2.5 设计潜望镜（教学课件）科学教科版六年级上册

该小学科学课件围绕潜望镜设计，核心知识点为光的反射原理（两次反射）及之字形通道与两块45°平行平面镜的结构。课堂导入通过潜艇观察、捉迷藏游戏等生活与国防实例引出问题，衔接光的直线传播和反射知识，搭建学习支架。 其亮点在于以科学思维和探究实践为核心，通过潜水员观察、下水道检修等多场景任务分析，引导学生推理光路、设计方案。采用小组讨论、光路验证法及生活材料制作，培养工程设计能力与合作精神。学生能提升动手与科学应用能力，教师可借助结构化流程与实例丰富教学。

5.设计潜望镜 教科版 六年级上册第二单元 目 录 聚焦.问题 01 分析.任务 02 设计.方案 03 回顾.练习 04 核心素养 科学观念：1.知道潜望镜是利用光的反射原理工作，两块平面镜可以让光两次反射，改变光的传播路线，实现隐蔽观察。2.了解潜望镜在国防、科研、生活中的多样用途，知道我国古代就已经利用镜面反射解决生活观察问题。 科学思维：1.能根据光沿直线传播、光的反射知识，推理潜望镜内部光的传播路径，分析平面镜摆放角度对观察效果的影响。2.能结合使用场景，开展工程设计，思考材料、结构、角度之间的关系，对设计方案进行分析、优化。 探究实践：1.通过小组讨论，确定潜望镜设计方案，自主选择材料工具，绘制设计图纸，完成潜望镜的设计。2.能在图纸中标出平面镜位置、角度，用箭头画出光的行进路线，完成设计记录单填写。 态度责任：1.感受工程技术可以改变生活，技术产品是根据人们实际需求设计出来的。 2.了解我国古代《淮南万毕术》记载的光学技术，增强民族自豪感。3.乐于小组合作，愿意倾听同伴想法，懂得工程设计需要不断修改完善。 聚焦.问题 聚焦 潜望镜在科学研究和国防建设上有很多用途。科研工作者可以用它在地下室里观察火箭的发射，在保护墙内观测有放射性危险的实验；潜艇在水下航行时，人们可以在潜艇里用它观察水面上的情况。生活中，我们可以用潜望镜做好多事情呢！ 聚焦 潜望镜最大的特点是什么？ 它能让我们躲在高墙、掩体等障碍物后方，利用光的反射原理，巧妙地绕过遮挡物，清晰地看到另一侧的物体，实现“隔墙观物”的神奇效果。 分析.任务 任务 任务挑战 设想一个具体的潜望镜使用场景（如观察障碍物后方、水底世界或进行趣味游戏），利用光的反射原理设计并制作一个简易潜望镜，使其能够清晰地观察到目标区域的情况。 任务 任务分析：使用场景（一） 潜水员的“水下之眼” 潜水员在水下作业时，利用潜望镜的光学反射原理，无需浮出水面即可清晰观察水面上的船只动向、环境变化及潜在风险。这不仅拓展了视野范围，更成为保障水下安全与任务隐蔽性的关键工具。 任务 任务分析：使用场景（二） 玩捉迷藏游戏 捉迷藏是孩子们喜爱的经典游戏，潜望镜能为这场游戏增添更多趣味与“战术”优势。它就像一个迷你侦察站，让你躲在墙角、门后或沙发背后时，不用探出头就能轻松观察到小伙伴的动向，既安全又充满乐趣。 任务 任务分析：使用场景（三） 观察小金鱼 用潜望镜的光学反射原理，我们可以轻松延伸视线，清晰观察鱼缸底部的细节。这种方式不仅能让我们近距离欣赏小金鱼进食、游动的自然姿态，还能避免因俯身观察而惊扰到水中的小鱼，让观察过程更加自然、安静。 任务 任务分析：使用场景（四） 检查下水道 在城市基础设施维护中，下水道检修环境恶劣且危险。利用潜望镜技术，技术人员无需下井，即可清晰观察管道内部状况，实现高效、安全的故障排查。 任务 任务分析：设计要求 利用生活常见材料 选取身边易得的材料，如硬纸板、塑料瓶、平面镜等，不仅成本低廉，还能培养资源利用的环保意识。 使用日常手工工具 借助剪刀、胶带、胶水等常用工具进行制作，在实践中锻炼动手能力与精细操作的技巧。 实现清晰观察效果 通过精准调整平面镜的角度与位置，优化光线反射路径，确保能清晰、稳定地观察到目标物体或现象。 任务 资料卡 任务 资料卡 镜水相映的智慧原理 古人巧妙利用“高悬之镜”与“盆底之水”构建了一套简易的光学系统。高处的镜面捕捉四周景象并将其反射，低处平静的水面则作为第二面平面镜，将影像再次反射至观察者眼中。这种“平面镜组合”的设计，正是现代潜望镜的雏形，利用光的反射定律打破了视线的空间局限。 设计.方案 设计 设计方案：探索平面镜摆放方法 潜望镜的核心在于利用平面镜改变光的传播方向。观察它的外形，我们会发现其内部是一个“之”字形的通道。今天，我们将通过动手实践，探索如何在通道的转角处摆放平面镜，才能让光线顺利通过并实现观察效果。 设计 设计方案：小组讨论 设计 方法一：视线贯通法 从通道一端观察，若能清晰看到另一端的物体，说明平面镜的角度与位置能让光线经反射后进入人眼，形成完整的视觉通路。 方法二：光路验证法 用手电筒从通道一端射入光线，若光能从另一端顺利射出，证明平面镜的反射角度精准，确保了光路的连续性与畅通性。 设计 设计方案：小组讨论 光的基本特性 光在同种均匀介质中沿直线传播，无法自行拐弯。这是我们探索光路设计的基础前提，也是解决问题的出发点。 平面镜的妙用 平面镜能改变光的传播方向，通过光的反射现象让光线“拐弯”。这是解决视线遮挡问题的关键思路。 潜望镜的原理 它是一种利用光的反射原理制作的光学装置，能让我们看到原本视线受阻的物体，实现视线的“延伸”和“转弯”。 思考与讨论 那么，想要通过潜望镜看到高处或远处的物体，光线在镜筒里究竟需要拐几次弯才能到达我们的眼睛呢？ 设计 设计方案：标出平面镜位置和角度 实施步骤 结合探索过程中观察到的现象，在设计图中精准标注出平面镜的摆放位置与倾斜角度，并简要说明如此摆放的科学依据。 重点要求：使用带箭头的直线清晰描绘光的行进路线，包括光线的入射、反射以及最终进入人眼的完整路径，直观展现潜望镜的光学原理。 设计 设计方案：选择材料和工具 结构主体 选用硬卡纸、塑料板或PVC管作为框架，确保镜身稳固，能支撑镜片的安装与观察角度，是潜望镜的“骨架”。 光学镜片 选用平整、无划痕的平面镜保证成像清晰。若追求便携安全，可用亚克力镜片替代玻璃镜。 制作工具 准备剪刀、直尺、胶水或胶带等工具，用于精准裁剪、测量和固定，确保制作过程顺利高效。 设计 设计方案：讨论并确定方案 设计图核心要素 在图纸上清晰标注以下信息，确保制作零误差： 1.各零部件的名称与数量清单； 2.零件的具体尺寸大小（长、宽、高）； 3.制作所需的材料材质（如平面镜、硬纸板、胶带等）。 回顾.练习 练习 1.潜望镜主要是利用光的哪种现象实现隐蔽观察（ ） A.光沿直线传播 B.光的色散 C.光的折射 D.光的反射 D 练习 2.潜望镜内部两块平面镜摆放角度，应该和管道管壁成多少度（ ） A.45° B.30° C.60° D.90° A 练习 3.潜望镜中光一共发生几次反射（ ） A.1次 B.2次 C.3次 D.4次 B 练习 1.制作潜望镜时两块平面镜要互相平行摆放。（ ） 2.潜望镜可以让光自动拐弯，不需要平面镜。（ ） 3.使用潜望镜，人可以躲在障碍物后方看到障碍物另一侧的物体。（ ） 4.只要把镜子放进管子里，不管什么角度都能看清物体。（ ） 5.工程设计完成之后，如果效果不好，需要修改优化设计方案。（ ） √ × √ √ × 练习 潜望镜是利用光的什么原理制作的？潜望镜里面要安放几块平面镜？平面镜摆放角度是多少度，简单说一说潜望镜的工作过程。 潜望镜利用了光的反射原理。需要安放2块平面镜。两块平面镜都与镜筒成45°角。 工作过程：外界物体发出或者反射的光，射入潜望镜上方的平面镜，发生反射，传到下方的平面镜，再次发生反射，光进入人的眼睛，我们就能看到物体。 总结 设计潜望镜 原理：光的反射（两次反射） 结构：之字形通道 + 两块平面镜（45°，互相平行） 光线路径：物体→上平面镜→下平面镜→眼睛 用途：国防、科研、生活隐蔽观察 古代科技：《淮南万毕术》 感谢您的聆听 $