5《设计潜望镜》教学设计-2026-2027学年科学六年级上册教科版

该小学科学教学设计聚焦光的反射原理，引导学生设计潜望镜。通过呈现潜望镜应用场景图创设情境，揭示“光沿直线传播”与“观察遮挡物体”的矛盾，衔接前四课光的传播和反射知识，提供模拟材料与设计记录单作为学习支架。 此资料以“探索-设计-研讨”工程实践为主线，特色在于通过分组用模拟材料自主探索镜面45°平行摆放规律，体现探究实践；引导标注光路图分析原理，培养科学思维；引入《淮南万毕术》资料增强文化自信。助力学生建立工程设计意识，为教师提供结构化教学流程，衔接制作环节提升教学效率。

《设计潜望镜》教学设计 1、 教材分析 本课是教科版六年级上册第二单元《光》的第5课，是光学基础知识向工程实践转化的关键课时。在前4课中，学生已系统学习了“怎样能看到物体”“光是怎样传播的”“光能穿透物体吗”“光的反射现象”，掌握了光沿直线传播和反射的基本规律。本课的任务是引导学生运用光的反射原理，完成潜望镜的设计方案。教材从潜望镜的多种应用场景切入，引导学生探索平面镜的摆放方法，最终在图纸上完成潜望镜设计。本课承载着将“科学原理”转化为“工程设计”的桥梁作用，为第6课《制作潜望镜》的制作与优化奠定方案基础，体现了新课标“技术与工程”领域的育人价值。 2、 学情分析 六年级学生在前一课《光的反射现象》中已通过实验观察到光碰到镜面会改变传播方向，初步建立了反射的概念，并能用带箭头的直线画出简单光路图。然而，从“理解反射原理”到“运用原理设计一个能拐弯的装置”之间仍有较大跨度。学生普遍缺乏工程设计经验，对“如何将科学知识转化为设计方案”缺少方法指导。部分学生可能对“两面镜子怎样摆放才能让光拐弯”存在认知困难。教学中需要提供结构化的设计支架——从探索镜面摆放方法到标注光路图，引导学生逐步完成设计方案。 3、 学习目标 科学观念：知道潜望镜是利用光的反射原理制成的光学仪器；理解潜望镜内部的两块平面镜需要平行且与镜筒呈45°角放置，使光经过两次反射改变传播方向。 科学思维：能通过观察、推理分析潜望镜的光路传播路径，自主归纳潜望镜的结构特点；能运用“结构决定功能”的思维方式分析设计方案。 探究实践：能通过探索活动确定平面镜的摆放位置和角度；能用示意图和箭头标出潜望镜中光的行进路线；能根据使用场景合理选择材料和工具，完成潜望镜的设计方案。 态度责任：感受光学知识在生活和国防中的实用价值；体会科学技术对社会发展的推动作用；初步建立工程设计的系统思维和规划意识。 四、教学重难点 重点：理解潜望镜的工作原理——光经过两面平面镜的两次反射改变传播方向；完成潜望镜的设计方案（镜面位置、光路图、材料选择）。 难点：准确确定两面平面镜45°平行摆放的位置和角度；用示意图规范标注光的两次反射路径。 五、教学环节 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 一、聚焦：潜望镜能做什么？（5分钟） 1. 情境创设：出示教材中的四幅潜望镜应用场景图——“玩躲藏游戏时用它观察小伙伴”“潜水员用它观察水面上情况”“科研人员在地下室观察火箭发射”“技术人员检查下水道故障”。提问：“这些场景有什么共同点？人在哪里？想看的东西在哪里？” 2. 揭示矛盾：“人隐蔽在安全或方便的位置，想观察被遮挡的物体。光沿直线传播，无法绕过障碍物——怎么办？” 3. 引出工具：“有一种装置可以让光‘拐弯’，这就是潜望镜。”出示潜望镜外形图片。 4. 揭示课题：“今天我们要像工程师一样，运用光的反射知识，自己设计一个潜望镜。”板书课题“设计潜望镜”。 观察四幅场景图，发现共同特征——人在隐蔽位置观察被遮挡的物体；回顾“光沿直线传播”的特点，思考如何让光“拐弯”；观察潜望镜外形，明确本课的设计任务。 以真实应用场景激发兴趣，建立“科学知识服务生活”的认知；从“光沿直线传播”与“需要拐弯”的矛盾中引出潜望镜的价值。 二、探索 活动一：平面镜怎样摆放？——探索“之”形通道（10分钟） 1. 呈现任务：“潜望镜内部有一个‘之’形通道，光需要在通道中拐弯。观察潜望镜外形，想一想：在两个转角处应该怎样摆放平面镜？” 2. 提供探索支架：出示探索提示——“确定平面镜摆放位置和角度的方法： （1）从通道一端能看到另一端的物体；（2）手电筒的光能从通道一端射入后，从另一端顺利射出。” 3. 引导思考：“光沿直线传播，无法拐弯。利用平面镜，光可以反射，就可以实现拐弯。潜望镜需要拐几次弯？”引导学生明确——需要两次反射。 4. 模拟探索：提供简易模拟材料（纸盒弯道模型、两面小镜子、手电筒），让学生分组尝试：调整镜面角度，使光从通道一端进入、从另一端射出。 5. 关键追问：“你发现两面镜子应该怎样摆放？（平行）与通道壁成多少度角？（45°）” 观察潜望镜外形，思考内部镜面的可能位置；阅读探索提示，明确判断镜面位置是否正确的标准；小组合作：在模拟通道中尝试摆放两面镜子，使光能从一端传到另一端；记录镜面的摆放角度和位置；分享探索发现：两面镜子平行、与通道成45°角。 将抽象的“设计”变为可操作的探索活动；“判断标准”的提供降低了探索的盲目性；通过动手尝试而非直接告知，让学生自主发现45°平行摆放的规律。 活动二：画出潜望镜的设计图（10分钟） 1. 发布任务：“现在，请根据探索的发现，在记录单上完成你的潜望镜设计方案。”分发“潜望镜设计记录单”。 2. 指导填写：逐项引导学生完成—— （1）“潜望镜用途”：你设计的潜望镜用来做什么？（观察高处、绕过障碍物等） （2）“制作材料”：根据用途选择合适的材料（纸盒、牙膏盒、PVC管等）。 （3）“制作工具”：需要哪些工具（剪刀、胶带、尺子等）。 3. 核心任务：“在示意图中标出平面镜的摆放位置和角度，用直线和箭头标出光的行进路线。” 4. 巡视指导：关注学生是否准确标注了两面镜子的位置（一上一下）、角度（与通道成45°）和光路（两次反射）。 5. 关键追问：“光从哪个方向进入潜望镜？经过几次反射？从哪个方向射出？进入眼睛的光和原来物体的光方向有什么变化？” 领取“潜望镜设计记录单”；确定自己潜望镜的用途，据此选择材料和工具；在示意图中画出两面平面镜的位置（标注45°角）；用带箭头的直线标出光的传播路线——入射→第一次反射→第二次反射→射出；填写设计记录单的全部内容。 将探索中的发现转化为规范的设计图纸，培养工程设计的系统思维；用途→材料→结构→光路的填写顺序体现了“功能决定结构”的设计逻辑。 三、研讨深化：交流设计、理解原理（8分钟） 1. 小组交流：“在小组内展示你的设计图，互相看看：镜面位置对吗？角度标了吗？光路画得完整吗？” 2. 全班展示：请2-3位学生展示自己的设计方案，用语言描述光在潜望镜中的传播路径。 3. 问题一：“潜望镜为什么能让光‘拐弯’？它利用了什么原理？”引导学生明确——光的反射，而且是两次反射。 4. 问题二：“潜望镜中的两面镜子为什么要平行放置？为什么都要与通道成45°角？”引导学生理解——平行且45°才能让光从一端平行入射、从另一端平行射出。 5. 呈现资料：出示《淮南万毕术》记载——“取大镜高悬，置水盆于下，则见四邻矣。”引导学生了解：早在公元前2世纪，我国人民已经掌握了镜面反射的原理并加以利用。 6. 问题三：“不同用途的潜望镜，在材料和设计上可能有什么不同？”引导学生思考——水下用的要防水、野外用的要轻便等。 小组内互评设计方案，提出修改建议；全班展示设计方案，用语言描述光路；归纳潜望镜的工作原理——两次反射改变光路；分析45°平行放置的数学原理；阅读《淮南万毕术》资料，感受我国古代光学成就；讨论不同用途对设计的差异化要求。 互评环节培养批判性思维和接纳建议的能力；光路描述训练科学表达能力；古代文献的引入增强文化自信；不同用途的讨论体现“工程需因地制宜”的意识。 四、拓展延伸——从设计到制作（2分钟） 1. 总结：“今天我们像工程师一样，运用光的反射知识完成了潜望镜的设计方案。设计是工程的第一步，好的设计是成功制作的一半。” 2. 预告：“下节课我们将按照今天的设计方案，动手制作潜望镜。请大家课后准备好所需的材料和工具。” 3. 布置任务：课后完善设计方案，收集制作材料（纸盒、小镜子、胶带等），为下节课的制作做好准备。 回顾本课所学——潜望镜的原理与设计方案；明确课后任务：完善设计、准备材料。 将本课“设计”与下节课“制作”自然衔接，体现工程实践的完整流程；课后准备材料让下节课的制作更加高效。 学科网（北京）股份有限公司 $