《設計潛望鏡》教學設計-2026-2027學年教科版六年級科學上冊

《設計潛望鏡》教學設計-2026-2027學年教科版（新教材）

小學科學六年級上冊

一、教材分析

本課是教科版小學科學六年級上冊第二單元《光》的第5課時，

隸屬于新課標“物質科學”領域中光的傳播與應用核心內容。本單元

前序課程已完成光的直線傳播、光的反射基礎規律等知識點教學，本

節課是光學基礎知識的綜合應用課，實現了從理論認知到工程設計、

動手實踐的進階。

課本原文核心內容指出：潛望鏡是利用光的反射原理制作的光學

儀器，內部裝有兩塊平行且與鏡筒呈45。夾角的平面鏡。外界物體

的光線經上方平面鏡反射至下方平面鏡，再次反射后進入人眼，使人

在隱蔽位置觀察到外界景物。教材依托簡易潛望鏡設計與制作活動,

引導學生掌握光學原理的實際應用，初步建立工程設計思維。本節課

承接基礎光學知識，銜接后續光學儀器應用學習，既能鞏固光的反射

核心知識點，又能培養學生設計、制作、調試、優化的工程能力。

二、學情分析

通過本單元前四課的學習，學生已經掌握了光沿直線傳播、光的

反射現象及基本規律等核心知識。在《光的反射現象》一課中，學生

通過實驗認識了反射角等于入射角的規律，對光的反射有了比較深入

的理解。

六年級學生具備一定的工程思維萌芽，在生活中可能見過或聽說

過潛望鏡，但對潛望鏡的內部結構和工作原理缺乏系統認識。學生已

經具備小組合作、動手操作的能力，能夠在教師引導下進行簡單的T

程設計和實踐操作。本課教學應注重引導學生將已學的光學知識遷移

應用到工程設計中，培養學生的技術設計與工程思維能力。

三、核心素養教學目標

1.科學觀念

掌握潛望鏡的工作原理，明確潛望鏡依靠兩次光的反射改變光的

傳播方向；知曉兩塊平面鏡平行、45。傾斜放置是潛望鏡正常工作的

核心條件。

2.科學思維

能通過觀察、推理分析潛望鏡的光路傳播路徑，自主歸納潛望鏡

的結構特點；能根據光的反射規律，推理平面鏡的放置角度與光線傳

播方向之間的關系。

3.探究實踐

能小組合作完成潛望鏡的設計方案，包括材料選擇、結構設計、

光路分析；能按照設計方案進行制作和測試，在調試過程中發現問題

并嘗試改進。

4.態度責任

感受科學技術在生活中的應用價值，體會工程設計與科學原理的

緊密聯系；培養嚴謹的設計態度和合作精神，樂于分享設計思路與制

作經驗。

四、教學重難點

教學重點：理解潛望鏡的工作原理一一利用兩塊平面鏡的兩次

反射改變光的傳播方向。

教學難點：分析潛望鏡中光的傳播路徑，理解兩塊平面鏡平行

且45。傾斜放置的原理。

五、教學過程

（-）情境導入，引出任務

教師展示一個真實的潛望鏡模型（或播放潛水艇使用潛望鏡的視

頻片段）。

師：同學們，請看老師手里拿的是什么？

生：潛望鏡！

師：對，這就是潛望鏡。大家知道潛望鏡是干什么用的嗎？

生：潛水艇里用的，可以觀察水面的情況。

師：這位同學說得很對。潛望鏡最早就是應用在潛水艇上的，潛

水艇潛入水下后，艇內的人員無法直接看到水面上的情況，潛望鏡就

能幫助他們觀察到水面上的動靜。大家想一想，潛望鏡為什么能讓人

們在下面看到上面的東西呢？

生：因為它里面裝了鏡子。

師：裝了鏡子？鏡子能起到H么作用呢？

生：反射光。

師：對！潛望鏡就是利用光的反射原理制成的。那么它里面到底

是怎么設計的呢？今天我們就來當一回“小小工程師”，自己來設計

一個潛望鏡。

設計意圖：通過真實情境引入，激發學生的學習興趣和設計欲

望，同時引出本課的核心任務一一設計潛望鏡。

(-)觀察結構，初識原理

師：要設計潛望鏡，首先要知道潛望鏡里面是什么樣子的。請大

家看課本上的潛望鏡結構圖(或教師展示潛望鏡剖面圖)。

師：從圖中我們可以看到，潛望鏡的內部有什么？

生：有兩面鏡子。

師：對，有兩面平面鏡。它們是怎么放置的？

生：一面在上面，一而在下面。

師：再仔細看看，鏡面朝什么方向？

生：上面的鏡子朝下，下面的鏡子朝上。

師：更準確地說，兩塊平面鏡是平行放置的，并且每一塊都與鏡

筒的上下方向呈45°的夾角。也就是說，鏡面與水平方向成45°角。

師：大家想一想，為什么兩塊鏡子要這樣放置呢？如果隨便放,

還能看到上面的東西嗎？

生：不能，因為光反射的角度就不對了。

師：這位同學說到了關鍵。光的反射是有規律的一一反射角等于

入射角。鏡子的角度決定了光怎么反射、往哪里反射。45°的放置是

有科學道理的。

設計意圖：引導學生觀察潛望鏡的結構圖，從直觀形象入手建

立對潛望鏡結構的初步認識，同時引發對“為什么這樣設計”的思考。

（三）光路分析，理解原理

師：現在我們來分析一下潛望鏡中光是怎么傳播的。請同學們拿

出紙和筆，試著畫一畫潛望鏡中光的傳播路線。

（學生嘗試畫光路圖，教師巡視）

師：哪位同學來黑板上畫一畫你的想法？

（學生上臺畫光路圖）

師：大家看，這位同學畫的光路圖對不對呢？我們一起來分析一

下。假設我們要觀察上方的一個物體，物體發出的光向哪個方向傳

播？

生：向四面八方傳播。

師：對，物體發出的光向各個方向傳播。其中有一部分光射向了

潛望鏡上方的進光口，照到了第一面平面鏡上。第一面平面鏡把光反

射到哪個方向？

生：反射到下面。

師：對，經過第一面鏡子的反射，光改變了方向，沿著鏡筒向下

傳播。光繼續往下走，碰到了第二面平面鏡。第二面鏡子又做了什么？

生：又把光反射了一次。

師：第二次反射后，光向哪個方向傳播？

生：向水平方向，射進人的眼睛。

師：非常正確！經過兩次反射，光從上方物體傳播到了下方觀察

者的眼睛里。這就是潛望鏡的工作原理一一利用兩塊平面鏡的兩次反

射，改變了光的傳播方向。

師：大家注意，如果沒有這兩次反射，光能拐彎進入我們的眼睛

嗎？

生：不能，光是沿直線傳播的，不會自己拐彎。

師：說得對！正是利用了光的反射，才讓光“拐了彎”，讓人們

在隱蔽的位置看到外面的景物。

設計意圖：通過畫光路圖、分析光傳播路徑，將抽象的物理原

理直觀化，幫助學生深入理解潛望鏡的工作原理，實現從“知道是什

么“至I」“理解為什么”的跨越。

（四）設計方案，合作探究

師：理解了潛望鏡的工作原理，現在輪到大家來設計了。請各小

組討論，設計一個簡易潛望鏡的方案。

教師出示設計要求：

1.畫出潛望鏡的設計草圖，標出平面鏡的位置和角度。

2.畫出光的傳播路線，用箭頭標出方向。

3.列出制作需要的材料

4.寫出制作步驟。

（學生分組討論、設計，教師巡視指導）

師：哪個小組來分享一下你們的設計方案？

生：我們打算用硬紙板做鏡筒，用兩面小鏡子做反射鏡。上面的

鏡子斜著放，鏡面朝下；下面的鏡子也斜著放，鏡面朝上。兩面鏡子

要平行。

師：非常好。你們畫光路圖了嗎?

生：畫了。光從上面進來，照到第一面鏡子上，反射到下面，再

照到第二面鏡子上，反射到我們的眼睛里。

師：很完整！大家注意，兩面鏡子不僅要平行，而且每一面都要

與鏡筒成45°角。為什么必須是45°呢？大家想一想，如果角度不

是45°,光還能順利地從上方傳到下方、再傳到眼睛里嗎？

生：可能就不能了，光會反射到別的地方去。

師：對！45°是一個經過計算的角度，能保證光經過兩次反射后

準確進入觀察者的眼睛。如果角度不對，光就“走不到"眼睛里去。

師：其他小組還有什么不同的設計思路嗎？

（各小組繼續分享設計方案，教師適時點評）

設計意圖：通過小組合作設計方案，培養學生的工程設計能力

和合作交流能力。在分享與點評中，深化對潛望鏡工作原理的理解。

（五）方案完善與展示交流

師：聽了其他小組的分享，大家對自己的設計方案有沒有什么新

的想法？可以進一步完善你們的設計。

（學生修改完善設計方案）

師：現在請各小組把你們的設計方案展示給大家，其他小組可以

提出建議或疑問。

生（第一組）：我們的設計是用牙膏盒做鏡筒，因為牙膏盒是長

條形的，大小合適。兩面鏡子用雙面膠固定在盒子的兩端，角度調成

45°o

生（第二組）：我們想問，你們怎么保證鏡子固定成45。呢？

生（第一組）：可以用量角器先量好角度，再用膠帶固定。

師：很好的建議！工程設計中，精確測量是非常重要的環節c還

有哪個小組要展示？

生（第三組）：我們打算用卡紙卷成圓筒做鏡筒，在筒壁上開兩

個窗口來放鏡子。這樣外觀更像真正的潛望鏡。

師：圓筒形的設計確實更接近真實的潛望鏡。不過大家要注意，

圓筒內固定鏡子可能會比方形盒子難一些，需要想辦法把鏡子穩稔地

固定住。

師：通過今天的設計活動，大家不僅理解了潛望鏡的工作原理,

還親身體驗了工程設計的流程一一分析需求、設計方案、考慮材料、

思考制作方法。下節課我們將按照大家的設計方案，動手制作潛望鏡

并進行測試。

設計意圖：通過展示交流，讓學生相互學習、相互啟發，在質

疑與解答中完善設計方案。同時引導學生體會工程設計的完整流程。

（六）課堂小結

師：今天我們學習了設計潛望鏡。誰來總結一卜這節課的主要內

容？

生：潛望鏡是利用光的反射原理制成的，里面有兩塊平面鏡。

生：兩塊鏡子要平行放置，和鏡筒成45。角。

生：光經過兩次反射，從上方傳到下方,讓人們看到上面的東西。

師：同學們總結得很全面。潛望鏡利用兩塊平面鏡的兩次反射改

變光的傳播方向，讓人在隱蔽位置觀察到前方或上方的物體。兩塊平

面鏡平行且與鏡筒呈45°夾角是潛望鏡正常工作的核心條件。今天

我們完成了設計方案，下節課我們將動手制作，把設計變成現實。

師：其實，潛望鏡的原理在生活中還有很多應用。課后請大家思

考，還有哪