2.9 制作潜望镜（教学课件）【含AI动画】科学青岛版五年级上册（新教材）

该小学科学课件聚焦“制作潜望镜”核心内容，围绕光的两次反射原理及两块平行45°平面镜结构展开，通过西汉《淮南万毕术》记载与潜艇“深海之眼”实例导入，搭建观察样品、小组讨论等学习支架，帮助学生建立古代智慧到现代应用的知识脉络。 其亮点在于以探究实践和科学思维为核心，通过任务卡引导小组设计方案、绘制简图，规范制作步骤中强调45°角标记与镜片平行安装，结合检测改进任务培养问题解决能力。评价表与练习巩固科学观念，既提升学生动手合作与安全意识，也为教师提供完整教学流程与素养评价工具。

想要成功制作潜望镜，我们首先要研究它的结构。请各小组观察潜望镜模型，围绕三个问题进行讨论。 同学们，你们知道潜望镜是怎样看到物体的吗？今天就让我们一起来制作一个潜望镜吧。 方案设计完毕，接下来进入动手制作环节。 光路图我们弄明白了，接下来我们要自己设计制作方案，大家结合课本问题导引，小组讨论设计方案。 同学们已经制作完成，请利用潜望镜观察教室高处的物品，并交流改进思路。 小智问你个问题，你说潜望镜为什么能看到水面上的东西？这是因为。潜望镜是利用光的反射原理制作的。潜望镜是指从海面下伸出海面或从低洼坑道伸出地面，用以窥探海面或地面上活动的装置。潜望镜的构造与普通的望远镜大致相同，不一样的地方是增加了两个反射镜，高处物体的光经两次反射折向眼中，光在传播到不同物质时，在分界面上会改变传播的方向，看上去就像是被反弹了一样。潜望镜就是利用这个原理，将物体的光经过两次直角反射，是反射后的光与原来的光平行，这样我们就能在低处看到高处的物体。 9.制作潜望镜 五年级上册第二单元 青岛版 1 目录 1 明确问题 2 制定方案 3 实施方案 4 展示评价 5 回顾.练习 科学观念：1.知道潜望镜利用光的两次反射进行工作。2.认识潜望镜内部结构：两块相互平行、呈45°放置的平面镜。3.了解潜望镜在生活、军事中的应用，知晓古代潜望雏形记载。 科学思维：1.根据观察现象，推理光在潜望镜内部的传播路线。2.能根据需求设计潜望镜图纸，分析结构对错，思考改进方案。3.能够分析镜片角度对观察效果带来的影响。 探究实践：1.通过小组讨论，自主设计潜望镜制作方案，绘制设计简图。2.依据方案，合作完成潜望镜的制作，规范操作工具，注意安全。3.测试自制潜望镜，发现问题，尝试调整、改进作品。 态度责任：1.在小组合作中主动交流想法，乐于动手完成制作任务。2.形成规范操作工具、重视实验安全的意识。3.感受光学技术从古至今的发展，体会科学技术给人类带来便利。 核心素养 1.明确问题 学习任务 聚焦 “取大镜高悬，置水盆于其下，则见四邻矣。” —— 出自西汉《淮南万毕术》 古代的智慧 这是世界上关于潜望镜原理的最早记载之一。古人巧妙利用了光的反射原理，通过高悬的镜与地面的水盆形成两次镜面反射，让视线绕过障碍物，实现了隐蔽观察的效果。 聚焦 早在两千年前，古人就已将光学现象应用于生活，体现了中国古代科技的萌芽。利用平面镜改变光的传播方向，通过两次反射延长光路，是现代潜望镜的原始模型。 聚焦 深海之眼：潜艇的“千里眼” 在水下航行的潜艇无法直接观察海面，潜望镜便是它的核心视觉延伸。它让船员在隐蔽的深海环境中，安全地获取海面的船只动态、气象信息及敌情，是潜艇执行任务的“眼睛”。 聚焦 潜望镜是怎样看到物体的？我们一起制作潜望镜吧。 任务卡： 1.研究潜望镜的功能与结构。 2.选用合适的材料制作潜望镜。 2.制定方案 学习任务 任务一： 研究潜望镜的结构。 制定方案 任务一：研究潜望镜的结构。 制定方案 请各小组结合桌面上的潜望镜样品，通过观察、触摸和初步调试，围绕以下核心问题展开5分钟的小组讨论： 结构拆解：潜望镜主要由哪几个部分组成？外壳、镜片和支架分别起到什么作用？ 角度奥秘：镜筒内部的平面镜是如何摆放的？它与水平面或垂直面呈多少度角？ 假设验证：如果改变镜片的角度，还能清晰地看到物体吗？这说明了什么？ 任务一：研究潜望镜的结构。 制定方案 潜望镜的结构 镜筒：稳定的主体骨架 作为潜望镜的物理支撑，由坚固的材料制成，用于固定和保护内部的光学元件，同时保证光路的密闭性，减少外界光线干扰。 平面镜：核心光学部件 这是潜望镜成像的关键，通常两块镜片以45°角平行放置。光线经过两次镜面反射，将低处或被遮挡的物体影像传递到观察者眼中。 任务一：研究潜望镜的结构。 制定方案 潜望镜的结构 观察口：视觉交互窗口 分为“物镜口”和“目镜口”。物镜口负责接收外部光线，目镜口则是观察者的视窗，设计上确保了视野的清晰度与广度。 任务一：研究潜望镜的结构。 制定方案 潜望镜中光传播的路线 镜片需相互平行 两块平面镜的镜面必须保持完全平行的状态，这能确保光线在两次反射过程中路径稳定，避免成像发生偏移或变形，是潜望镜成像清晰、稳定的前提。 任务一：研究潜望镜的结构。 制定方案 潜望镜中光传播的路线 与镜筒呈45°夹角 每块镜子需与镜筒的内壁形成45°的固定夹角。这一角度设计能让入射光线经过两次反射后，传播方向恰好改变90°，从而实现视线从低处到高处的垂直转移，达成潜望的效果。 任务一：研究潜望镜的结构。 制定方案 光传播路线图 第一次反射：改变方向向下 来自高处物体的光线首先照射到上方的平面镜，发生第一次反射，光线方向由水平转为竖直向下传播。 第二次反射：水平进入人眼 向下传播的光线到达下方的平面镜，发生第二次反射，光线再次改变方向，水平射入观察者的眼睛，从而看到物体。 任务二： 设计方案 制定方案 制定方案 任务二：设计方案 问题导引： 1.潜望镜的镜筒可以设计成什么形状？ 2.选用什么材料制作？ 3.怎样确定镜片的角度？如何安装镜片？ 制定方案 任务二：设计方案 镜筒主体 推荐使用长纸盒或硬卡纸卷制。要求内壁平整、不透光，能为光路提供稳定的通道。 制定方案 任务二：设计方案 镜片 准备两块尺寸相同的小平面镜，镜面要干净、无划痕。它们是潜望镜实现光的反射和成像的核心。 制定方案 任务二：设计方案 课堂小贴士 制作镜筒时，建议选择内壁较暗的材料，或者用黑纸糊住内壁，这样能有效减少杂光干扰，让看到的图像更清晰哦！ 制定方案 任务二：设计方案 展示设计图 3.实施方案 学习任务 任务一： 制作潜望镜 实施方案 任务一：制作潜望镜 实施方案 第1步：准备一个长纸盒 首先准备一个硬质长纸盒，纸盒要挺直、不容易弯折，作为潜望镜的镜筒外壳，用来挡住外界多余光线，保证我们观察清晰。 任务一：制作潜望镜 实施方案 第2步：在纸盒两端各画一条与底部呈45°夹角的线，两线应平行 拿起直尺和铅笔，在纸盒其中一个侧面的上端、下端位置画线。这条斜线和纸盒底边夹角必须是45°。同时，纸盒两头的斜线方向、倾斜角度完全一致，保证两条线互相平行。 任务一：制作潜望镜 实施方案 第3步：在相对面上同样画两条平行线，与底端呈45°夹角 纸盒有正反两个相对的侧面，刚刚我们只画了一面，现在翻转纸盒，在它背面相对的位置，画出和正面一模一样、相互平行的45°斜线。 正面、背面两组斜线一一对应，后续才能平稳插入两面镜子。 任务一：制作潜望镜 实施方案 第4步：在四条线上，按照镜子的宽度做标记 拿出准备好的小平面镜，把镜子紧贴画好的斜线摆放，沿着镜子左右两边做好记号。标记的宽度和镜子宽度保持一致，防止缝隙开太大，镜子松动、歪斜。 任务一：制作潜望镜 实施方案 第5步：按标记划开纸盒，共划四条缝隙 安全提醒：小刀非常锋利，这一步不能独自操作！可以请老师协助切割，手指远离刀刃。 沿着我们做好的标记轻轻切开纸盒，得到4条缝隙，缝隙大小刚好能卡入镜片。缝隙不能过宽，不然镜子容易晃动倾斜。 任务一：制作潜望镜 实施方案 第6步：把两面镜子的镜面相对，分别插入开口 重点！分清镜面和镜子背面。反光的镜面朝向纸盒内部，两面镜子镜面相互对着。把镜子顺着缝隙平稳推进，卡进45°的斜槽中。 小组同学互相检查：两面镜子是不是保持平行、角度有没有歪掉？镜子倾斜角度出错，最后就看不到图像。 任务一：制作潜望镜 实施方案 第7步：在镜面前各开一个观察口 在上方镜子前方纸盒外壁开一个窗口，作为进光口，外面景物的光线可以照进盒子； 在下方镜子前方纸盒外壁开窗口，作为观察口，我们眼睛贴着这里观察。 注意窗口不要遮挡到镜面，开孔完成，潜望镜就制作完成啦！ 任务二： 检测改进潜望镜。 实施方案 任务二： 检测改进潜望镜。 实施方案 怎样改进，能看到不同高度物体？ 怎样看到更多方向物体？ 任务二： 检测改进潜望镜。 实施方案 怎样改进，能看到不同高度物体？ 可以加长镜筒，调整镜片位置观察高低不同物体。 任务二： 检测改进潜望镜。 实施方案 怎样看到更多方向物体？ 可以把镜筒做成可旋转结构，观察不同方向。 4.展示评价 学习任务 反思 作品展示 反思 通过观察潜望镜的内部结构，发现两面平面镜平行相对且镜面呈45°角倾斜。这一结构使高处物体反射的光线经两次反射后进入眼睛，从而实现从低处观察高处，从高处观察低处的功能。 回顾反思 评价 评价表 评价标准 评价情况 知道潜望镜的工作原理。 能对潜望镜进行初步的创意设计，并利用文字和实物表达自己的创意。 能制作潜望镜，并能对潜望镜进行改进和完善。 愿意尝试用多种方法设计制作潜望镜。 5.回顾.练习 学习任务 一、选择题。 练习 1. 潜望镜能够实现隐蔽观察的核心科学原理是（ ） A. 光沿直线传播 B. 光的反射 C. 光的折射 D. 光的色散 B 一、选择题。 练习 2. 标准简易潜望镜内部需要的平面镜数量是（ ） A. 1块 B. 2块 C. 3块 D. 4块 B 一、选择题。 练习 3. 制作潜望镜时，平面镜与镜筒最合适的夹角是（ ） A. 30° B. 45° C. 60° D. 90° B 二、判断题。 练习 1. 潜望镜是利用光的两次反射改变光路来观察物体。（ ） 2.制作潜望镜时，两块平面镜可以摆放成不同角度。（ ） 3.两块平面镜不平行，会导致潜望镜无法正常成像观察。（ ） 4.我国古代“高悬大镜、置水观邻”是潜望镜的最早雏形。（ ） 5.光在潜望镜内部只发生一次反射就能进入人眼。（ ） √ × √ √ × 三、综合题。 练习 1.如果制作潜望镜时，两块平面镜没有保持相互平行、角度不是45°，会出现什么现象？请说明理由。 现象：视野模糊、景物变形，甚至完全看不见物体。 理由：潜望镜需要依靠两块平行、45°摆放的镜片精准反射光线，角度错乱、不平行会导致光路偏移，光线无法顺利反射进入人眼，成像失败。 总结 制作潜望镜 1. 原理：光的两次反射 2. 结构：镜筒 + 两块平面镜 两块镜子相互平行，与镜筒呈 45° 3. 流程：设计图纸→制作加工→测试→改进 4. 应用：潜艇观测、古代简易观测装置 科学态度 合作学习 评价 感谢您的聆听 THANKS 教科版 50 $准备纸盒、塑料、平面镜、三角板、铅笔、剪刀等。我们先在纸盒上画线来确定镜子的位置。在纸盒两个长边距边缘约1厘米处各画一条直线，用直角三角板在纸盒两端距边缘约1厘米处各画一条斜线，在纸盒的对应面上重复画上对应的线，然后用剪刀将四条斜线剪开，可以先用小刀将其划开，再用剪刀将缝隙扩大。在镜子的反射面前的位置各开一个窗口，眼睛从小口观察，大口对准物体，将两面镜子插入纸盒的斜线开口，并保持镜子的反射面是相对的。让我们来试试效果。