Урок-семинар по физике, 11-й класс. "Зрение. Дефекты зрения и их коррекция"

Цели урока:

Обучающие:

1. Обощить знания учащихся о строении глаза человека, функциях его отдельных систем.
2. Проанализировать роль оптической системы глаза в получении достоверной информации об окружающем мире.
3. Установить причины возникновения нарушений зрения и правила их профилактики.

Развивающие, воспитательные:

1. Продолжить формирование умения анализировать информацию, сравнивать, обобщать и систематизировать материал в виде таблиц и схем.
2. Продолжить развитие исследовательской культуры.
3. Продолжить развитие коммуникативной культуры.
4. Продолжить формирование здоровьесберегающего мировоззрения.

План урока:

1. Вступление: роль зрения в жизни человека.
2. Строение глаза, его оптические характеристики.
3. Построение изображения в глазе, характеристика изображения.
4. Возможности глаза человека
5. Нарушения зрения: виды, причины, коррекция.
6. Заключение.

1. Вступление. (В ходе урока используется презентация)

Приложение №1

Живое существо не имеет более верного и надежного помощника, чем глаз.

Видеть – значит различать окружающее во всех подробностях, значит различать опасность.

Другие органы чувств выполняют то же, но грубее и слабее. Наши слова “поживем – увидим” равносильны тому, что видимость – это достоверность. В этом смысле надо понимать изречение Анаксагора: “Зрение – есть явление невидимого”. Невидимый мир становится реальностью, явлением посредством зрения. Сегодня на уроке мы и будем вести речь о зрении человека, а также о нарушениях зрения и методах их коррекции. (Слайд 1,2,3)

2. Основная часть

Задачи идеального глаза ясны. От каждой точки предмета должно получиться свое, отдельное ощущение. Важна пространственная правильность передачи,мозг должен получить верные сведения о форме, размерах и расстоянии. Для того, чтобы выяснить как глаз человека справляется с этими задачами, давайте вспомним строение глаза и проанализируем его оптические характеристики.

Со строением глаза вы уже ранее знакомились и на уроках физики, и на уроках биологии, поэтому рассмотрим рисунок разреза глазного яблока и найдем соответствие между названиями основных частей глаза и цифрами, их обозначающими (Рисунок1).

Результаты запишем в таблицу. (Слайд 4)

“Слепое пятно”	Зрительный нерв
Зрачок	Сосудистая оболочка
Цилиарная связка	Стекловидное тело
Сетчатка	Роговица
Склера	Центральная ямка
Хрусталик	Радужная оболочка

Рисунок1

Проверим заполнение таблицы: (Слайд 5,6)

Таким образом, глаз представляет собой совокупность трех отделов; периферийный отдел включает оптическую и световоспринимающую системы.

Какие же из перечисленных нами элементов образуют оптическую систему глаза?

(-роговица + передняя глазная камера, -хрусталик + задняя глазная камера).

Давайте более подробно остановимся на строении и оптических характеристиках этих элементов и заполним таблицу:

Сообщение “Оптическая система глаза” (Слайд 7)

Приложение № 2

	Роговица + передняя камера	Хрусталик + задняя камера
Строение	Оболочка почти равной толщины, слегка утолщенная к периферии, граничащая с водянистой влагой	Прозрачное эластичное двояковыпуклое образование, ограниченное - водянистой влагой - стекловидным телом
Оптические характеристики	Сильная положительная линза D= 43,03 дптр	f = 69,908 мм D=19,11 дптр

Таким образом, в глазу несколько преломляющих поверхностей, форма каждой из них отличается от сферической, а центры их не лежат на одной прямой. Кроме того, глазу, как любой оптической системе присущ ряд аберраций.

Сообщение “Аберрации глаза”.

Приложение № 3

Однако для практических расчетов пригодна более простая модель глаза, так называемый редуцированный глаз.В нем только одна преломляющая поверхность – роговица.

Весь глаз наполнен однородной средой с одним показателем преломления. (Слайд 8)

3. Построение изображения в глазе.

Давайте, используя законы геометрической оптики, построим изображение в редуцированном глазе.

На доске: В

Дайте характеристику изображения предмета на сетчатке глаза:

- изображение уменьшенное

- перевернутое

- действительное

Практическая работа № 1

Тема исследования: “Наблюдение изображения тени на сетчатке глаза”

Цель исследования:

Доказать, что изображение предмета на сетчатке глаза является перевернутым.

Оборудование:

1. лист черной бумаги 4060 мм с отверстием 60 мм

2. лист черной бумаги треугольной формы со стороной 30 мм

Ход исследования:

1. Поднести к глазу на расстояние 5-7 см лист черной бумаги с малым отверстием и посмотрите через него на хорошо освещенный предмет (окно, лампа). Между отверстием в бумаге и глазом расположите листочек бумаги треугольной формы так, чтобы его острый угол был виден на фоне светлого кружка.

2. Перемешайте медленно листочек бумаги треугольной формы вверх, вниз, влево, вправо, и каждый раз следите за направлением движения его тени.

Анализ исследования:

1. Какое вы видели изображение тени от листочка бумаги, прямое или обратное

2. В какую сторону двигалось тень от листочка относительно направления его перемещения?

Вывод: Сделайте вывод о характеристиках изображения предмета на сетчатке глаза

Особенность глаза видеть перевернутое изображение исправляется с помощью обучения и тренировки, в которой участвуют не только зрительные, но и другие анализаторы. Среди них главную роль играют органы равновесия, мышечного и кожного чувства. В результате взаимодействия этих анализаторов возникают целостные образы внешних предметов и явлений.

Итак, мы обсудили получение изображения предмета на сетчатке глаза с точки зрения законов современной теории. Однако проблема зрительного восприятия уже в течение многих веков является предметом исследований ученых.

Сообщение “Развитие взглядов на теорию зрительного восприятия”. (Слайд 9-14)

Приложение № 4

4. Возможности глаза человека.

Но как же справляется со своими задачами глаз?

Например, как же человек воспринимает образ предмета в целом?

Давайте более подробно остановимся на этом вопросе.

Сообщение “Движение глаз и восприятие образа” (Слайд 15)

Приложение №5

Почему же глаз при рассматривании большого объекта не видит его в целом, а вынужден обегать все точки его видимой поверхности. Оказывается глаз видит в пределах определенного пространства, так называемого его поля зрения. Что же это за характеристика зрения? Сообщение “Поле зрения глаза человека” (Слайд 16)

Приложение № 6

Почему человек может видеть и близко, и далеко расположенные предметы?

Сообщение “Аккомодация” (Слайд 17,18)

Приложение № 7

Практическая работа № 2

Тема исследования: ““Аккомодация глаза”

Цель исследования:

1. Установить назначение аккомодации глаза.

2. Определить пределы аккомодации и расстояние наилучшего зрения.

Оборудование:

1. карандаш

2. книга

3. измерительная лента

Ход исследования

1. Расположить карандаш вертикально на расстоянии 15-20 см от глаза.

2. Смотреть одним глазом то на карандаш, то на какой-нибудь удаленный предмет.

Каким видится удаленный предмет при рассмотрении карандаша и наоборот?

3. Определить положение ближней точки аккомодации. Для этого медленно приближайте к глазу текст книги до тех пор, пока буквы перестанут быть ясно видимыми. Измерьте расстояние от глаза до книги.

4. Определить расстояние наилучшего зрения - расстояние, на котором при чтении глаз испытывает наименьшее напряжение.

5. Если ваше расстояние наилучшего зрения меньше 25 см, определите положение дальней точки.

Вывод:

1. Сделать вывод о способности глаза видеть четко предметы на различных расстояниях. Как достигается эта способность?

2. От чего зависят пределы аккомодации, расстояние наилучшего зрения ?

3. Запишите результаты измерений:

Эти результаты нам позднее потребуются для вычисления оптической силы глаза и очков.

Как же человек определяет объемные размеры предметов, расстояния между ними?

Сообщение “Стереоскопическое зрение”

Приложение № 8

Практическая работа № 3.

Тема исследования: “Исследование стереоскопического зрения”

Цель исследования: 1.Исследовать и объяснить бинокулярное (стереоскопическое) зрение.

Оборудование: 1. 2 карандаша

Ход исследования:

1. Расположить два карандаша вертикально против переносицы на расстоянии 25 см друг от друга.

2. Смотреть то одним глазом на карандаши, то другим. Как видны карандаши при наблюдении разными глазами? Почему? Как позволяет видеть предмет зрение двумя глазами?

3. Увеличьте расстояние между карандашами, проследите за боковым смещением карандашей. Как зависит боковое смещение от расстояния между карандашами?

4. Увеличьте максимально расстояние от глаза до карандашей. Что можно сказать о способности глаза судить о расстоянии между предметами, если они расположены очень далеко? Посмотрите обоими глазами на каждый карандаш поочередно. Что вы можете сказать об изображении карандаша, на котором не сведены оптические оси обоих глаз?

Вывод:

1. Сделать вывод о необходимости бинокулярного зрения.

5. Нарушение зрения и их коррекция.

Остается только восхищаться тем, что природа создала такую сложную и умеющую приспособиться к внешним условиям структуру как человеческий глаз.

Но, к сожалению, не всегда человек обладает хорошим зрением в силу разных причин.

Нарушений зрения очень много, встречаются и комбинации разных заболеваний.

Мы с вами поговорим о наиболее распространенных заболеваниях, причинах их возникновения, методах коррекции и мерах профилактики этих нарушений.

Анализируя состояние зрения учащихся класса было выявлено следующее процентное соотношении числа ребят без нарушений зрения и имеющих такие нарушения как спазм аккомодации, миопию, дальнозоркость и астигматизм.

Рисунок 2

Рисунок 3

Итак, давайте более подробно объясним в чем состоят различные нарушения зрения.

Основные выводы будем записывать в таблицу:

Сообщение “Близорукость и дальнозоркость” (Слайд 19)

Приложение № 9

Работа по рецепту очков:

Рисунок 4

D = -2,5 дптр Определить дальнюю точку глаза и расстояние наилучшего зрения.

Задачи:

1.если ваше расстояние наилучшего зрения 25 см, то рассчитайте на каком расстоянии вы бы читали книгу в очках с оптической силой - 3 дптр (используйте данные практической работы № 2).

2. если ваше расстояние наилучшего зрения меньше или больше 25 см - рассчитайте оптическую силу необходимых вам очков (используйте данные практической работы № 2).

Сообщение “Астигматизм” (Слайд 20)

Приложение № 10

Мы выяснили, что одним из методов коррекции зрения являются очки или контактные линзы. В чем,по-вашему состоят преимущества и недостатки их использования?

Приложение № 11

Но существует возможность не только скорректировать зрение, но и остановить его ухудшение,и даже существенно улучшить без операций. Это медикаментозные, физиотерапевтические, аппаратные методы лечения зрения. Причем, особо хочется обратить внимание на такое нарушение зрения как спазм аккомодации (имеют 24% детей в классе). Это нарушение не зря называют “ложной миопией”.Если вовремя начать лечение, то можно избежать наступления этого заболевания и вернуть зрение.

Давайте выясним каковы этапы разработки методов коррекции зрения.

Задача по научно-популярному тексту:

1… Одним из ведущих факторов развития близорукости является слаб ость аккомодации глаза, связанная с дисфункцией его аккомодационной мышцы. Поэтому в качестве главного направления по профилактике миопии рассматривается воздействие на глазную мышцу. По аналогии со спортивной медициной в офтальмологии явление спазма аккомодации требует специального лечения, направленного на проведение “физиологического массажа”.

Первым в исторической когорте данных методов являлись оптические тренировки, суть которых состояла в применении оптических стекол для “раскачки” аккомодации ( например, пациент смотрит на таблицу со стеклом +0,25 дптр, затем – 0,25 дптр, затем +0,5 дптр, затем – 0,5 дптр и т.д.) Но динамическое наблюдение за пациентами характерное отрицательное свойство данного метода ( до 3-х месяцев) период сохранения лечебного эффекта.

Вторым этапом явилось применение электростимуляции как наиболее адекватного стимула для массажа цилиарной мышцы глаза. При этом используется модулированный электрический ток.

В основе метода лежит восстановление работоспособности мышечных волокон вследствие активации процессов регенерации внутри мышечных клеток.

В 90-х годах был разработан метод трансконьюнктивальной электроофтальмостимуляции, при котором активный электрод накладывался непосредственно на коньюнктиву глазного яблока после предварительной его анестезии. Проведенные исследования показали достаточную стабильность лечебного эффекта. Но наложение линзы-электрода непосредственно на глаз приводило в ряде случаев к неблагоприятным изменениям со стороны роговицы.

Развитие лазерных технологий на рубеже веков позволило подойти к проблеме “физиологического массажа” цилиарной мышцы с оптимальных позиций.

Был разработан метод бесконтактного транссклерального облучения мышцы глаза инфракрасным лазером с использованием лазерного аппарата “ МАКДЭЛ-00.00.09”.Важными физическими характеристиками такого лазера является высокая спектральная плотность в узкой полосе частот, малая и управляемая расходимость пучка, возможность получения высокой мощности при фокусировке. Исследования показали, что в результате лазерной терапии улучшается гемодинамика, обменные процессы, снимается избыточное напряжение цилиарной мышцы.

Важно подчеркнуть факт“нечувствительности”пациента к воздействию, а также отсутствие побочных эффектов, что позволяет проводить стимуляцию практически в любом возрасте.

Вопросы:

1. Как вы понимаете термин “раскачка” аккомодации?

2. В чем заключается механизм электростимуляции глазной мышцы?

3. В чем недостатки оптических тренировок, электростимуляции?

4. В чем заключается механизм и преимущества воздействия на глазную мышцу при лазерной терапии?

5. Какое действие лежит в основе магнитотерапии, баротерапии, электрофореза?

В чем причины и каковы меры профилактики заболеваний органов зрения?

Приложение № 12

6. Давайте подведем итоги

Итак, глаз человека – результат длительного эволюционного процесса. Он обладает несколькими свойствами, не имеющими аналогов у других живых существ на Земле: это бинокулярное восприятие глубины и способность к дневному и ночному видению. В глазу нет ничего лишнего, все возможности, предусмотренные природой используются. Дублирование функций различных систем определяет надежность устройства, без чего невозможна его длительная и безотказная работа, участие в естественном отборе и развитие. Можно утверждать, что природа, создавшая столь совершенное устройство, намного превзошла конструкторские достижения самого человека. Берегите богатство, которым наградила вас природа! Берегите зрение!!!

Литература:

1. Касьянов В.А. Физика 11- М.: Дрофа,2003 г.
2. Пинский А.А. Физика 11 –М.: Просвещение, 1994 г.
3. Агаджанян Н.А. Ритм жизни и здоровье. - М.: Знание, 1975.
4. Бутырский Г.А. Экспериментальные задачи по физике 10-11 класс. - М.: Просвещение, 2000..
5. Булат В.А. Оптические явления в природе. - М.: Просвещение, 1974.
6. Ильченко В.Р. Перекрестки физики, химии, биологии. - М.: Просвещение, 1986.
7. Кац Ц.Б. Биофизика на уроках физики. - М.: Просвещение, 1988.