость близких или удалённых предметов. Как возникают эти дефекты зрения и как их исправить?
(Ответ: Это близорукость и дальнозоркость. Возникают в результате нарушения работы мышц ресничного тела из-за нарушения гигиены зрения (чтение в транспорте, лёжа, низкий наклон над книгой, чтение при недостаточном освещении). Эти дефекты устраняются с помощью очков: для близоруких линзы очков – двояковогнутые, для дальнозорких – двояковыпуклые.)
III. При проверке зрения врачи капают в глаза атропин, что вызывает расширение зрачка. Зрачки расширяются так же в темноте, при испуге, от боли. Как вы полагаете, какие явления приводят к расширению зрачка в этих разных случаях?
(Ответ: эта реакция вызывается расслаблением круговой и радиальной мышцы зрачка под действием сигналов парасимпатической нервной системы или химических веществ)
IV. Какие заболевания глаза инфекционные?
Травма глаза. Близорукость. Трахома. Дальнозоркость. Слезотечение. Конъюктивит.(Ответ: 3, 6)
Проверка ответов на задания по биологии:
Задачи по физике: В каком случае хрусталик глаза делается более выпуклым: если мы смотрим на близкие или далёкие предметы?
(Ответ: когда мы смотрим вблизи)
Какие линзы (собирающие или рассеивающие) в очках для близорукого глаза?(Ответ: рассеивающие)
Вам дали очки. Как, не касаясь рукой линз очков, определить, для близоруких или для дальнозорких глаз они предназначены?(Ответ: Если линзы вогнутые – очки для близоруких, если выпуклые – для дальнозорких)
Какой оптический прибор по своему устройству наиболее похож на глаз человека?(Ответ: фотоаппарат)
Проверка ответов на задания по биологии:
7. Заключение.
Подведем итог нашего урока.
Вы согласитесь, что сегодняшний урок позволил вам понять, что глаз – орган нашего зрения – это серьезный оптический механизм, и как любой механизм он может, при неправильной эксплуатации давать сбои, но если какие то части в механизме поменять можно, то с органом зрения это будет сделать очень сложно, а иногда и невозможно. Можно надеяться, что теперь вы будете беречь свой орган зрения, пользоваться памятками – выполнять несложные упражнения и правила гигиены, ведь они настолько просты, но на сколько важны.
Оценки. Домашнее задание.
Күзләр Гөлфия Юнысова
Уйнап торган ялтыр төймә-
Энҗекәйнең күзләре.
Күрә алар өйне, тышны,
Якын, ерак җирләрне.
Күзләр яктылык сибә дә
Юлдан тигез атлата.
Караңгы төшкәч, йомылып,
Төш күрдереп йоклата.
Бу күзләрдән кайвакытта
Тозлы яшьләр агыла.
Елар өчен күп кирәкми:
Төрле сәбәп табыла.
Яшьләр түгел, якты шатлык-
Бу тормышның яме бит.
Күзләрнең дә матурлыгы-
Көлеп торган чагы бит.
