2.5 第5课《设计潜望镜》（教学设计）-2026-2027学年科学教科版六年级上册

该小学科学教学设计聚焦潜望镜的光反射原理，通过两个45°平行平面镜实现两次反射改变光路。课堂导入展示火箭发射、潜艇观察等真实场景图片，承接前课《光的反射现象》知识，以“之”形通道探究活动搭建从原理到设计的学习支架。 特色在于工程设计全流程实践，学生自主探索“之”形通道中平面镜摆放角度，结合《淮南万毕术》渗透文化自信，小组合作绘制设计图并互评。体现科学思维与探究实践，提升学生空间想象与工程思维，为教师提供可操作的探究活动与评价工具。

小学科学教科版（2026版）六年级上册第二单元《光》 第5课《设计潜望镜》教学设计（2026新教材·六年级） 一、核心概念、内容与要求 核心概念：工程设计与物化——潜望镜是利用光的反射原理制成的光学仪器，通过两个平行放置的平面镜改变光的传播路径，使人能从低处看到高处或被遮挡的物体。工程设计需要根据任务需求确定方案、探索原理、绘制设计图、选择材料。 内容与要求： 1． 了解潜望镜在科学研究、国防建设和日常生活中的多种用途。 2． 通过探索平面镜的摆放方法，发现潜望镜中光的两次反射路径。 3． 确定平面镜的摆放位置和角度（45°），能用直线和箭头标出光的行进路线。 4． 根据使用场景，合理选择材料和工具，画出潜望镜设计图。 5． 完成“潜望镜设计记录单”。 二、教材分析 本课是《科学》六年级“光”单元的第5课时。教材在前一课《光的反射现象》学习了反射定律和平面镜成像的基础上，引导学生应用所学知识解决实际问题——设计潜望镜。教材以潜望镜在科研、国防、生活中的多种用途（观察火箭发射、放射性实验、潜艇、水下观察金鱼、检查下水道等）为情境，提出设计任务。探索环节先让学生观察潜望镜外形，仿做“之”形通道，探索平面镜的摆放位置和角度，明确需要两次反射使光“拐弯”。然后根据使用场景合理选择材料和工具，最后画出设计图并填写记录单。教材还引用了《淮南万毕术》中“大镜高悬，置水盆于下，则见四邻”的记载，体现了我国古代对反射原理的应用。本课强调工程设计的完整流程：明确任务→探索原理→方案设计→材料选择→绘制图纸。 三、学情分析 六年级学生已经掌握了光的反射定律和平面镜成像特点，知道光可以通过反射改变传播方向。他们对潜望镜可能有初步印象（如在科普读物或玩具中见过），但不清楚内部结构和工作原理。本课需要学生将抽象的反射定律转化为具体的工程设计，对空间想象能力有一定要求。教材中“探索平面镜摆放的方法”活动，让学生亲自动手调整镜子角度，能直观理解“光拐弯”的过程。学生在绘制设计图时可能忽略镜片的角度（45°）或光路方向，需要教师指导。小组合作设计能互相启发，提高方案的可行性。 四、教学目标（四维表格） 维度 教学目标（用可观测行为动词表述） 科学观念 1. 能说出潜望镜是利用光的反射原理工作的，通过两次反射改变光的传播路径。 2. 能解释潜望镜中光线的传播路径，标出光的行进路线。 科学思维 1. 能通过探索实验，确定平面镜的摆放位置和角度（45°）。 2. 能根据使用场景分析材料选择的合理性。 探究实践 1. 能仿照“之”形通道探索平面镜的摆放方法，找到使光拐弯的方案。 2. 能绘制潜望镜设计图，标注平面镜位置、角度和光路箭头。 3. 能完成“潜望镜设计记录单”（用途、材料、工具、设计图）。 态度责任 1. 在小组设计中积极思考、合作交流，尊重他人意见。 2. 通过了解我国古代对反射原理的应用，增强民族自豪感。 五、教学重点与难点 教学重点：通过探索实验确定平面镜的摆放位置和角度，画出光路图，完成潜望镜设计。 教学难点：理解潜望镜中光线经过两次反射后进入眼睛的过程，确保镜片角度准确（45°），并能在设计图中正确表示光的行进路线。 六、教学准备 教具：多媒体课件（含潜望镜各种用途图片、“之”形通道示意图、平面镜摆放动画）、教师自制的简易潜望镜模型1个 学具（每组）：“之”形通道模型（可用硬纸板折成直角通道，或直接用两个纸盒连接）、小平面镜2块、手电筒1支、白纸、直尺、量角器、铅笔、设计记录单 材料展示：制作材料样品（纸盒、塑料片、两个小平面镜、胶带、剪刀等），供学生设计时参考 教室布置：4人一组，桌面平整，便于搭建通道和摆放镜子。 七、教学过程 环节 时间 教师活动 学生活动 设计意图 情境导入 2分钟 展示潜望镜在火箭发射观测、放射性实验保护、潜艇观察、检查下水道等场景的图片。 提问：“这些场景中，人为什么要用潜望镜？潜望镜有什么作用？” 板书课题《设计潜望镜》。 观察图片，思考潜望镜的作用。 （从多种真实场景切入，激发设计动机。） 聚焦 1分钟 明确本课任务：设想一个潜望镜的使用场景，利用光的知识设计一个潜望镜。出示教材中的任务要求和条件（利用常见材料、常见工具、能清楚观察目标）。 明确设计任务。 （聚焦工程目标。） 探索 （活动一） 8分钟 指导探索平面镜的摆放方法。 ①出示“之”形通道模型（或让学生用纸板搭建一个直角拐弯的通道）。 ②提问：“光沿直线传播，怎样才能让光在这个通道中拐弯，从一端传到另一端？” ③让学生尝试在两个转角处摆放平面镜，用手电筒从一端照射，观察另一端是否有光射出。④引导学生调整镜子角度，找到最佳位置（45°）。 提示：从通道一端能看到另一端的物体，或手电筒光能从一端射入后从另一端射出。 分组操作“之”形通道，尝试摆放平面镜，用手电筒测试。记录镜子角度和光路。 （通过自主探索发现两次反射的规律。） 探索 （活动二） 8分钟 组织交流探索结果。请小组代表演示镜子摆放位置和角度，并用直线和箭头标出光的行进路线。 提问：“平面镜应该摆放成什么角度？为什么要这样放？”引导学生总结：两个镜面平行且与水平方向成45°角，光线经过两次反射后方向改变180°。 板书光路图。 汇报演示，标出光路。归纳摆放规律。 （总结规律，为设计图奠定基础。） 探索 （活动三） 8分钟 出示“潜望镜设计记录单”。指导学生根据使用场景设计潜望镜。 要求： ①先确定潜望镜的用途（如观察小金鱼、玩躲藏游戏、检查下水道等）； ②根据用途选择合适的材料和工具； ③画出设计图，标注平面镜的位置、角度和光路箭头。 巡视指导，提供范例。 小组讨论，确定用途，填写记录单，绘制设计图。 （将原理转化为个性化设计方案。） 研讨 6分钟 组织小组展示设计方案。请2-3个小组上台展示设计图，讲解用途、材料、光路。其他同学根据任务要求（能清楚观察、使用常见材料和工具）提出建议。教师点评，强调光路的正确性。介绍《淮南万毕术》的记载，说明我国古代已掌握镜面反射原理。 展示设计方案，互评互议。了解古代科技成就。 （通过交流优化设计，渗透科学史教育。） 拓展 4分钟 提问：“除了潜望镜，生活中还有哪些地方用到了多次反射？”（如万花筒、反射望远镜、某些医疗设备等）。鼓励学生课后查阅资料。提示下节课将制作潜望镜，提醒学生收集材料。 思考并回答。记录课后任务。 （拓展视野，为下节课制作做准备。） 课堂总结 1分钟 总结：潜望镜利用两次光的反射让光拐弯；两个平面镜平行且与水平方向成45°角；设计图要标注清楚光路和尺寸。 回顾本课收获。 （强化工程思维。） 布置作业 1分钟 必做作业： ①完善潜望镜设计图，标注清楚光路和尺寸。②收集制作材料（纸盒、两个小镜子、胶带、剪刀等），为下节课制作做准备。 选做作业：查阅资料，了解潜望镜在军事和生活中的更多用途，写一段介绍。 记录作业要求。 （为下节课制作做准备，延伸到课外。） 八、板书设计 2.5设计潜望镜 一、任务：设计能拐弯看到物体的装置 二、原理：光的反射（两次反射） 三、探索：平面镜摆放 两个平面镜平行放置、镜面与水平方向成45°角、反射面相对 四、光路 物体光线 → 上方镜面（反射）→ 下方镜面（反射）→ 眼睛 五、设计方案（记录单） 用途、材料、工具、设计图 六、拓展：古代智慧——《淮南万毕术》 九、教学反思 本课以工程设计为主线，通过“之”形通道的探索活动，让学生亲自动手找到平面镜的最佳角度，突破难点。学生在操作中不断调整镜子，发现45°角时手电筒光能顺利通过，印象深刻。设计图绘制环节，学生能根据使用场景（如观察金鱼、玩躲藏游戏）提出不同的尺寸要求，体现了任务驱动的设计思维。《淮南万毕术》的引入增强了文化自信。小组展示互评中，学生能指出“光路箭头方向不对”“镜子角度没标清楚”等问题，促进了设计图的完善。时间分配合理，探索活动充分。不足之处是部分小组在通道中摆放镜子时支架不稳，教师可提前准备简易支架。整体上，本课为下节课制作潜望镜做好了充分准备。 十、课堂巩固练习 （一）填空题 1、潜望镜是利用光的________原理工作的，通常使用________个平面镜。 参考答案： 反射；两 2、潜望镜中，两个平面镜应该________放置，且与水平方向成________角。 参考答案： 平行；45° 3、在潜望镜设计图中，应该用________标出光的传播路径。 参考答案： 箭头 4、我国汉代著作《________》中记载了利用镜面反射观察四周的方法。 参考答案： 淮南万毕术 （二）选择题 1、潜望镜中两个平面镜的反射面应该（ ） A. 背对背 B. 面对面（相对） C. 都朝上 D. 都朝下 参考答案： B 2、潜望镜的镜片与水平方向的角度通常是（ ） A. 0° B. 30° C. 45° D. 90° 参考答案： C 3、在设计潜望镜时，需要考虑的因素不包括（ ） A. 镜片角度 B. 光路方向 C. 镜片颜色 D. 外壳尺寸 参考答案： C （三）判断题（正确打“√”，错误打“×”） 1、潜望镜只需要一个平面镜就能工作。（ ） 参考答案： × 2、潜望镜中，光线经过两次反射后方向改变180°。（ ） 参考答案： √（从水平方向到相反的水平方向） 3、设计潜望镜时，镜筒越长观察效果越好。（ ） 参考答案： ×（过长会导致光线衰减，设计要合理） 4、我国古代已经掌握了利用镜面反射观察四周的方法。（ ） 参考答案： √ （四）课堂实验探究题 题目：在探索潜望镜原理时，小明用“之”形通道和两块平面镜做实验。他先将一块镜子放在通道的第一个拐角处，用手电筒从一端照射，发现光没有从另一端射出。他调整了镜子的角度，仍然不行。后来他放上第二块镜子，调整两块镜子的角度后，光终于从另一端射出了。 （1）为什么只放一块镜子时光不能从另一端射出？ （2）两块镜子的反射面应该怎样放置？与水平方向成多少度？ （3）如果小明将镜子角度调成30°，还能成功吗？为什么？ 参考答案： （1）因为光沿直线传播，只放一块镜子只能改变一次方向，无法使光在“之”形通道中完成两次拐弯到达另一端。 （2）两块镜子的反射面应该相对（面对面），且与水平方向成45°角。 （3）不能成功。因为30°角不能使光线从水平入射变成竖直向下再变成水平，只有45°角才能实现水平光线的90°转折，从而完成两次反射后方向与入射方向平行但高度偏移。 学科网（北京）股份有限公司 $