王晴 蔡才福2 童晉

(1. 南京外國語學(xué)校河西初級中學(xué),江蘇 南京 210000;2. 南京外國語學(xué)校,江蘇 南京 210000)

1 引言

學(xué)科的分化是學(xué)術(shù)研究深入和細(xì)化的必然結(jié)果，有效地促進(jìn)了科學(xué)的發(fā)展，但科學(xué)認(rèn)知的建構(gòu)與發(fā)展本來就沒有邊界。學(xué)科融通是指在承認(rèn)學(xué)科差異的基礎(chǔ)上打破學(xué)科邊界，促進(jìn)學(xué)科間相互滲透、交叉。從科學(xué)發(fā)展的歷史進(jìn)程來看，所有學(xué)科最初都是以混沌不分的形態(tài)包含于哲學(xué)范疇內(nèi)，學(xué)科融合、貫通既是學(xué)科發(fā)展的趨勢，也是實施創(chuàng)新性教學(xué)的重要途徑。因此在校本課程建設(shè)中，嘗試體現(xiàn)物理與其他學(xué)科融通思想的課程建設(shè)，對改進(jìn)課程內(nèi)容與實施方式，創(chuàng)設(shè)新型學(xué)習(xí)環(huán)境，挖掘?qū)W生潛能，提高學(xué)生核心素養(yǎng)，有著非常重要的意義。

2 問題的提出

生物七年級下冊有一節(jié)內(nèi)容是“人體感知信息”，學(xué)習(xí)人眼的基本結(jié)構(gòu)、視覺形成的過程以及近視眼的成因和矯正方法。物理八年級上冊中有一節(jié)內(nèi)容是“照相機(jī)與眼球 視力的矯正”，學(xué)習(xí)照相機(jī)的結(jié)構(gòu)與人眼的相似之處，并介紹近視眼和遠(yuǎn)視眼的形成以及視力的矯正。這兩節(jié)內(nèi)容有相通之處，都講了人眼的成像和視力矯正。但通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)：生物教師在講授視覺的形成以及近視眼的成因時，主要是選擇焦距不同的透鏡來模擬近視眼的成因，目的僅僅是加深學(xué)生的印象、方便記憶而已；對于近視眼的形成原因，他們常常不提及。八年級物理再講授相應(yīng)的內(nèi)容時，發(fā)現(xiàn)學(xué)生基本沒有前概念，而且大部分學(xué)生最后還是沒有理解近視眼的成因以及視力矯正的方法，只是單純地記住結(jié)論，隔段時間又忘了。

3 改進(jìn)措施

針對上述情況，我們學(xué)校的生物、物理、信息教師一起商討，決定將初中生物學(xué)科和物理學(xué)科等能夠相通的地方進(jìn)行融合交叉，讓學(xué)生對問題能有更加清晰的認(rèn)知。我們列了11個可以打通教學(xué)的點，人眼的教學(xué)就是其中之一。

我們首先在初一的勞技課上讓學(xué)生建立光線的模型，了解凸透鏡對光的會聚作用、焦距的概念以及凸透鏡成像規(guī)律。然后在生物課上給同學(xué)講人眼的結(jié)構(gòu)，晶狀體其實就是一個凸透鏡，而視網(wǎng)膜就相當(dāng)于光屏。人眼之所以能看見物體，就是利用凸透鏡成像的原理。關(guān)于近視眼的形成過程以及矯正方法的教學(xué)，我們對于教具的選擇也作了一些改進(jìn)。

近視眼的形成是一個動態(tài)的過程，直接選擇動物眼睛來做實驗，看不出晶狀體變化的過程。教師一般會選擇用兩個焦距不同的透鏡，顯示出成像位置的變化(如圖1)。

圖1

用兩個凸透鏡代替晶狀體的凸度(焦距)變化情況，需要做兩次實驗。但學(xué)生在初學(xué)這個內(nèi)容時很難一下子了解凸透鏡和光屏的作用。另外，學(xué)生只通過肉眼觀察，也看不出凸透鏡的焦距大小，只能按照教師的要求擺放透鏡，機(jī)械地執(zhí)行教師的指令。有部分小組的學(xué)生會跟不上教師的節(jié)奏，手足無措。為了讓這個過程清晰地呈現(xiàn)出來，有的教師選擇用水透鏡進(jìn)行實驗。但水透鏡的形狀不容易控制，顯示光路的效果還可以，成像效果不盡如人意。

我們選擇用牛眼睛中的晶狀體來進(jìn)行實驗，首先在網(wǎng)上購買新鮮的牛眼睛，然后準(zhǔn)備好工具進(jìn)行解剖。實驗所需要的工具都是很容易獲得的，有剪刀、鑷子、勺子等(如圖2)。首先用鑷子提起眼睛，然后用剪刀將睫狀肌和角膜剪開，剪大半圈后，掀開睫狀肌和角膜，然后用勺子取出晶狀體(如圖3)。

圖2

圖3

在取出時，晶狀體會連著很多玻璃體，不要急于去掉玻璃體，因為玻璃體可以很好地保護(hù)晶狀體，就像蛋清保護(hù)著蛋黃一樣。如果要遠(yuǎn)距離移動晶狀體，最好用小的廣口瓶，瓶子里事先裝入適量的水，將晶狀體連同玻璃體一起裝起來(如圖4)。瓶子里的水不僅起到了緩沖作用，還可以清洗晶狀體，增加晶狀體的透明度，使成像效果更好。

圖4

有了晶狀體以后，我們就可以很順利地展示眼睛的成像過程，實驗表明成像效果很好(如圖5)。如果用手直接拿晶狀體來做實驗，由于晶狀體周圍的玻璃體比較滑，不容易拿起來，一旦掉落，很容易將晶狀體摔壞。另外，有的學(xué)生由于各種原因，不愿意用手直接接觸晶狀體，所以我們還需要自己制作一個鉗子。取一塊硬紙板用圓規(guī)畫一個直徑1厘米的圓，然后仿照鉗子的模樣剪成兩片，在交叉處打孔，裝上螺絲釘，即可實現(xiàn)壓縮晶狀體的效果(如圖6)。如果用“F”光源做實驗，能看出像的左右和上下分別顛倒。

圖5

圖6

如果想實現(xiàn)拉伸晶狀體的效果，可以在鉗子的周圍涂上固體膠。在晶狀體和凸透鏡之間還可以用紙做一個類似于燈籠的“眼球”，這樣就可以模擬真性近視和假性近視，實驗過程清晰、現(xiàn)象明顯，學(xué)生印象深刻。

4 結(jié)語

不同學(xué)科課程的融合、貫通可以幫助學(xué)生更好地建構(gòu)知識體系，實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。教師要打破學(xué)科界限，認(rèn)真地去學(xué)習(xí)其他學(xué)科的知識，完成相關(guān)實驗，在邁出了第一步以后，后面的教學(xué)就會越來越順暢了。