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的光反射原理及两块45°角平面镜核心结构，通过“小宝观察水下小鱼”情境导入，衔接光的直线传播和反射知识，以古代智慧启示、实验探索镜片摆放、绘制设计图搭建学习支架。 特色在于融合完整工程设计流程与传统文化，借助《淮南万毕术》记载增强态度责任，Z形纸筒实验让学生探究确定平面镜角度培养科学思维与探究实践，设计图绘制提升工程能力。助力学生理解原理与方法，为教师提供清晰教学流程和材料支持。

《设计潜望镜》教学设计 【教材分析】 本课为《光》单元的第五课，主要涉及到的核心学科概念是“物质的运动与相互作用”和“技术、工程与社会”，对应课标学习内容要求“3.3.6知道光遇到物体会发生反射现象，光的传播方向会发生改变”和“12.2.3知道技术对提高生产效率或工作效率的影响，举例说明应用适当技术可以提高生产效率或工作效率，应用所学科学原理设计并制作出可以提高效率的作品”等。 学生在已经学习了光的直线传播和反射原理之后，本课要求他们综合运用所学知识，经历一个完整的工程设计过程：明确问题—设计方案—制作—测试—改进。教材从设想潜望镜的使用场景，例如帮助“小宝观察水下小鱼”这一具体任务出发，引导学生思考潜望镜的原理和结构，特别是两块平面镜的摆放方式。本课的重点在于“设计”，为下一课的制作与测试打下坚实基础。 【学情分析】 六年级学生已经具备了光的反射知识，对潜望镜也有耳闻，但对其内部结构和工作原理并不清楚。他们具备一定的设计和绘图能力，但将抽象的科学原理转化为具体的工程图纸，对他们来说是一个挑战。本课通过“探索镜片摆放方法”的活动，让学生先理解原理，再进行设计，降低了难度。同时，引入我国古代科技成就《淮南万毕术》的记载，能增强学生的民族自豪感和设计动力。 【教学目标】 科学观念： 理解潜望镜是利用光的反射原理制成的光学仪器，其核心结构是两块平行相对、并与镜筒成45°角放置的平面镜。 科学思维： 能够分析潜望镜的功能需求，推理出内部两块平面镜的最佳摆放方式；能够评估不同材料的优缺点，为特定功能选择合适的材料。 探究实践： 能够通过实验，探究并确定潜望镜中平面镜的最佳摆放方式；能够绘制出包含结构、材料、尺寸等信息的潜望镜设计图。 态度责任： 了解我国古代在光学领域的成就，增强民族自豪感；体验工程设计的严谨性和创造性，培养团队合作和解决问题的能力。 【教学重难点】 重点：理解潜望镜的工作原理，并能设计出潜望镜的结构图。 难点：确定两块平面镜的摆放位置和角度，并能用光路图清晰地表示出来。 【材料准备】 学生：两个小平面镜、一个“Z”形纸筒模型（或可折叠的卡纸）、记号笔、A4白纸、铅笔、直尺、量角器、彩笔等 教师：学生材料一份、课件、视频资源等 【教学流程图】 【教学过程】 1.聚焦环节 教师活动：展示PPT情境：“小宝来到池塘边，看到池水里有很多鱼。但是由于水面反光，无法看清楚鱼儿的活动。有什么办法可以帮助小宝观察鱼儿呢？”引出制作潜望镜的任务。 学生活动：观察情境，思考并提出解决方案。 设计意图：从一个真实、有趣的问题情境出发，激发学生的探究兴趣和解决问题的欲望，明确本课的学习任务。 2.探索环节 (1)古代智慧启示 教师活动：介绍汉代《淮南万毕术》中“取大镜高悬，置水盆于下，则见四邻矣”的记载，并解释其原理。提问：“这个古代装置和潜望镜有什么相似之处？” 学生活动：阅读资料，思考并讨论，认识到古人早已利用镜面组合来改变光路，实现观察。 （2）探索镜片摆放的方法 教师活动：提供“Z”形纸筒模型和两块平面镜，引导学生思考：“怎样在两个转角处摆放平面镜，才能从一端看到另一端的物体？” 学生活动：分组进行模拟实验，尝试不同角度摆放平面镜，观察效果。最终确定两块平面镜需要相对摆放，并与镜筒成45°角倾斜放置。 （3）画潜望镜设计图 教师活动：引导学生思考：“要制作一个潜望镜，我们需要哪些材料和工具？”“设计图上需要包含哪些信息？”（如：用途、结构图、材料清单、工具清单、尺寸标注等）。 学生活动：小组讨论，选择合适的材料和工具。然后在记录单上绘制潜望镜的设计图，用直线和箭头标出光的行进路线，并标注各部分的名称、大小和材质。 设计意图：设计潜望镜对于学生来说可能是一个不知从何下手的、较为复杂的任务。从古代智慧启示，到亲手探索镜片摆放的方法，再到画潜望镜设计图，将复杂的任务逐步拆解，搭建设计的脚手架，将探究成果转化为具体的工程设计方案，培养学生的工程思维和严谨的科学态度。 3.研讨环节 教师活动：组织各小组展示自己的设计图，并讲解设计思路和原理。引导其他小组进行提问和评价。 学生活动：展示并介绍自己的设计方案，倾听他人的意见，思考如何优化自己的设计。 设计意图：通过交流评价，让学生互相学习，发现自身设计的不足，为下一节课的制作和改进环节做好准备。 【板书设计（生成）】 【板书说明】 设计图展示栏中张贴展示学生的设计图，根据课堂情况生成。 学科网（北京）股份有限公司 $