第三节 学生实验：设计制作简易潜望镜教学设计中职基础课-化工农医类-高教版（2021）-(物理)-55

第三节学生实验：设计制作简易潜望镜教学设计中职基础课-化工农医类-高教版（2021）-(物理)-55课题XX课时1教学内容本节课为“学生实验：设计制作简易潜望镜”，选自高教版（2021）中职基础课-化工农医类物理教材第55页。内容包括潜望镜的基本原理、制作材料的选择、制作步骤以及实验操作等。通过本节课的学习，学生能够掌握潜望镜的制作方法，提高动手实践能力，并理解光的折射现象。核心素养目标培养学生观察生活、发现物理现象的能力，激发学生对光学知识的兴趣。通过设计制作简易潜望镜，提升学生动手操作、问题解决和创新思维的能力。同时，加强学生的合作学习意识，培养团队协作精神和科学探究精神。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识。

学生在此前已学习过光学基础知识，包括光的直线传播、反射和折射等基本概念。他们可能对光的折射现象有一定的了解，但对于潜望镜的工作原理和设计制作过程还较为陌生。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格。

学生对物理实验通常具有浓厚的兴趣，喜欢动手操作和探索未知。在能力方面，学生具备一定的动手实践能力，但具体到潜望镜的设计与制作，可能缺乏系统性的思考和精确的操作技能。学习风格上，部分学生可能更倾向于独立探索，而另一部分学生则更倾向于团队合作。

3.学生可能遇到的困难和挑战。

学生在设计制作简易潜望镜的过程中，可能会遇到以下困难和挑战：一是对潜望镜工作原理的理解不够深入，导致设计思路不清晰；二是材料选择和加工过程中，可能会遇到材料硬度过大或过小、切割不准确等问题；三是实验操作过程中，可能对光的折射角度和反射角度的精确测量感到困难。针对这些挑战，教师需引导学生进行充分的讨论和合作，共同解决问题。教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：通过讲解潜望镜的原理，帮助学生建立初步的认识。

2.讨论法：引导学生分组讨论材料选择、制作步骤等，培养学生的合作能力和创新思维。

3.实验法：通过实际制作潜望镜，让学生在实践中掌握光学知识，提高动手能力。

教学手段：

1.多媒体展示：利用PPT展示潜望镜的结构图和制作步骤，直观教学。

2.实物演示：展示已完成潜望镜的实物，让学生直观感受制作效果。

3.在线资源：利用网络平台提供相关学习资料，拓展学生知识面。教学过程设计一、导入环节（5分钟）

1.创设情境：展示潜水艇潜行的画面，提问学生如何在水下观察水面上的情况，激发学生对潜望镜的好奇心。

2.提出问题：引导学生思考潜望镜的工作原理，引发学生对光学知识的兴趣。

二、讲授新课（15分钟）

1.潜望镜原理讲解：介绍潜望镜的基本结构和工作原理，包括光的折射和反射。

2.材料选择：讲解潜望镜制作所需材料，如镜子、管子、胶带等。

3.制作步骤：详细讲解潜望镜的制作过程，包括切割镜子、组装管子、固定镜子等。

三、巩固练习（10分钟）

1.学生分组：将学生分成小组，每组准备制作潜望镜的材料。

2.实地操作：每组学生在指导下开始制作潜望镜，教师巡视指导。

3.制作展示：各小组完成潜望镜制作后，展示自己的作品，讲解制作过程和心得。

四、课堂提问（5分钟）

1.提问：让学生回忆潜望镜的工作原理，并解释其在实际生活中的应用。

2.互动：教师提问学生制作过程中遇到的问题，引导学生共同探讨解决方法。

五、师生互动环节（10分钟）

1.教师提问：针对制作过程中的难点，教师提问学生，如光的折射角度如何确定等。

2.学生回答：学生分组讨论，回答教师提出的问题，教师给予点评和指导。

3.互动总结：教师总结学生在制作过程中遇到的问题及解决方法，强调重点。

六、创新教学环节（5分钟）

1.角色扮演：教师邀请学生扮演潜望镜的发明者，讲解潜望镜的发明过程。

2.小组竞赛：以小组为单位，进行潜望镜制作比赛，激发学生的竞争意识。

七、核心素养拓展（5分钟）

1.引导学生思考：潜望镜的制作过程体现了哪些核心素养？

2.学生分享：让学生分享在制作过程中体现的创新思维、团队合作、问题解决等核心素养。

教学过程流程环节：

1.导入环节（5分钟）

2.讲授新课（15分钟）

3.巩固练习（10分钟）

4.课堂提问（5分钟）

5.师生互动环节（10分钟）

6.创新教学环节（5分钟）

7.核心素养拓展（5分钟）

教学过程中，教师应密切关注学生的学习情况，及时调整教学策略，确保教学效果。教学时间共计45分钟。知识点梳理1.潜望镜的基本原理

-光的折射：潜望镜利用了光的折射原理，光线从一种介质进入另一种介质时会发生偏折。

-光的反射：潜望镜中的镜子起到反射光线的作用，使观察者能够看到水面上的景象。

2.潜望镜的结构

-管道：潜望镜的主体部分，用于连接上下观察窗口。

-观察窗口：潜望镜的上端和下端各有一个窗口，用于观察外部环境。

-反射镜：潜望镜内部安装的镜子，用于反射光线，使观察者能够看到水面上的景象。

3.制作潜望镜的材料

-管子：用于制作潜望镜的管道，可以选择透明塑料管或玻璃管。

-镜子：潜望镜内部使用的镜子，可以是平面镜或球面镜，用于反射光线。

-胶带：用于固定镜子在潜望镜内部的位置。

-连接件：用于连接管道和观察窗口的部件。

4.制作潜望镜的步骤

-切割管道：根据潜望镜的设计要求，将管道切割成适当长度。

-确定观察窗口位置：在管道上确定观察窗口的位置，并进行标记。

-安装反射镜：将镜子粘贴在管道内部，确保其能够反射光线。

-连接管道和观察窗口：将管道的两端分别与观察窗口连接。

-固定连接件：使用胶带或其他固定方式，确保连接件牢固。

5.潜望镜的调整和使用

-调整角度：根据观察需求，调整潜望镜的角度，使观察窗口与观察目标保持水平。

-观察操作：通过观察窗口观察外部环境，可以使用潜望镜进行潜行观察或特殊场合下的观察。

6.潜望镜的实际应用

-军事领域：潜望镜在军事领域有广泛的应用，如潜艇、战舰等水下作战装备。

-水下作业：潜望镜可用于水下作业，如水下考古、水下施工等。

-民用领域：潜望镜在民用领域也有应用，如水下摄影、水下观测等。板书设计①潜望镜的基本原理

-光的折射

-光的反射

-折射定律：入射角等于折射角

-反射定律：入射角等于反射角

②潜望镜的结构

-管道：连接上下观察窗口

-观察窗口：上下两端用于观察

-反射镜：内部反射光线

-连接件：连接管道和观察窗口

③制作潜望镜的材料

-管子：透明塑料管或玻璃管

-镜子：平面镜或球面镜

-胶带：固定镜子

-连接件：连接管道和观察窗口

④制作潜望镜的步骤

-切割管道

-确定观察窗口位置

-安装反射镜

-连接管道和观察窗口

-固定连接件

⑤潜望镜的调整和使用

-调整角度

-观察操作

⑥潜望镜的实际应用

-军事领域：潜艇、战舰

-水下作业：考古、施工

-民用领域：摄影、观测教学反思与改进教学反思是教学过程中不可或缺的一环，通过反思，我们可以不断优化教学策略，提升教学效果。在本次“学生实验：设计制作简易潜望镜”的教学中，我总结以下几点反思与改进：

1.在导入环节，我注意到有些学生对于潜望镜的应用场景并不了解，因此在今后的教学中，我计划在导入时加入一些实际应用的图片或视频，让学生更直观地感受到潜望镜的作用，从而激发他们的学习兴趣。

2.在讲授新课的过程中，我发现部分学生在理解光的折射和反射原理时存在困难。为了更好地帮助他们，我打算在课堂上多举一些生活实例，让学生通过对比分析，加深对光学知识的理解。

3.在巩固练习环节，我观察到学生在实际操作中遇到了一些问题，如材料切割不准确、连接不牢固等。为了提高学生的动手能力，我计划在未来的教学中加入更多类似实验，让学生在实践中不断摸索和改进。

4.在师生互动环节，我发现有的学生参与度不高，可能是由于缺乏自信或对知识掌握不够。针对这一问题，我打算在课堂上更多地鼓励学生提问和表达自己的观点，营造一个轻松、互动的课堂氛围。

5.最后，在教学评价方面，我意识到仅通过课堂表现和实验结果来评价学生的表现不够全面。因此，我计划在未来的教学中，采用多元化评价方式，包括学生自评、互评以及过程性评价，更全面地了解学生的学习情况。典型例题讲解1.例题：一个平面镜的长度为30cm，一个物体放在镜前20cm处，求物体的像距离平面镜的距离。

解答：根据平面镜成像原理，物体与其像的距离相等，因此物体与像的总距离为物距的两倍。

物距=20cm

像距=20cm

物体与像的总距离=20cm+20cm=40cm

2.例题：一个潜望镜的长度为2m，若在潜望镜中观察到水面上的物体距离水面1.5m，求物体距离潜望镜下端观察窗口的距离。

解答：潜望镜内部的光线经过折射，根据光的折射定律，入射角等于折射角。因此，物体到潜望镜下端观察窗口的距离等于物体到水面的距离。

物体距离水面=1.5m

物体距离潜望镜下端观察窗口=1.5m

3.例题：一个简易潜望镜由两个平面镜组成，两镜面之间的距离为50cm，物体距离第一个镜面20cm，求物体在第二个镜面上的像距离。

解答：根据平面镜成像原理，物体与其像的距离相等。因此，物体在第二个镜面上的像距离等于物距的两倍加上镜面间的距离。

物距=20cm

像距=20cm*2=40cm

物体到第二个镜面的距离=40cm+50cm=90cm

4.例题：一个潜望镜的反射镜与水平面成45度角，物体距离反射镜20cm，求物体在潜望镜中看到的像距离。

解答：由于反射镜与水平面成45度角，因此入射角等于45度。根据反射定律，反射角也等于45度。因此，物体在潜望镜中看到的像距离等于物距的两倍。

物距=20cm

像距=20cm*2=40cm

5.例题：一个潜望镜由两个平面镜组成，两个镜面之间的距离为70cm，物体距离第一个镜面30cm，求物体在第二个镜面上的像距离。

解答：根据平面镜成像原理，物体与其像的距离相等。因此，物体在第二个镜面上的像距离等于物距的两倍加上镜面间的距离。

物距=30cm

像距=30cm*2=60cm

物体到第二个镜面的距离=60cm+70cm=130cm教学评价与反馈1.课堂表现：学生在课堂上的参与度较高，能够积极回答问题，对于实验操作表现出浓厚的兴趣。大部分学生能够按照实验步骤完成潜望镜的制作，显示出良好的动手能力。

2.小组讨论成果展示：在小组讨论环节，学生能够主动分享自己的观察和想法，提出了一些创新性的设计建议。小组成员之间合作良好，共同解决了制作过程中遇到的问题。

3.随堂测试：通过随堂测试，评估学生对潜望镜原理的理解程度。测试结果显示，大部分学生能够正确解释潜望镜的工作原理，但对于光的折射和反射的定量关系理解仍有待加强。

4.学生自评与互评：在实验结束后，学生进行了自评和互评。自评中，学生反思了自己的实验过程和成果，发现了自己的不足之处。互评环节，学生之间互相指出对方的优点