《3.潜望镜与万花筒》教学设计-2026-2027学年科学五年级上册苏教版

该小学科学教学设计聚焦光的反射原理应用，通过潜艇水下观察情境导入，衔接前序光的反射知识，以假设绘制光路图、实验验证潜望镜原理、动手制作调试等为支架，引导学生理解潜望镜（两块45°平行镜两次反射）和万花筒（三面镜多次反射）的科学原理。 特色在于“原理探究-动手实践-规律归纳”深度融合，通过双镜夹角实验记录数据归纳成像规律培养科学思维，潜望镜制作中调试镜面角度提升探究实践能力，结合AI动画和视频激发态度责任。教师可利用评价表监测学习，助力学生深化原理认知与动手创新能力。

第3课时教学设计 课题 潜望镜与万花筒 课型 新授课☑ 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□ 1.教学内容分析 本课是苏教版小学科学五年级上册第一单元《光与色彩》的第 3 课，是光的反射原理的应用拓展课。教学围绕光的反射核心概念展开，分为三部分：一是通过假设、实验探究潜望镜工作原理，认识两块平行且呈 45° 放置的平面镜可通过两次反射实现隔物观察；二是指导学生利用纸盒、平面镜等材料制作简易潜望镜，在调试镜面角度的实践中巩固反射原理；三是探究万花筒的成像秘密，通过改变两面镜子的夹角，归纳 “夹角越小、成像数量越多” 的规律，进而理解三面镜围成三角形的万花筒通过多次反射形成对称多变图案的原理。本课将光学原理与技术制作结合，引导学生体会科学技术的生活应用价值。 2.学习者分析 五年级学生已在本单元前序学习中掌握光沿直线传播、光的反射等基础概念，具备初步的实验观察与动手操作能力，对制作类探究活动兴趣较高。但学生对光线两次反射的光路路径、镜面夹角与成像数量的逻辑关系的抽象理解存在一定难度，需要借助直观实验、动手制作和示意图绘制建立具象认知。同时学生动手操作水平存在差异，制作潜望镜时需要分步指导与个别帮扶。 3.学习目标确定 科学观念： （1）知道潜望镜依靠两块平行、45° 放置的平面镜，通过两次光的反射实现隔物观察；（2）理解两面平面镜夹角越小，反射成像数量越多； （3）知道万花筒利用三面镜子多次反射形成对称多变图案； （4）明白潜望镜、万花筒都是光的反射原理的生活科技应用。 科学思维： （1）能结合光的反射旧知，对潜望镜光路提出假设，通过实验与画图验证猜想； （2）能通过对比不同镜面夹角的成像数据，归纳成像数量变化规律； （3）能区分两次反射与多次循环反射，建立结构决定成像效果的逻辑认知。 探究实践： （1）能分组完成光路模拟实验，绘制潜望镜光线传播示意图； （2）能利用纸盒、平面镜独立制作简易潜望镜，通过调试镜面角度解决观察盲区； （3）能完成双镜夹角成像探究，课后自主设计、制作简易万花筒并记录图案变化。 态度责任： （1）感受光学原理转化为实用工具的价值，激发科学创作兴趣； （2）了解潜望镜在航海、军事领域的用途，体会科学技术服务生活与国防的意义。 4.学习重点难点 重点：理解潜望镜和万花筒的光的反射工作原理，掌握简易潜望镜的制作方法。 难点：理解潜望镜中光线两次反射的传播路径，归纳镜面夹角与成像数量的变化规律。 5.学习评价设计 评价内容 评价指标 表现程度 自评 互评 师评 ☆☆☆ ☆☆ ☆ 过程性评价 积极参与光路猜想、实验操作与潜望镜制作全过程，规范使用实验器材；能独立绘制潜望镜光路示意图，清晰呈现光线传播路径。 能 基本能 不能 成果性评价 能准确完成课堂练习，正确掌握潜望镜与万花筒的工作原理；能成功制作出可正常观察的简易潜望镜。 能 基本能 不能 表达性评价 能清晰归纳镜面夹角与成像数量的变化规律，条理清楚地解释万花筒图案多变的原因。 能 基本能 不能 学习收获 6.学习活动设计 教师活动 学生活动 环节一：情境导入 教师活动1 1. 通过图片创设潜艇水下航行的情境 提问：潜艇在水下航行时，是如何发现水面情况的？ 引发学生思考与猜想：观察员可以通过潜望镜看到水面上的情况。 2. 结合学生回答，引出潜望镜工具，揭示课题，明确本课探究主题。 学生活动1 1. 结合生活经验与已有知识思考问题，大胆表达自己的猜想与观点。 2. 明确本课学习内容与探究任务，进入学习状态。 活动意图说明：以航海真实应用创设问题情境，激发学生探究兴趣与好奇心，快速聚焦本课研究对象，激活已有知识经验。 环节二：探究潜望镜工作原理 教师活动2 1. 提出驱动问题：为什么可以通过潜望镜看到水面上的情况？ 引导学生结合光的反射旧知，绘制潜望镜光路假设示意图，表达自己的猜想： 潜望镜里面有两面镜子，光经过两次反射，把水面物体的光传到眼睛中。 2. 介绍实验材料：两块平面镜、小船模型 3. 讲解实验步骤： ①取两面平面镜，将两块镜子互相平行、斜着摆放，模拟潜望镜； ②把小船模型放在一侧，眼睛从另一侧观察。 4. 组织学生分组实验，巡视指导，引导学生反复调试平面镜的摆放角度，观察什么角度下能看到小船模型。 5. 组织学生汇报实验现象：当两面镜子平行倾斜 45° 摆放时，眼睛能够看到小船模型。 6. 共同梳理实验结论，明确潜望镜的光路工作原理：潜望镜利用光的反射，通过两块平行成 45° 的平面镜，使光线发生两次反射，从而看到水面上的物体。 7. 指导学生整体填写实验方案记录单。 学生活动2 1. 结合光的反射知识，独立绘制光路假设图，表达对潜望镜工作原理猜想。 2. 分组领取材料 3. 搭建实验装置，将两面平面镜平行斜放，不断调整倾斜角度，观察能否看到小船模型。 4. 小组内交流实验现象，总结出：两面镜子平行倾斜 45° 摆放时，眼睛能够看到小船模:的实验结果。 5. 参与全班汇报交流，共同归纳实验结论：潜望镜利用光的反射，通过两块平行成 45° 的平面镜，使光线发生两次反射，从而看到水面上的物体。 6. 完整填写实验方案记录，完善探究过程资料。 活动意图说明：引导学生经历提出假设、实验验证和归纳结论的完整探究过程，培养科学推理与实证意识，深化对光的反射规律的理解，提升科学思维能力。 环节三：制作简易潜望镜 教师活动3 1. 展示制作材料：硬纸盒、小平面镜、小刀、直尺、铅笔、胶带。 提示学生:还可以用其他材料制作潜望镜。 2. 分步讲解制作步骤与操作要点： （1）剪掉 ①在纸盒的顶面和底面对应位置，用铅笔画出两个大小一样的方形窗口。 ②用剪刀把画好的两个方形孔洞剪掉。上方窗口是进光口，下方窗口是观察口，光线从上方进入，从下方供眼睛观察。 （2）剪两个平行斜口 ①在纸盒盒身的两个侧面，用尺子定位，画出两道互相平行、倾斜 45°的斜切口。 ②用剪刀沿着画线剪开斜口，斜口大小刚好可以插入小镜子。 提示学生关键点：两个斜口必须互相平行，角度约 45°，斜口歪掉，镜子角度就会出错。 （3）镜面相对 ①将两块小镜子，分别从两个斜口插进纸盒内部。 ②镜面相对：上面镜子镜面斜向下，下面镜子镜面斜向上。 ③调整镜子，保证两块平面镜互相平行，镜片与盒壁保持 45° 夹角。 提示学生：用胶带把镜子和纸盒斜口位置牢牢粘牢，防止镜子晃动、角度偏移。 3. 强调刀具使用安全，巡视课堂，对斜口裁剪、镜面角度把控有困难的学生进行个别帮扶。 4. 指导学生测试潜望镜效果： ①手持潜望镜，眼睛对准下方观察口。 ②通过上方进光口观察高处物体。 ③如果看不清景物，轻轻微调镜子倾斜角度，直到画面清晰。 5. 提出拓展问题：你还可以设计出什么样的潜望镜？它能用在哪里？ 启发学生思考创新设计与应用场景。 学生活动3 1. 领取制作材料，对照要求清点工具，明确制作流程。 2. 按照步骤依次完成制作： ① 用直尺、铅笔定位，在纸盒上下位置画出方形窗口并裁剪，确定进光口与观察口； ② 在盒身侧面定位画出 45° 平行斜口，沿线条小心剪开； ③ 插入两块平面镜，调整镜面相对且互相平行，与盒壁成 45° 夹角，用胶带粘贴固定。 3. 测试潜望镜观察效果，对准观察口查看高处景物，若画面模糊，自主微调镜面倾斜角度，解决观察盲区问题。 4. 思考并交流潜望镜的创新设计（伸缩潜望镜、加长型潜望镜）与应用场景（潜艇水下观察、墙角观察、战壕观察等）。 活动意图说明：通过动手制作将抽象光学原理转化为实物工具，提升学生动手实践与问题解决能力，在调试改进中深化原理认知，体会科学技术的实用价值与创新空间。 环节四：探究万花筒的秘密 教师活动4 1. 出示万花筒，组织学生轮流观察，播放AI动画，引导学生描述万花筒中图案的特点。 追问：万花筒里藏着怎样的秘密？ 引导学生实验操作。 2. 提出问题 ：一面镜子照出 1 个影像，两面镜子可以照出多少个影像？ 引导学生说出自己的猜想。 3. 实验操作：竖立两面镜子，改变夹角，观察并记录镜子里物体影像的数量。 4. 引导学生对比不同夹角的成像数据，归纳规律：夹角越小，光反射的次数越多，成像就越多。 追问：你能看到无限长廊的效果吗？ 5. 把三面镜子围成三角形，能看到多少物体影像？ 引导学生观察三面镜子互相反射，反射次数变多，成像数量比两面镜子还要多。 告诉学生万花筒就是这个原理。 6. 让学生用三面镜子将彩色纸屑围起来，从上面观察彩屑在镜子里的影像。有什么发现？ 引导学生发现： ①出现大量重复、对称的彩色花纹。 ②纸屑位置稍有变动，反射出来的整套图案就跟着改变。 ③画面呈现一圈一圈对称花瓣式图案 7. 结合实验现象，引导学生解释万花筒图案千变万化的原因，总结万花筒的工作原理：三面镜子反复反射，复制出许许多多对称影像；转动筒体，物体位置变动，组合出来的图案就千变万化。 7. 播放《万花筒变出奇妙的花样》视频，激发学生继续探究的兴趣。 学生活动4 1. 观察万花筒，描述图案特点： ①一转图案就变，颜色特别好看。 ②图案两边是一样的，是对称的。 2. 说出自己的猜想。 3.小组合作开展双镜夹角实验：竖立两面平面镜，不断改变镜面夹角，观察并记录不同角度下物体影像的数量： 0度：无数个 30度角：11个 60度角：5个 90度角：3个 120度角：2个 150度角：1个 180度角：1个 4. 对比实验数据，总结规律：两面镜子夹角越小，光反射的次数越多，成像就越多。 5. 回答：考拉玩偶放在两面互相平行、面对面的平面镜中间，镜子里出现一排一个接一个、不断向远处延伸的考拉影像，越往后越暗淡。 5. 观察三面镜成像效果，发现三面镜子互相反射，成像数量比两面镜子更多。 6. 结合实验理解万花筒原理。 7.观看视频。 活动意图说明：通过对比实验归纳镜面夹角与成像数量的变化规律，从两面镜拓展到三面镜，培养学生归纳推理能力，深化对多次反射现象的认知，建立结构决定功能的逻辑。 7.板书设计 潜望镜与万花筒 潜望镜 两块平行镜子（45°）→光反射两次 用途：潜艇水下观察小船 万花筒 三面三角摆放镜子→光反复反射 规律：镜子夹角越小，图案越多 共同点：镜子让光改变行走方向 8.作业与拓展学习设计 课堂练习： 1. 选择题 （1）潜望镜主要利用光的（ ）现象工作。 A. 光沿直线传播 B. 光的反射 C. 光的折射 （2）万花筒内部有（ ）平面镜，围成三角形。 A.1 面 B.2 面 C.3 面 （3）两面镜子夹角（ ），镜子中成的影像数量越多。 A. 越小 B. 越大 C. 不变 （4）使用潜望镜观察物体，光线传播路径正确的是（ ） A. 物体→上面镜子反射→下面镜子反射→眼睛 B. 眼睛→镜子→物体 C. 物体直接飞到眼睛 2. 判断题 （1）潜望镜的两块平面镜需要互相平行。（ ） （2）万花筒转动时，是镜子本身发生变化，所以图案改变。（ ） （3）两面镜子平行相对摆放，可以产生无数个虚像。（ ） （4）万花筒美丽的图案，是镜子变出真实的彩色碎片。（ ） 【参考答案】 1. 选择题：（1）B （2）C （3）A （4）A 2. 判断题：（1）√ （2）× （3）√ （4）× 作业布置： 准备合适的材料，设计并制作一个万花筒，观察并记录转动筒体时的图案变化。 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页） 学科网（北京）股份有限公司 $