6 制作潜望镜 教学设计-2026-2027学年科学六年级上册教科版

秋季学期教科版小学六年级 科学上册第二单元《制作潜望镜》精品教学设计 卷首语：纸上的设计图，是工程师的构想；亲手加工组装，才能让构想变成可以使用的作品。经过上一节课的精心设计，我们已经画出潜望镜图纸，明确了两块平面镜的摆放要求。本节课，我们拿起材料和工具，按照设计方案动手制作潜望镜，完成开槽、固定镜片、组装镜筒、调试光路、测试效果、修改完善的全过程。制作不是简单手工，每一次裁剪、粘贴、调整镜片角度，都是在验证光的反射规律。希望大家小组分工合作，牢记工具使用安全，耐心调试、如实记录故障，在不断修改优化中感受工程实践的乐趣，体会光学技术转化为实物的奇妙。 一、教学设计意图 本课是教科版六年级上册第二单元《光》第6课，承接《设计潜望镜》，是单元工程实践的落地课。前面学生掌握光的反射规律，完成潜望镜方案绘制、图纸评价，本课聚焦物化制作、测试调试、迭代改进，落实新课标“工程是设计方案物化的结果”这一要求。 本课设计遵循完整工程实践链条：对照图纸→选材加工→组装固定→功能测试→发现故障→分析原因→优化改进。课堂重心不只是“做出一个潜望镜”，而是以制作为载体，再次巩固两次光反射的光路模型，打通“原理—设计—制作—测试—改进”完整学习路径。作业设置基础、提升、拓展三层梯度：基础层巩固结构原理；提升层针对制作常见故障进行原因分析；拓展层鼓励学生自主创新改造潜望镜。课堂融入工具安全教育、小组合作评价，引导学生建立认知：工程产品很少一次成功，调试和修改是工程活动必不可少的环节。同时结合潜艇潜望镜、工业检修潜望镜拓展，感受光学工程技术的价值，培养科学态度责任。 二、教材分析 教材以工程实践主线编排，分为四大板块：一是回顾潜望镜设计图纸，核对结构要求；二是动手制作，选用牙膏盒、平面镜、胶带、剪刀等常见材料，分步完成镜筒开槽、镜片卡槽制作、镜片固定、开设进光口与观察口；三是测试与故障排查，学生使用自制潜望镜开展观察测试，记录能不能看清物体、画面歪斜、视野过小等问题；四是研讨改进与拓展应用，交流故障成因，对应调整镜片角度、位置，了解真实潜望镜在国防、科研、管道检修中的用途。 教材的难点在于调试环节，学生图纸画得规范，但是组装后容易出现光路偏移，看不见物体。教材引导学生从镜片角度、平行度、镜面朝向、卡槽位置几个维度自查，把现象和光的反射原理关联起来。本课是单元收官实践课，为后续光学拓展学习打下实践基础，把抽象光路知识转化为看得见、能用的实物模型。 三、学情分析 六年级学生对动手制作活动兴趣浓厚，已经熟记潜望镜核心结构：两块平面镜互相平行，与筒壁呈45°，依靠两次反射工作，能够看懂自己绘制的设计图纸。但是从图纸落地到实物，学生容易出现大量实操问题：裁剪卡槽尺寸偏差，镜片放不进去；固定镜片时角度歪斜，偏离45°；两块镜子没有保持平行；镜面装反；粘贴不牢固，镜片晃动；进光口、观察口位置开错。 学生普遍存在一个认知误区：只要按照图纸剪好，成品一定能成功，缺少预判故障、调试优化的意识。另外学生使用剪刀、美工刀时存在安全隐患，需要教师反复强调操作规范。学生空间思维能力差异较大，部分学生很难根据观察到的画面异常反向推理光路哪里出错，需要借助光路示意图辅助排查故障。 四、教学目标 1. 科学观念：巩固潜望镜工作原理，依靠光的两次反射改变光路；记住两块平面镜平行、镜面相对，与镜筒成45°角；知道潜望镜由镜筒外壳、进光口、观察口、平面镜组成。 2. 科学思维：能够根据潜望镜出现的故障现象，反向推理光路问题，分析故障原因，提出可行的改进办法。 3. 探究实践：能够对照设计图纸，选择材料和工具，小组合作完成潜望镜制作、组装、测试；掌握调试镜片角度的方法，完成作品优化，填写测试改进记录单。 4. 态度责任：规范使用剪刀等工具，树立安全意识；体会工程制作需要耐心、反复调试；愿意和同伴交流作品，感受光学仪器对生产生活、国防科技的作用。 五、教学重难点 - 教学重点：依据设计图纸完成潜望镜组装制作，掌握平面镜安装方法，开展功能测试。 - 教学难点：精准调试镜片角度，排查故障，结合光的反射原理对作品进行优化改进。 六、教学准备 教师：课件、标准成品潜望镜、制作步骤示范样品、故障潜望镜样品（角度错误、镜面装反、镜子不平行）、光路示意图、测试记录表、安全提示卡。 学生分组：上节课的潜望镜设计图、牙膏盒/卡纸、小平面镜2块、剪刀、美工刀（教师统一管控）、胶带、双面胶、直尺、量角器、铅笔、橡皮。 七、课时安排 1课时（40分钟） 配套课件共26张： 1.封面；2.卷首语；3.复习回顾潜望镜原理；4.展示优秀设计图纸；5.本课任务说明；6.材料与工具介绍；7.工具安全须知；8.制作步骤总览；9.步骤1：镜筒画线定位；10.步骤2：开槽、预留镜片卡槽；11.步骤3：开设进光口、观察口；12.步骤4：安放平面镜；13.步骤5：固定组装；14.成品测试方法；15.测试记录单；16.常见故障1：看不见物体；17.常见故障2：画面歪斜；18.常见故障3：视野很小；19.故障原因分析与调试方法；20.作品展示评价量表；21.潜望镜在生活、国防中的应用；22.拓展：多镜潜望镜；23.分层作业；24.板书；25.课堂小结；26.课后拓展任务。 八、教学过程 （一）复习回顾，明确制作任务（5分钟） 教师出示学生上节课绘制的潜望镜设计图纸，请学生说一说潜望镜工作原理和结构要求。 预设学生回答：利用光的两次反射；两块平面镜互相平行，镜面相对，和筒壁呈45°角。 教师出示成品潜望镜，请一名学生上台演示，利用潜望镜观察讲台下方物品。 师：今天我们的任务，就是对照自己的设计图纸，动手把图纸变成实物，并且测试、调试、修改作品。板书课题：制作潜望镜。 出示安全提示：剪刀尖不对着自己和同学，美工刀由教师分发、回收；镜片边缘锋利，小心划伤。 （二）示范讲解制作流程（8分钟） 教师分步示范，同步讲解要点： 1. 对照图纸，在牙膏盒侧面定位，画出镜片卡槽、进光口、观察口位置； 2. 沿画线裁剪卡槽，卡槽倾斜角度控制45°，卡槽大小刚好卡住平面镜； 3. 上方开出进光口，下方侧面开出观察口； 4. 放入平面镜，镜面朝向光路来的方向，两块镜面相对，调整至平行、45°； 5. 使用胶带轻轻固定镜片，不要遮挡镜面； 强调：先不要把胶带贴死，方便后续测试时微调角度。 （三）小组制作、测试、调试改进（20分钟） 1. 小组分工：画线员、裁剪员、组装员、测试员、记录员。学生动手制作，教师巡视，及时纠正危险操作，指导卡槽定位。 2. 组装完成后，进入测试环节：把潜望镜放在桌面下，眼睛贴近观察口，尝试观察桌面上的物体，填写测试记录单：能不能看见物体、画面是否清晰、画面是否歪斜。 3. 故障排查指导，出示三类典型故障： ① 完全看不见物体：大概率镜片角度不是45°、两块镜子不平行、镜面装反、卡槽挡住光路； ② 画面歪斜：镜片倾斜角度偏移； ③ 视野很小：进光口开得太小。 学生根据现象微调镜片角度，反复测试，直到可以清晰观察，最后再用胶带固定牢固。 4. 小组内互评作品，对照评价量表打分：原理正确、制作工整、观察清晰、有创意。 （四）作品展示，拓展交流（5分钟） 选取不同情况的小组上台展示：成功作品、经过多次调试才成功的作品、暂时没有成功的作品，由小组分享遇到的困难和调整方法。 教师拓展介绍：潜艇潜望镜、管道检修潜望镜、坑道观察潜望镜。引导学生理解：真实的工程产品，同样要经过反复测试、修改。 师生共同总结：潜望镜制作成功的关键是两块平面镜平行、45°摆放；制作之后必须测试调试，发现问题、优化作品。 （五）课堂小结（2分钟） 师生梳理完整工程流程：明确任务→设计绘图→动手制作→测试调试→改进优化，巩固光的两次反射原理。 九、板书设计 制作潜望镜 原理：光的两次反射 结构：镜筒、进光口、观察口、两块平面镜 关键：互相平行，镜面相对，与筒壁45° 工程流程：设计 → 制作 → 测试 → 调试 → 改进 故障：看不见、画面歪、视野窄 十、分层课时作业（基础巩固+能力提升+拓展拔高） 基础巩固 一、填空题 1. 潜望镜是利用光的________原理工作，光线一共发生______次反射。 2. 制作潜望镜时，两块平面镜要互相________，镜面相对，与镜筒成________度角。 3. 潜望镜的组成部分有镜筒、________、观察口、平面镜。 二、选择题 1. 安装潜望镜平面镜的时候，镜面应该（ ） A.背对 B.相对 C.朝同一个方向 2. 小明做好潜望镜，但是完全看不到物体，不可能的原因是（ ） A.镜片角度偏离45° B.两块镜子不平行 C.镜筒是纸盒做的 3. 潜望镜观察物体时，光线最先进入（ ） A.进光口 B.观察口 C.镜面 三、判断题 1. 固定镜片的时候，要一次性粘牢，不能调整。（ ） 2. 制作潜望镜，进光口开太小，观察视野会变小。（ ） 3. 潜望镜可以帮助我们在隐蔽位置观察物体。（ ） 能力提升 四、排序题：把潜望镜制作步骤按先后顺序填写序号 ①安放平面镜，调整角度 ②对照图纸画线定位 ③测试、调试改进 ④裁剪卡槽、窗口 ⑤胶带固定镜片 顺序：________________________________ 五、简答题 小红做好潜望镜，观察的时候画面总是歪歪扭扭，请你分析最可能是什么原因？给她一条调试建议。 拓展拔高 六、探究实践题 如果给你三块平面镜，能不能设计一个可以连续三次反射光线的潜望装置？画出简易光路图，写出它可以实现什么新功能，同时说一说制作时需要注意什么。 十一、参考答案与解析 基础巩固 一、填空 1. 反射；两 解析：潜望镜核心原理，依靠两次反射让光线转弯。 2. 平行；45 解析：制作成功最核心的条件。 3. 进光口 解析：潜望镜基本结构，外界光线从进光口进入镜筒。 二、选择 1.B 解析：两块镜面相对，才能完成两次反射。 2.C 解析：纸盒不影响原理，很多简易潜望镜就是纸盒制作。 3.A 解析：光线从外界先通过进光口到达第一块平面镜。 三、判断 1.× 解析：镜片不要一次性封死，需要先测试，微调角度之后再固定。 2.√ 解析：进光口越小，进入的光线范围越小，视野狭窄。 3.√ 解析：潜望镜的优势就是隐蔽观察。 能力提升 四、排序：②→④→①→⑤→③ 解析：先定位画线，再裁剪窗口卡槽，安放镜片、调角度，固定，最后测试改进。 五、简答：最可能是平面镜倾斜角度不对，没有准确保持45°，或者两块镜子没有保持平行。建议轻轻松开胶带，慢慢转动镜片，一边调整一边观察，直到画面端正清晰，再固定。 拓展拔高 六、参考示例：可以实现。光路经过三次反射，光线可以连续转弯。功能：可以绕过拐角观察侧面物体。注意：每一次反射都要控制镜面角度，保证光路通畅；每一块镜面都要固定稳固，做好测试调试。 十二、教学反思 本节课学生动手积极性很高，大部分小组可以完成潜望镜制作，但是调试环节耗时比预想更长。很多学生图纸画得标准，实物组装后镜片角度把控不准，出现看不见、画面歪斜等故障。课堂上故障分析环节是很好的思维训练点，学生可以把现象和光的反射原理结合起来解释问题。 本课暴露出部分学生工程思维薄弱，做完就结束，缺少主动调试、优化的意识。后续教学可以增加小组展示评价权重，鼓励学生分享失败和改进的过程，而不是只展示成功作品。同时要持续抓好工具安全管理，剪刀、玻璃镜片全程强调规范操作，规避划伤风险。本课完整走完工程实践流程，学生真切体会到：工程产品的诞生，设计、制作、测试、改进缺一不可，很好落实了科学四维素养目标。 学科网（北京）股份有限公司 $