2.5《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潜望镜利用两面平行45°平面镜的光反射改变光路这一核心知识点。通过潜艇潜望镜视频导入并结合简易潜望镜体验，衔接前四课光的反射规律，以L形通道模型探索角度、光路图绘制为学习支架，引导学生综合应用知识。 特色在于完整工程设计流程（需求-设计-制作-测试-改进），渗透《淮南万毕术》古代光学成就增强文化自信。通过模型建构（光路图转化实物操作）和探究实践（自主探索45°角）培养科学思维与动手能力，工程设计法与小组合作法提升学生工程素养，为教师提供可操作的实践教学方案。

课 题 2.5《设计潜望镜》 总第 课时 教材分析 本课是教科版六年级上册“光”单元的第5课（工程实践课）。在前四课学习光的直线传播、透光性、反射规律的基础上，本课引导学生综合运用光的反射知识，设计并制作潜望镜。教材编排探索平面镜摆放方法、画光路图、设计方案并制作三个环节，经历完整的工程设计流程，并渗透古代光学成就。 学情分析 学生已掌握光的反射规律，能用光路图表示，但缺乏将知识应用于工具设计的经验，对两面镜子的摆放角度（45°）需要自主探索。手工制作兴趣浓厚，但需引导“先设计再制作”。对“光路拐弯”的空间想象是难点。 教学目标 科学观念：理解潜望镜是利用光的反射（两面平行放置的平面镜）使光路改变方向，看到被遮挡物体的装置。 科学思维：能运用模型建构的思维方法，通过探索镜子摆放角度并画出光路图，将实物操作转化为抽象模型，理解“镜子平行45°→两次反射→光路改变”的工程原理；能运用工程思维，经历“需求→设计→制作→测试→改进”的完整流程，理解迭代优化是工程设计的核心。 探究实践：能探索平面镜的最佳摆放角度（45°），画出潜望镜光路图；能设计并制作简易潜望镜，完成测试与评价。 态度责任：感悟《淮南万毕术》中的古代光学成就，增强文化自信；培养合作、创新、精益求精的工匠精神。 教学重点与难点 重点：设计潜望镜，确定两面平面镜的摆放位置和角度（平行且与管道成45°）。 难点：正确画出光路图，理解两次反射后的最终方向。 教学方法 工程设计法、探究实验法、小组合作法、图示法 教学准备 教师：课件（潜望镜应用图片、古代“大镜高悬”示意图）；潜望镜成品演示；热熔胶枪、黑色卡纸内衬。 分组材料：卡纸或纸盒、小平面镜、剪刀、胶带、量角器、黑色卡纸内衬、记录单。 学生活动设计 聚焦：潜艇潜望镜视频→问“水下怎样看到水面”→体验简易潜望镜→揭题。 探索角度：L形通道模型→尝试摆放两面镜子→手电筒验证→发现45°最佳→记录结论。 光路图：出示潜望镜剖面图→画光路（物体→上镜面→下镜面→眼睛）→标注反射点→展示修正。 设计制作：选定用途→填设计单（用途/材料/设计图）→按图制作（镜面平行45°、内壁贴黑）→测试观察。 展示评价：展示作品→现场测试→互评建议→研讨“长度增加角度变吗”→总结。 作业：分层布置。 教 学 过 程 设计意图 一、聚焦导入——从实际应用切入（约3分钟） （一）激发工程兴趣 教师播放潜艇、科研人员使用潜望镜的视频，提问：“潜水艇在水下，怎样看到水面上的情况？” 学生猜测：用镜子反射。 教师展示简易潜望镜，让学生透过它观察被遮挡物体。 揭示课题：《设计潜望镜》。 二、探究活动一：探索平面镜的摆放方法（约10分钟） （一）自主探索最佳角度 教师出示“之”形通道模型（纸盒折成L形），提问：“怎样在转角处摆放平面镜，使光从一端射入、另一端射出？” 小组操作：尝试摆放两面镜子，用手电筒验证光是否通过。 调整与发现：直到光从一端射入、另一端射出——两面镜子平行，与通道壁成45°角。 记录结论：最佳角度约45°，镜子平行。 科学史渗透：介绍《淮南万毕术》“取大镜高悬，置水盆于下，则见四邻矣”——古代中国人已掌握镜面反射组合。 三、探究活动二：画光路图——模型建构（约6分钟） （一）将实物操作转化为抽象模型 教师出示潜望镜剖面图（倒置“之”字形，上下两个转角）。 布置任务：“光线从上方物体进入，经过两次反射，怎样进入眼睛？用箭头画出光路。” 学生独立画图，用直尺和箭头表示：物体→上镜面（反射）→下镜面（反射）→眼睛。 展示正确光路图，学生对照修正。 强调：每次反射遵循入射角≈反射角（镜面45°时，光垂直改变方向）。 四、探究活动三：设计方案并制作——工程实践（约12分钟） （一）经历完整工程流程 教师展示多种用途（观测小动物、检查下水道、躲藏游戏），小组选定一个场景。 填写设计记录单：用途、材料、工具、设计图（标注镜子位置和角度）。 按图制作： 剪切纸盒成L形或Z形管道 用热熔胶固定两面镜子（45°、平行） 内壁贴黑卡纸减少杂光干扰 测试：能否清晰看到目标物？若不清晰，调整镜面角度或加固。 五、展示与研讨——评价迭代（约6分钟） （一）展示互评，深化理解 小组展示作品：现场测试观察远处或遮挡物后物体，说明设计思路。 互评：哪些成像清晰？哪些需改进？（镜子固定不牢、通道漏光、角度不准） 研讨：“如果潜望镜长度增加（如两层楼高），镜子角度需要变化吗？”（不需要，仍保持平行45°） 总结：潜望镜是利用两次光的反射改变光路的装置，设计关键是镜子平行45°。 六、作业布置（约3分钟） 分层布置作业（见作业设计）。 从实际应用切入，激发工程兴趣。体现课标“从科技应用走向工程设计”。 1. 1. 通过自主试错找到最佳角度，培养探究能力。科学史增强文化自信。体现课标“能通过实验探索确定工程参数”。 1. 将实物操作转化为抽象模型，巩固反射规律应用。体现课标“能用模型表达光路设计”。 1. 经历设计→制作→测试的工程流程，培养工程实践能力。贴黑内壁减少杂光保证成功率。体现课标“能按设计方案进行制作并测试”。 通过展示互评培养批判性思维和迭代意识。体现课标“能根据测试结果进行评价和改进”。 作业设计： 基础作业：完善潜望镜，拍摄一张“透过潜望镜看到的画面”照片，写一句话说明光的反射次数。 实践作业：制作一个可伸缩或可改变方向的潜望镜，测试效果并画出光路图。 拓展作业（选做）：查阅现代潜望镜（潜艇/光纤）的发展，写150字介绍，与自制潜望镜比较优缺点。 板书设计： 2.5设计潜望镜 1、 原理 两次光的反射 → 改变光路 2、 镜子摆放要求 两面镜子平行 与管道壁成45°角 3、 光路图 物体 → 上镜面（反射）→ 下镜面（反射）→ 眼睛 4、 古代智慧 《淮南万毕术》：“大镜高悬，置水盆下” 5、 工程流程 需求 → 设计（画图/选材）→ 制作 → 测试 → 改进 课后反思： 优点：自主探索45°角印象深刻，光路图绘制巩固了反射规律，古代科技史渗透增强了文化自信。 不足：镜子固定不牢角度易偏移，纸盒内壁反光干扰成像，时间略紧未能充分互评。 改进：提前准备热熔胶枪辅助固定，提供黑卡纸内衬减少杂光，将制作分两课时完成（设计→制作→改进展示）。 学科网（北京）股份有限公司 $