视远近视的实验模拟定稿本科毕业设计Word文档下载推荐.docx
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首先将生物学与物理学相结合介绍了视力变差的原因。
其次，本着教育从青少年学生抓起的想法，深入与中学老师探讨，利用物理教材中《眼睛与光学仪器》内容，不仅把物理学知识传授给学生，而且利用相关的知识对中学生进行了健康教育。
关键字近视；
眼睛；
实验；
模拟；
矫正
AbstractBycomparisonwiththesituationabroad,astudyofmyopiasubstantialincreaseinthenumberofthisphenomenon.First,biologyandphysicscombinedthedeteriorationofeyesight.Secondly,inlinewiththeideaofeducationfromayoungstudentgrabbed,depthandsecondaryschoolteachers,physicstextbook"
eyesandopticalinstruments,notonlyphysicsknowledgetothestudents,andtheuseofrelevantknowledgeonthestudentshealtheducation.
Keywordsmyopia;
eyes;
experiment;
simulation;
correction
目录
1.前言5
2.近视和远视病理分析6
2.1眼睛的组成6
2.2什么叫近视和远视7
2.3眼睛成像原理7
2.4近视和远视的成因8
2.5近视的治疗与预防9
3.中国以及世界各国的近视情况分析9
3.1美国近视情况分析10
3.2德国近视情况分析10
3.3新加坡近视情况分析11
3.4日本近视情况分析11
3.5中国近视情况分析11
3.6总结11
4.进行近视眼的实验模拟12
4.1近视眼实验模拟方案一12
4.1.1概况与构想12
4.1.2实验模型与实验方法13
4.1.3总结14
4.2近视眼实验模拟方案二14
4.2.1概况与构想14
4.2.2实验模型与实验方法15
4.2.3总结16
4.3改造、自制模型，改进实验方法16
4.3.1设计思路16
4.3.2实验器材与制造方法17
4.3.3实验步骤19
4.3.4实验总结200
5.结论21
参考文献22
致谢23
1.前言
据我国卫生部和教育部前段时间进行的联合调查，目前我国青少年学生近视发生率超过60%，位居世界第一位，总体近视人数和青少年近视人数也均达世界第一[1]。
如何保护珍贵的视力，预防近视的发生，减少近视人数，特别是如何降低青少年学生的近视发病率已经成为我国教育部门和卫生部门不得不重视的课题。
恰逢粤教沪科版物理教材八年级上册有《眼睛与光学仪器》一节课内容，笔者认为作为物理老师的我们不仅仅只要求学生能记能画能答，达到应考要求，还应肩负起对青少年学生的健康教育任务。
我们应该因势利导花一点时间深入讲授这一节内容，并最好有合适的实验器材——即一个仿真程度高、能正确反映出人眼特征、近视时发生的变化而且操作简易的眼球仪进行演示实验，上一节充满乐趣而又让学生获益良多的物理课，讲授近视和远视的形成原因和其矫正的方法。
不但可以激发学生对学习物理、学习科学技术的热情，又能达到考试的要求，而且尤为重要的是可以帮助学生认识眼睛，促使学生养成良好的用眼习惯，对降低青少年近视发生有重要的作用。
鉴于本节课在中考中所占分值比例不高，因此本节课内容往往得不到老师们的重视。
传统教学往往都是采用这样的教学方法：
讲一讲眼睛的组成和构造，也许还说一说各部分的功能，看一看近视眼、远视眼与正常眼的光路图，记一记矫正近视眼和远视眼所采取的方法。
这种以讲授为主的传统教学方法，虽然可以用最少的课堂时间达到良好的应试目的，但是学生却没有对眼睛健康形成正确的认识，甚至没有留下深刻的印象，达不到对青少年学生眼睛健康教育的目的。
而且教学过程中还存在以下几个问题：
一、在真正的生活中人眼到底是怎样看清楚不同远近的景物？
二、近视和远视发生原因有几种？
眼睛分别发生了什么变化？
为什么近视不能看清楚远处的东西而远视无法看清近处的东西？
三、当时人们是怎么样想到用凹透镜来矫正近视眼和用凸透镜来矫正远视眼？
四、在人的视觉形成过程中，为什么在视网膜得到的是倒立缩小的像，而人的感觉却是正立放大的像?
这该如何用实验来模拟和证明？
为了加深学生对眼睛的认识、让学生首先对眼睛健康重视起来以及解决上诉四个笔者认为在本节课中尚未解决的问题，笔者采用的是采用教具进行实验演示模拟的教学方法代替一般的传统教学。
计划用时是一个课时，虽然要比以往的10到15分钟的教学时间要多，但让学生有更深刻的了解，促使学生形成良好用眼习惯。
在这样一节有三重目的的特殊课堂中，最重要的环节是眼睛成像演示实验。
要做好这个实验，前提是具有一个仿真程度高、能正确反映出人眼特征、近视时发生的变化、操作简易的眼球模型，其中又以晶状体模型最为关键，因为晶状体是眼球屈光系统最重要的组成部分，也是唯一具有调节能力的屈光间质[2]。
纵观国内不少具有创新精神的老师已经制造出一些其凸度可变，仿真程度非常高的晶状体模型。
配合这些“人造晶状体”，可以在课堂上有很好的演示效果，能反映出人的视觉形成、近视眼和远视眼的变化及其矫正。
但是在笔者查阅资料的过程中发现，老师们的这些眼球模型设计风格不一，有的设计简单但功能不能满足上课需要，有的设计精细巧妙却没有总结其使用方法。
因此，笔者在参考各前辈们的前提上，探讨该如何改进其人眼模型，总结其使用方法和步骤，如何能最好地上好这一节课，也可以给需要的老师们一个参考。
2.近视和远视病理分析
2.1眼睛的组成
一束光线射入眼睛到我们形成视觉，按先后顺序分别通过了角膜（Cornea）——具有十分敏感的神经末梢，当有外来异物接触时，眼睑便会不由自主地合上，起保护作用[3]；
瞳孔（pupil）——类似于照相机的光圈，可以根据外部光线强弱自动改变其大小，控制进光量[4]；
晶状体（lens）——是一个双面突起的透镜，可以对进入眼睛的光线进行弯曲，使光线焦点刚好处于视网膜处，人才能看到清晰的景物，是屈光系统中最重要的组成部分；
玻璃体（vitreousbody）——充满于整个眼球，位于晶状体和视网膜之间，具有固定视网膜和一定的屈光功能[5]；
视网膜（retina）——感光细胞所在的地方，当感受到光时，感光细胞可以将光信号转换成电信号传递给大脑[6]。
当然，人眼的组成是十分复杂的，其组成远远不止以上几个部分，对于一般的中学生，和本文做探究的实验只要求知道上述几个组成。
事实上它们也是人眼中最为重要的组成。
2.2什么叫近视和远视
一般来说正常的眼睛在调节静止状态下，距离超过5米以外的平行光线进入眼睛，通过角膜、晶状体、玻璃体（主要是晶状体）的屈光后，光线焦点可以正常地落在视网膜上面，这样人便能看到清晰的成像。
具有这一种屈光本领的眼睛我们称为正视眼（emmetropia）。
如果在没有其他仪器的帮助下，由于各种原因5米之外的平行光线无论如何都无法聚焦在视网膜上而焦点总处于视网膜前方，不能形成清晰的像，这种眼镜成为近视眼（myopia），简称近视[7]。
而因为原因的不同，常见的大概有轴性近视（axialmyopia）和屈光近视（refractivemyopia）两种，其中以轴性近视最为常见[8]。
反之，若光线无法聚焦在视网膜上而焦点总处于视网膜后方，这样的眼睛称为远视眼（hyperopia），同样远视可分为轴性远视（axialhyperopia）和屈光远视（refractivehyperopia）两种。
2.3眼睛成像原理
在我们日常生活中使用手机或者照相机的过程中就会发现，以前的照相机只适合拍远景而不适合拍近处的物体，因为没有自动对焦系统（AutoFocus），光线的焦点无法根据景物的距离自动落在感光元件（CCD）上，所以拍近处的物体会十分模糊。
事实上这就是一个“远视眼”。
而如今所有的照相机和大部分的手机摄像头基本上都有自动对焦系统，能根据景物远近自动调节时光线焦点准确落在感光元件上，从而使拍近景和远景都得心应手。
其实照相机对焦系统的发明就是模仿我们的眼睛。
我们知道一个正常视力的人无论看近处的物体还是远处的景物都能看得十分清晰，但是根据光学原理知道我们眼睛不可能同时让近物和远景发出的光线同时聚焦在视网膜上，那么人的眼睛是如何根据我们的需要做到的呢？
下面一起来分析。
根据光学知识可知，焦距和屈光度是互为倒数的关系。
若果我们5米为分界线，5米以外的物体叫做远景，那么5米焦距对应的屈光度便是1/5m=0.2D。
能看清楚5米处景物的眼睛便已经是正视眼。
假设如果我们看书、写字和玩电脑时距离是0.4m，那么这个时候0.4m焦距对应的屈光度是1/0.4m=2.5D，如果我们看书、写字和玩电脑时距离是0.2m，那么这个时候对应的屈光度是1/0.2m=5.0D，为了达到不同状态下所需要的不同屈光度，晶状体形状、凸度可以改变，眼球前后距离，即眼轴（axis）也将同时改变长度以便光线焦点落在视网膜上。
这样不同距离的光线焦点就可以准确地落在视网膜上，经过感光细胞的信号转换、大脑的图像处理，最后人们就看到了这个色彩斑斓的世界。
2.4近视和远视的成因
我们一般所说的近视以轴性近视最为常见，产生的原因很多，但除先天遗传因素外基本上都是与用眼习惯方法不当有关。
屈光系统健康正常的眼睛适合于长时间看5米以外的景物和短时间看近处的东西，比如说读书、写字、使用电脑等等。
如果用眼不当，长时间看近处的物体而不作休息看一下远景，处于发育期的青少年就极易因眼部疲劳而造成近视。
具体分析其原理，上文已经提到，当物体距离0.4m时对应屈光度是2.5D，为了达到这个屈光度晶状体必须变得凸起，眼球也必须同时拉长，也就是说眼睛暂时变成了2.5D-0.2D=2.3D，也就是230度近视眼。
若果物体仅距离0.2m，对应的屈光度是1/0.2m=5.0D，晶状体必须变得更加凸起，眼球也必须同时拉得更长更长，也就是说变成480度的“大近视”。
一般来说如果劳逸结合，眼轴长度、晶状体形状在变形之后还是可以恢复到原来形状的，但是如果连续看近物时间过长，眼球的调节就会变得疲劳，长时间的形变很可能就无法完全恢复，变成“终生形变”，也就是说变成真正的永久近视眼了。
还处于“身体可塑期”的青少年，因为身体各方面还没有完全定型，眼球的长时间形变更容易发展成为永久形变。
事实上大多数近视都是由于眼轴被拉长无法恢复导致的，这种近视就是前文所提及到的“轴性近视”，还有一部分是因为角膜、晶状体太凸，屈光能力太强无法恢复导致的，称为“屈光性近视”[9]。
这就是近视眼的成因。
反之，远视眼一般是先天性眼球长度太短，光线焦点落在视网膜后方，称为轴性远视。
又或者是角膜、晶状体凸度不够，屈光能力过弱，光线也无法聚焦在视网膜上，这种称为屈光性远视。
而老年人因为眼部调节能力过弱，不能自动控制晶状体的凸度也会产生屈光能力过弱的现象，这种屈光性远视就是我们常说的“老花”。
2.5近视的治疗与预防
由上文近视原理可知，远处平行光无法聚焦在视网膜上而是聚焦在视网膜前，所以我们就想办法使光线焦点落在视网膜上。
在不改动眼睛结构的基础上，最简单的办法是使远处过来的平行光变成稍微发散的光线，这样的话
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