小学科学教科版 (2017)五年级上册7.制作一个潜望镜教学设计

《制作一个潜望镜》教学设计

【教材分析】

本课综合考察学生对光的理解程度，并与工程技术相结合。本课以军事上常用的潜望镜为研究对象，通过分析、制作、表达与交流使学生了解潜望镜内部构造及作用，进一步认识到平面镜在军事及生活中的应用，使学生意识到科学技术的重要性，激发学生学科学、用科学的热情。

首先，本课激发学生探索潜望镜工作原理的兴趣；接下来小组合作探索潜望镜内部结构。在熟知内部结构后，学生开始动手制造简易的潜望镜。最后，在学生掌握潜望镜原理的基础上，通过加装使得潜望镜可以看到四面八方，培养学生工程设计能力与动手能力。

【学情分析】

学生在上一课中已经知道光碰到镜面会发生反射。一些简单的例子会让学生明白光的反射在生活中的应用，但是他们对光的反射原理的工程应用知道较少。本课基于军事应用背景开展教学，学生本身对军事知之甚少，出于对未知的好奇，会有高涨的学习热情与探索欲望。

【教学目标】

科学概念目标

潜望镜利用了光的反射规律。

科学探究目标

1.通过对潜望镜内部结构的研究，探究潜望镜的原理。

2.通过亲自制作潜望镜，加深对光的反射原理的理解。

科学态度目标

通过制作潜望镜的活动，使学生学会欣赏、评价他人的作品，尊重他人劳动成果，愿意合作交流。

科学、技术、社会和环境目标

能根据潜望镜的工作原理，利用生活中的材料，模拟制作潜望镜。

【教学重难点】

教学重点：知道潜望镜的工作原理，光在潜望镜中的传播路线。

教学难点：制作简易潜望镜。

【材料准备】

制作好的简易潜望镜、空盒子、平面镜、剪刀、胶带、胶水、水彩笔等。

【教学流程图】

【教学过程】

1.聚焦

教师展示几张图片：平面镜观察自己、牙科医生用镜子观察牙齿等。

教师提问:你能用说出这些图片应用了什么知识？

学生回答：光、光的反射原理……

教师提问：你们还知道哪些事例应用了光的反射原理？

学生回答：摩托车、汽车的后视镜……

教师展示潜水艇用潜望镜观察海面的图片。

提问：潜水艇工作人员为什么能通过潜望镜观察外界情况？潜望镜有什么神奇的功能？它的内部结构又是怎样的呢？

设计意图：通过图片设疑进行复习导入，帮助巩固学生知识。但是学生对光的反射的应用知道较少，潜望镜的引入吸引学生的兴趣。从复习直接过渡到潜望镜，学生或许已经意识到潜望镜跟光的反射原理有关，但是具体有什么关系学生还不清楚。这时教师抛出三个问题就能激发学生进一步探索潜望镜结构的欲望。

2.探索

小组合作讨论潜望镜原理。

教师将事先准备好的简易潜望镜发放给学生。

学生通过潜望镜观察周围环境。

学生打开简易潜望镜，观察内部构造，完成观察记录单。

教师提示学生仔细观察两块镜片的摆放方式。

学生交流总结后得出：潜望镜有两片平面镜，与水平面成45°角。

教师总结：潜望镜上下各有一面倾斜45°角的平面镜。地上面的、远处的景物反射的光，照射到潜望镜上面这块平面镜上，再反射到下面这块平面镜上，最后反射到人的眼里，人就能从低处看见地上面的、远处的景物。

设计意图：学生通过亲自拆卸潜望镜，直观看到内部结构，可以加深学生对潜望镜结构的认识。通过教师的引导，学生发现潜望镜的核心部件以及摆放方式，了解潜望镜的工作原理。

3.制作

教师介绍制作步骤：

（1）在纸盒两个长边距边缘约1 厘米处各画一条直线。

（2）用直角三角板在纸盒两端距边缘约1 厘米处各画一条斜线。

（3）在纸盒的对应面上重复画上面的线。

（4）用剪刀将4 条斜线剪开。

（5）将两面镜子插入纸盒开口，并保持镜子的反射面是相对的。

（6）在镜子的反射面前各开一个窗口。

学生利用已有材料，根据要求制作一个潜望镜。

教师提问：你们能在潜望镜的窥探口观察到经过两次反射后的物体吗？如果不能，是什么原因呢？

设计意图：在上一个活动中，学生已经理论上知道潜望镜是根据光的反射原理制作的，实践动手制作可以帮助学生检验知识掌握程度，通过实际应用深化学生对光的反射原理的理解。这个过程培养了学生的工程设计和制作能力，让学生切实感受理论与应用之间的联系，激发学生学习兴趣。

4.拓展

教师提醒学生在课后继续完善潜望镜，并布置两个课后研究专题：

（1）利用网络查询更多潜望镜制作方法，了解更多光学知识。

（2）设计一个能够看到四面八方的潜望镜。

设计意图：通过本节课的学习，学生对光的反射现象的工程应用有了新的认识，通过课后自主学习可以巩固知识，提高学生的资料收集能力和工程设计能力。

【板书设计】

【实验记录单】

《制作一个潜望镜》观察记录单

第一单元  光

7.制作一个潜望镜

【教材简析】

本课是五年级上册《光》单元的第7课。潜望镜的制作，需要综合理解和运用本单元的核心概念，用来考查学生对光的理解程度，并与工程技术相结合。在学习上一节课《光的反射现象》的基础上，引领学生去研究潜望镜的基本工作原理。本课由四部分组成：第一部分——聚焦，从游戏入手，激发学生探究潜望镜工作原理的兴趣。第二部分——探索，通过小组合作讨论，使学生在实践中发现潜望镜的内部构造。第三部分——制作，学生通过亲手设计制作，发现潜望镜是利用光的反射原理制成的。第四部分——拓展，学会利用网络查找更多制作潜望镜的方法，并尝试制作一个能看到的潜望镜。通过展示、实践、评价、交流来进一步理解本单元的知识和技能。

【学生分析】

通过上节课的研究，学生已经发现光碰到镜面会改变传播方向，被反射回去，形成反射现象。但是学生对于反射现象在生活中的应用了解还不多。本课以军事上常用的潜望镜为研究对象，通过分析、表达与交流，使学生了解潜望镜内部构造及作用，进一步认识到潜望镜在军事及生活中的应用，使学生意识到科学技术的重要性，激发学生学科学、用科学的热情。 

【教学目标】

科学概念目标

潜望镜利用了光的反射规律。

科学探究目标

1.能通过对潜望镜内部结构的研究，探究潜望镜的基本原理。

2.通过亲自制作潜望镜，加深对光的反射原理的理解。

科学态度目标

通过制作潜望镜的活动，使学生学会欣赏、评价他人的作品，尊

重他人劳动成果，愿意合作交流。

科学、技术、社会与环境目标

能根据潜望镜的工作原理，利用生活中的材料，模拟制作潜望镜。

【教学重难点】

重点知道潜望镜的工作原理，进一步理解光的反射原理。

难点：正确摆放平面镜，制作一个潜望镜。

【教学准备】

为学生准备：纸盒、平面镜、三角板、直尺、铅笔、剪刀、学生活动手册等。

教师准备：制作好的简易潜望镜、课件、图片、班级记录表。

【教学过程】

一、聚焦

教师可以从做游戏入手，激发学生的课堂学习兴趣。

让学生藏在桌子下面，尝试通过平面镜看到黑板上面的字。

注意：每组两个平面镜，小组一人操作，其他人观察，说出两个平面镜镜面的关系和位置。 

教师引导学生思考，在生活中有哪些东西用到了光的反射原理？然后出示潜水艇的图片。

潜水艇中的工作人员为什么能通过潜望镜观察到潜水艇周围的环境呢？潜望镜有什么神奇的功能呢？它的内部构造又是怎样的？今天这节课，就让我们一起去揭开潜望镜的奥秘，并亲自设计一个潜望镜。（引出课题：制作一个潜望镜）

设计意图：通过小游戏，引导学生对光的反射原理进一步探究，理解潜望镜的工作原理。

二、探索

老师可将事先做好的潜望镜发给同学，让学生仔细观察。学生利用上节课知识，以小组为单位讨论潜望镜的结构和工作原理。让学生操作潜望镜，通过潜望镜观察周围环境，看看有什么发现。

小组同学慢慢打开简易潜望镜，观察内部构造，并在纸上绘制简图。潜望镜的核心部件是潜望镜里有两块镜片，教师需要提示学生仔细观察这两块镜片是怎样放置的。

学生观察交流后总结得出：潜望镜有两片平面镜，与水平面成45度角放置。

教师总结：潜望镜上下各有一面倾斜45度角的平面镜。地上面的、远处的景物反射的光，照射到潜望镜上面这块平面镜上，再反射到下面这块平面镜上，最后反射到人的眼里，人就能从低处看见地上面的、远处的景物。 

学生小组讨论，并在学生活动手册上画出光照射下的物体经过两次反射后进入人的眼睛的光的传播路线。

潜望镜的应用有很多，被广泛用于军事上作为侦察仪器。它不光应用在水下，科学家们还发明了在陆地上应用的潜望镜，有战壕潜望镜、坦克潜望镜等。当然，还发明了应用于空中的飞机潜望镜。

设计意图：通过小组合作探究以及动手实践，学生了解潜望镜的内部构造，总结出潜望镜的工作原理，为后面设计、制作潜望镜打下基础，并使学生进一步理解潜望镜的应用。

三、制作

学生小组合作，利用纸盒、平面镜、三角板、直尺、铅笔、剪刀制作一个简易的潜望镜。

制作步骤如下：

（1）在纸盒两个长边距离边缘约1厘米处各画一条直线。

（2）用直角三角板在纸盒两端距离边缘约1厘米处各画一条斜线。

（3）在纸盒的对应面上重复画上面的线。

（4）用剪刀将4条斜线剪开。

（5）像图中那样，将两面镜子插入纸盒开口，并保持镜子的反射面是相对的。

（6）在镜子的反射面前各开一个窗口。

潜望镜的制作方法很多，用塑料管或空牛奶盒都能做。

设计意图：学生通过动手实践制作潜望镜，进一步理解光的反射原理，只有当镜面与盒底边成45度角，两块镜面平行时，才能把物体的反射光全部反射到另一块镜子上，最后才能全部反射到我们的眼睛中。

四、拓展

课后可以继续完善制作的潜望镜，对存在的问题加以改进。还可以进行创新，制作功能更多的潜望镜。

课后研究专题：

（1）利用网络查找更多的潜望镜制作方法，了解更多光学知识。

（2）设计一个能够看到多个方向的潜望镜。 

设计意图：利用刚刚学到的知识，亲身去体验、创新，制作具有更多功能的潜望镜，巩固本单元所学内容。

【板书设计】

制作一个潜望镜

制作要点：1.两个平面镜

         2.45度倾角

              3.两个平面镜平行

【活动手册使用说明】

1.用箭头标出光的传播路线。

活动目的：让学生理解光的反射原理及规律，并会画光照射下的物体经过两次反射后进入人的眼睛的光的传播路线图。

活动手册说明：通过上节课所学光的反射原理，让学生理解在潜望镜上下各有一面倾斜45度角的平面镜，地上面的、远处的景物反射的光，照射到潜望镜上面这块平面镜上，再反射到下面平面镜上，最后反射到人的眼里，人就能从低处看见地上面的、远处的景物。

2.解释潜望镜是怎样工作的。

潜望镜是利用了光的反射原理，只有当镜面与底边成45度角，两块镜面平行时，才能把物体的反射光全部反射到另一块镜子上，然后全部反射到我们的眼睛中，这样，人就能从低处看见地上面的、远处的景物。

7.制作一个潜望镜

【教材简析】

本课是五年级上册《光》单元的第7课。潜望镜的制作，需要综合理解和运用本单元的核心概念，用来考查学生对光的理解程度，并与工程技术相结合。在学习上一节课《光的反射现象》的基础上，引领学生去研究潜望镜的基本工作原理。本课由四部分组成：第一部分——聚焦，从游戏入手，激发学生探究潜望镜工作原理的兴趣。第二部分——探索，通过小组合作讨论，使学生在实践中发现潜望镜的内部构造。第三部分——制作，学生通过亲手设计制作，发现潜望镜是利用光的反射原理制成的。第四部分——拓展，学会利用网络查找更多制作潜望镜的方法，并尝试制作一个能看到的潜望镜。通过展示、实践、评价、交流来进一步理解本单元的知识和技能。

【学生分析】

通过上节课的研究，学生已经发现光碰到镜面会改变传播方向，被反射回去，形成反射现象。但是学生对于反射现象在生活中的应用了解还不多。本课以军事上常用的潜望镜为研究对象，通过分析、表达与交流，使学生了解潜望镜内部构造及作用，进一步认识到潜望镜在军事及生活中的应用，使学生意识到科学技术的重要性，激发学生学科学、用科学的热情。 

【教学目标】

科学概念目标

潜望镜利用了光的反射规律。

科学探究目标

1.能通过对潜望镜内部结构的研究，探究潜望镜的基本原理。

2.通过亲自制作潜望镜，加深对光的反射原理的理解。

科学态度目标

通过制作潜望镜的活动，使学生学会欣赏、评价他人的作品，尊

重他人劳动成果，愿意合作交流。

科学、技术、社会与环境目标

能根据潜望镜的工作原理，利用生活中的材料，模拟制作潜望镜。

【教学重难点】

重点知道潜望镜的工作原理，进一步理解光的反射原理。

难点：正确摆放平面镜，制作一个潜望镜。

【教学准备】

为学生准备：纸盒子、亚克力镜片、三角板（自备）、直尺（自备）、铅笔（自备）、美工刀、学生活动手册（自备）等。

教师准备：制作好的简易潜望镜、课件、图片、班级记录表。

【教学过程】

一、聚焦

教师可以从做游戏入手，激发学生的课堂学习兴趣。

让学生藏在桌子下面，尝试通过平面镜看到黑板上面的字。

注意：每组两个平面镜，小组一人操作，其他人观察，说出两个平面镜镜面的关系和位置。 

教师引导学生思考，在生活中有哪些东西用到了光的反射原理？然后出示潜水艇的图片。

潜水艇中的工作人员为什么能通过潜望镜观察到潜水艇周围的环境呢？潜望镜有什么神奇的功能呢？它的内部构造又是怎样的？今天这节课，就让我们一起去揭开潜望镜的奥秘，并亲自设计一个潜望镜。（引出课题：制作一个潜望镜）

设计意图：通过小游戏，引导学生对光的反射原理进一步探究，理解潜望镜的工作原理。

二、探索

老师可将事先做好的潜望镜发给同学，让学生仔细观察。学生利用上节课知识，以小组为单位讨论潜望镜的结构和工作原理。让学生操作潜望镜，通过潜望镜观察周围环境，看看有什么发现。

小组同学慢慢打开简易潜望镜，观察内部构造，并在纸上绘制简图。潜望镜的核心部件是潜望镜里有两块镜片，教师需要提示学生仔细观察这两块镜片是怎样放置的。

学生观察交流后总结得出：潜望镜有两片平面镜，与水平面成45度角放置。

教师总结：潜望镜上下各有一面倾斜45度角的平面镜。地上面的、远处的景物反射的光，照射到潜望镜上面这块平面镜上，再反射到下面这块平面镜上，最后反射到人的眼里，人就能从低处看见地上面的、远处的景物。 

学生小组讨论，并在学生活动手册上画出光照射下的物体经过两次反射后进入人的眼睛的光的传播路线。

潜望镜的应用有很多，被广泛用于军事上作为侦察仪器。它不光应用在水下，科学家们还发明了在陆地上应用的潜望镜，有战壕潜望镜、坦克潜望镜等。当然，还发明了应用于空中的飞机潜望镜。

设计意图：通过小组合作探究以及动手实践，学生了解潜望镜的内部构造，总结出潜望镜的工作原理，为后面设计、制作潜望镜打下基础，并使学生进一步理解潜望镜的应用。

三、制作

学生小组合作，利用纸盒、平面镜、三角板、直尺、铅笔、剪刀制作一个简易的潜望镜。

制作步骤如下：

（1）在纸盒两个长边距离边缘约1厘米处各画一条直线。

（2）用直角三角板在纸盒两端距离边缘约1厘米处各画一条斜线。

（3）在纸盒的对应面上重复画上面的线。

（4）用剪刀将4条斜线剪开。

（5）像图中那样，将两面镜子插入纸盒开口，并保持镜子的反射面是相对的。

（6）在镜子的反射面前各开一个窗口。

潜望镜的制作方法很多，用塑料管或空牛奶盒都能做。

设计意图：学生通过动手实践制作潜望镜，进一步理解光的反射原理，只有当镜面与盒底边成45度角，两块镜面平行时，才能把物体的反射光全部反射到另一块镜子上，最后才能全部反射到我们的眼睛中。

四、拓展

课后可以继续完善制作的潜望镜，对存在的问题加以改进。还可以进行创新，制作功能更多的潜望镜。

课后研究专题：

（1）利用网络查找更多的潜望镜制作方法，了解更多光学知识。

（2）设计一个能够看到多个方向的潜望镜。 

设计意图：利用刚刚学到的知识，亲身去体验、创新，制作具有更多功能的潜望镜，巩固本单元所学内容。

【板书设计】

制作一个潜望镜

制作要点：1.两个平面镜

         2.45度倾角

              3.两个平面镜平行

第7课　制作一个潜望镜

(教材P18～19)

授课时间：______________　　　　　　　　累计____1____课时

7. 制作一个潜望镜

小学科学教学网资源建设团队  樊少飞

【教材简析】

本课是《光》单元的最后一课，通过简单回顾本单元的知识概念及运用，聚焦到单元知识综合运用：利用光学知识制作一个潜望镜。

第一部分教材呈现了一艘潜艇，说明潜望镜经常使用在潜艇上，让学生明白潜望镜的作用，同时联系本单元的知识，进行巩固和运用。

第二部分是制作潜望镜。教材呈现了制作的方法和所需要的材料，这些材料都是学生生活中可以找到的，提醒教师和学生材料需要自己准备，充分利用生活中的材料进行科学学习。教材还提醒制作潜望镜的材料还有很多，希望学生能够关注生活，进一步在生活中延伸应用。

制作活动可以转化为微项目进行实施。

【学情分析】

通过前期课堂学习，学生已经知道了光的特点：直线传播；遇到障碍物能反光，且反射光线也是直线传播；能被多次反射；入射光与反射光角度相同。本节课让学生综合利用光学知识，从了解潜望镜内部构造及作用到自己动手制作，实现了知识到实践运用地提升。在动手中去感受平面镜在军事及生活中的应用，学生兴趣高，在制作中的热情会提高学生自我分析和解决问题能力。

【教学目标】

科学观念：通过研究潜望镜结构，知道潜望镜是根据光的反射原理制作的。

科学思维：通过画光的反射路线，知道光通过平面镜，通过设定的角度，反射到眼睛里，从而看到物体。

探究实践：通过制作潜望镜，使用并改进自己制作的潜望镜，知道可以利用生活中的材料，模拟制作潜望镜，进一步理解潜望镜的工作原理。

态度责任：通过制作潜望镜的活动，尊重他人劳动成果，愿意合作交流。

【教学重难点】

重点：制作一个潜望镜。

难点：了解潜望镜的工作原理，并画出光线图。

【教学准备】

教师：课件、潜望镜模型、潜望镜制作套件等

学生：潜望镜塑料套件1个/组、潜望镜制作套件1个/组

【教学过程】

一、聚焦：怎样看到水面上的物体（预设2分钟）

材料准备：课件、潜望镜模型

1.思考：（课件出示潜水艇的图片）潜水艇在水下航行时，是用什么观察海面上的情况的？

2.交流：（出示潜望镜模型）谁想来试一试？

3.归纳：这个仪器叫潜望镜。

【设计意图】从学生熟悉的事物入手，让学生对熟悉的现象进行进一步思考、推测，从而快速进入到今天课堂要探索的问题，达到开门见山的效果。

二、制作：简易潜望镜（预设35分钟）

材料准备：课件、潜望镜塑料套件1个/组

1.研究潜望镜。

谈话：老师有一个简易的潜望镜，谁想试一试呢？

演示：学生蹲讲台下，利用潜望镜，观察讲台上面的物体。

探究：打开简易潜望镜，了解潜望镜的工作原理。

①思考：潜望镜可以分为几部分呢？

②交流：学生回答，教师引导学生了解，潜望镜可以分为镜筒、镜头（物镜、目镜）、镜片等组成。

③观察：了解潜望镜镜片的位置。

④研究：我们是如何通过潜望镜看到物体的呢？

⑤讨论：师生交流分析潜望镜工作原理。

潜望镜上下各有一面倾斜 45°角的平面镜。地上面的、远处的景物反射的光，照射到潜望镜上面这块平面镜上，再反射到下面这块平面镜上，最后反射到人的眼里，人就能从低处看见地上面的、远处的景物。

⑥图示：画一画潜望镜光线传播的路线。

引导学生了解潜望镜的光的传播路线：潜望镜运用了光的反射原路，两个镜片使物体经过两次反射后射向眼中，所以通过潜望镜下方的镜头（目镜）就能看到比自己视线更高的物体了。

2.制作潜望镜

（1）谈话：能根据潜望镜原理来制作潜望镜吗？

（2）讨论：怎样制作潜望镜？

（3）交流：出示潜望镜制作步骤。

①在纸盒两个长边距边缘约1厘米处各画一条直线。

②用直角三角板在纸盒两端距边缘约 1 厘米处各画一条斜线。

③在纸盒的对应面上重复画上面的线。

④用剪刀将 4 条斜线剪开。

⑤像图中那样，将两面镜子插入纸盒开口，并保持镜子的反射面是相对的。

⑥在镜子的反射面前各开一个窗口。

（4）学习：看视频系统学习潜望镜制作方法。

（5）制作：出示活动要求。

①同桌2人一组，领取一套潜望镜材料。

②根据书本第 19 页的内容制作潜望镜。

③使用制作的潜望镜观察事物，并改进潜望镜。

④说说画画潜望镜的工作原理。

（6）展示：说说自己潜望镜的优缺点和改进方法。

3.潜望镜的应用

（1）讨论：你可以用你的潜望镜观察什么事物？

（2）交流：潜望镜会被应用在哪些地方？

（3）小结：潜望镜在科学研究和国防建设上有很多用途。科学家用潜望镜在地下室里观察火箭的发射；科研工作者用潜望镜在保护墙内观测有放射性危险的实验；潜水艇在水下航行时，用潜望镜观察海面和空中的情况……它不只应用在水下，科学家还发明了应用于陆地上的潜望镜，如战壕潜望镜、坦克潜望镜等，科学家甚至还发明了应用于空中的飞机潜望镜。

【设计意图】通过使用潜望镜，了解潜望镜的结构，加强对光的反射性质的认知。进一步通过潜望镜的制作考查学生对光的理解程度。通过潜望镜应用的研讨，学生了解潜望镜的广泛作用，从而对光的反射有更深的认识。

三、拓展并小结（预设：3分钟）

1.讨论：了解了潜望镜的应用，你想怎样改进你的潜望镜。

2.挑战：还能用其他材料来制作潜望镜吗？

3.尝试：潜望镜的制作方法很多，用塑料管或空牛奶盒都能做。课余时间上网查询更多潜望镜的制作方法，进一步改进我们的潜望镜，在研究改进中了解更多光的奥秘。

（1）怎样让潜望镜能观察更多的方向？

（2）怎样克服潜望镜中镜头容易被水影响的问题？

（3）怎样让潜望镜在晚上黑暗的环境下工作？

【设计意图】这个拓展活动，是对自己作品的一次自我评价。在大家的交流过程中，产生更多的可代替方案，对于潜望镜使用过程中的诸多问题，提出假设性建议。看似有点空洞的讨论，但是却充满了奇思妙想，非常有意义。

【板书设计】

【疑难解答】

你能用自己的话，来解释潜望镜是怎样工作的吗？

答：外界事物本身发光或者被照亮发射出光，沿直线传播到潜望镜的第一块平面镜，第一块镜面反射光，到第二块平面镜，第二块镜面再次反射光，到达我们的眼睛。所以我们就能看到物体了。