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摘 要 :本文结合教育学相关理论,巧妙利用摄像头模拟人眼设计出,名为“小小配镜师”的教学活动,是信息化技术参与教学的一个新尝试.
关 键 词 :摄像头；信息化教学；教学设计
一、实验设计背景与原理
在现代化的教学中,利用数码产品及数字化设备改善教学活动是信息化教学的一个重要手段.在物理“近视眼和远视眼”成像一节的教学中,教师通常只能通过展示眼睛构造模型及挂图讲解成像原理,而学生对于如何利用相应的透镜调节像在患病眼睛中的成像位置这一知识也只能做接受式的机械的学习.如何从生活走向物理,从物理走向社会是新课程标准的基本理念之一,在这个教学设计中,我尝试采用可变焦电脑摄像头模拟人眼的方法,演示人眼在患近视和远视情况下的成像特征,让学生运用所学的有关凹透镜和凸透镜的成像知识,体验为“患病的电子眼”配眼镜的乐趣,从而达到运用知识解决实际问题的学习效果,同时所展示的患病眼睛的模糊成像效果也能使学生体会到爱护眼睛的重要性,进而较好地实现了新课程理念下,知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的三维课程目标.另外,在这教学设计中,我还注重考虑教育心理学的一般原则,在学生已具备凸透镜和凹透镜成像特点这一学习准备的前提下,提取为学生所熟悉的配镜活动作为问题背景,并为学生设计了具有实质性意义的课余动手作业,对于培养学生的创新技能及提高他们学习物理的兴趣具有重要意义.
器材：多媒体投影仪 电脑 可调焦的摄像头 透镜盒（内装不同焦距的凹透镜和凸透镜）、视力表
二、教学活动设计
1. 复习关于凹透镜和凸透镜成像规律的知识.
为使学生能够较快投入新的学习,教师应该充分考虑学习准备性原则,增强学生原有的知识水平或心理发展水平对新的学习的适应性.本节教学内容是对透镜成像规律知识的扩展,因此进行相关因此进行相关的知识点回顾是必要的.
2、展示眼睛的构造图示（见图1）,并阐明本节课的教学内容---“近视眼和远视眼”,并弄清楚眼球的结构.
展示眼睛的构造图便于学生在接下来的“配镜师”这一角色扮演时,能够主动地利用所学知识参与探究.这实际上为教学提供了先行组织者,是对将要学习的主题的引导性表述,它为信息提供了一个框架,并把新信息与学生已有的信息联系起来
3、 由同学们讨论应该怎样来矫正近视眼,开展名称“小小配镜师”的实验教学活动.
⑴、让摄像头模拟人眼.各种器材对应的模拟替代物是： 镜头――晶状体 银幕――视网膜 凹透镜――近视眼镜片凸透镜――远视眼镜片
先将摄像头与电脑相连,打开【我的电脑】→双击摄像头图标启动摄像头,然后将成像窗口调整至合适大小,把摄像头对准我们事先准备的视力表并通过电脑和投影仪使成像显示于幕布.此时摄像头模拟的是正常人眼,在屏幕上显现的视力表是清晰的.（见图2）
为了与患病眼睛的成像效果形成对比,使学生体会到保护眼睛的重要,这里首先展示正常人眼所看到的清晰世界
⑵、 现在让电子眼模拟“患上近视眼”的：旋转摄像头镜头前部的焦距调节钮,调整摄像头的焦距（图3）,制造出模糊的成像,告诉学生这是一只患了近视的眼睛所看到的图像（图4）,同时让学生体会到保护眼睛的重要性.
⑶、提出问题：如何给这只眼睛佩戴合适的眼镜使它能看得清楚呢
启发思考:展示近视眼成像原理图（见图5）,假设这是一只患近视的眼睛,请利用已学知识思考应该佩戴何种透镜才能使成像正好落在患病眼睛的视网膜上.让学生来分析.
（由学生分析也近视眼应在前面加一块凹透镜来矫正它,见图6）
⑷、体验配镜活动：根据学生的分析结果从配镜盒中挑选出镜片,置于摄像头镜头前(见图7),从投影中观察成像的变化,并请学生思考产生这些变化的原因.
⑸、继续挑选或通过组合不同屈光度的凹透镜片,直至 获得最好的成像效果.（图2）
⑹、提供变式练习：朝相反方向旋转摄像头光圈,制造“模拟远视眼”――老爷爷的眼睛,请学生思考并完成“为老爷爷配眼镜”的任务.看他们是选择何种透镜来矫正老爷爷的眼睛的（即如何矫正远视眼）.
随着知识的渐趋稳定和巩固,教师设计的问题类型要有变化,可以通过设置与原先的学习情景不同甚至相反的问题供学生思考和完成,从而促进学生概念规则的纵向迁移.
4. 最后,总结本次课程的知识要点.
通过活动方式实现教学的最大难点是如何有效地实现预定教学目标和使教学活动趋于有序,此时教师对活动效果的及时总结至关重要.让学生在活动中获得的感性认识上升为理性认识便于知识的巩固和远迁移.
三、总结
这次我们设计的给“摄像头配眼镜”的实验教学活动中,用摄像头来模拟人眼,这与我们常说虚拟实验不同,它是用真实材料做成的模拟装置,比起其它的模拟手段来,仍然具有一定程度的真实性.因为它们显示的现象都是真实的,只不过用所示的现象来说明物理教学内容时需要作形象的类比,因而与单纯模拟具有不同的教育价值.就象这个实验,它能让学生真实的目睹和参与其过程,并获得第一手的感性的认识,从而更能加深对实验现象、结论的理解.