《3 潜望镜与万花筒》教学设计-2026-2027学年苏教版（新教材）小学科学五年级上册

《3潜望镜与万花筒》教学设计-2026-2027学年苏教版（新教材）小学科学五年级上册学情分析本节课授课对象为小学五年级学生，经过四年级及本单元前几课时的学习，学生已经初步掌握光沿直线传播、光的镜面反射等基础光学知识，能够识别生活中简单的光反射现象，具备基础的观察、实验和小组合作探究能力。五年级学生好奇心强，对手工制作、趣味光学器具充满探索欲望，具象思维占据主导，同时逐步发展初步的逻辑推理和归纳总结能力，能够在教师引导下关联现象与原理。但学生的知识应用能力和工程思维较为薄弱，多数学生只能记住光反射的基础概念，无法自主关联潜望镜、万花筒的结构与工作原理，难以理解“多次反射”的成像逻辑。同时，学生动手操作时规范性不足，组装器具时容易出现镜面角度偏差、结构错位等问题，且对比分析两种器具异同、提炼结构与功能关系的能力有待提升。此外，学生对光学知识的生活应用认知局限，不清楚潜望镜、万花筒在生活、科技中的实际价值，需要通过具象实验、动手制作、师生互动引导深化认知。教材分析《潜望镜与万花筒》是2026-2027学年秋季学期苏教版新教材五年级上册第一单元《光与色彩》的核心应用课，承接本单元光的直线传播、光的反射基础内容，是光学理论知识走向工程实践、生活应用的关键课时。新教材立足新课标素养要求，弱化枯燥的概念背诵，强化探究实践与工程思维培养，以两种经典光学器具为载体，串联光的单次反射、多次反射核心知识点。教材内容分为两大板块，逻辑层次清晰。第一板块聚焦潜望镜，通过实物观察、结构图解读、光路分析，引导学生认识潜望镜的基本结构、镜面摆放角度，理解其利用两次平行镜面反射实现隐蔽观察的原理；第二板块围绕万花筒，通过观察万花筒成像效果、拆解内部结构，探究多面镜面夹角与成像数量、图案变化的关系，掌握光的多次反射成像规律。教材搭配实景图片、结构示意图、制作步骤图示，贴合小学生认知特点，同时设置探究问题、实践任务，引导学生从“观察现象”到“探究原理”再到“动手创造”，层层递进构建知识体系。本节课的学习不仅巩固前置光学知识，更为后续色彩光学、复杂光学仪器学习奠定实践和思维基础，是单元知识落地、素养落地的重要衔接课。核心素养教学目标结合最新小学科学课程标准，立足科学核心素养四大维度，制定本节课精准、可落地的教学目标：科学观念明确潜望镜和万花筒的工作核心均为光的反射现象，知晓潜望镜利用光的两次平行反射成像，万花筒利用光的多次多角度反射形成对称图案。掌握潜望镜核心结构特点：两片平面镜相互平行、与镜筒呈45°夹角；了解万花筒三面镜面的组合结构，知道镜面夹角越小，成像数量越多、图案越丰富。了解潜望镜、万花筒在生活、军事、生活娱乐中的实际应用，建立光学知识服务生活、科技的认知。科学思维能够通过观察器具结构、分析光路示意图，推理两种光学器具的成像原理，培养逻辑推理和现象归因能力。能够对比潜望镜与万花筒的结构差异、成像效果差异，总结结构与功能的对应关系，建立“结构决定功能”的科学思维模型。能够根据成像问题，分析器具制作中的误差原因，初步形成批判性思维和优化改进的思维意识。探究实践能够独立观察、拆解模拟器具，准确识别潜望镜、万花筒的内部结构，规范梳理光路传播路径。能够小组合作完成简易潜望镜、万花筒的制作实验，规范操作、精准调整镜面角度，完成成像效果测试。能够记录实验现象、总结实验规律，针对制作过程中出现的成像模糊、无成像、图案单一等问题进行调试优化。态度责任保持对光学现象和科学制作的探究热情，乐于动手实践、主动思考，养成严谨细致的科学探究习惯。感受光学科学的趣味性和实用性，体会科学技术源于生活、服务生活的特点，增强科学学习的价值认同感。在小组合作制作中，学会分工协作、交流分享，培养团队合作意识和创新实践精神。教学重难点教学重点掌握潜望镜和万花筒的工作原理，理解光的多次反射在两种器具中的应用。熟知两种器具的核心结构特点，能够独立完成简易潜望镜、万花筒的制作与成像测试。教学难点精准理解潜望镜45°平行镜面的光路传播过程，厘清两次反射的成像逻辑。探究万花筒镜面夹角与成像数量、图案变化的规律，建立结构与成像效果的关联认知。结合原理优化制作作品，解决实践中的成像误差问题，落实工程思维培养。教学过程情境导入，激趣设问课堂伊始，教师创设生活化趣味情境，开展体验活动。教师手持简易潜望镜，邀请学生上台体验：隔着讲台遮挡物，利用潜望镜观察讲台后方的物品，其他学生观察体验现象。体验结束后，教师展示教材本课开篇实景图片：潜水艇水下观察海面、战壕士兵隐蔽观察的场景，结合图片提问引导思考。师：同学们，刚刚大家体验的潜望镜非常神奇，被遮挡的物体我们直接看不到，但是通过潜望镜就能清晰观察。结合我们之前学过的光学知识，大家想一想，潜望镜没有镜头、没有光源，为什么能帮助我们看到遮挡物后方的物体？它利用了我们学过的哪种光学现象？生1：我觉得和镜子反光有关，应该利用了光的反射现象。生2：普通镜子只能直接成像，潜望镜可以拐弯看东西，应该是光反射了好几次。教师肯定学生的猜想，继续延伸提问：大家的猜想非常有道理！生活中还有一种好玩的玩具万花筒，转动筒身就能看到千变万化的彩色图案，它的背后也藏着光的反射奥秘。同样是利用光的反射，为什么潜望镜可以用来观察物体，万花筒却能形成多彩对称的图案？今天我们就结合教材内容，一起探究《潜望镜与万花筒》的秘密。设计意图：通过沉浸式体验、教材实景图片观察和递进式设问，快速激活学生已有知识储备，激发学生探究兴趣，精准聚焦本节课核心探究主题，为后续原理学习和实践探究做好铺垫。探究新知：解读教材，探究潜望镜的结构与原理教材内容精读，认知基本结构教师引导学生翻开教材本课潜望镜板块，带领学生精读教材文字内容、观察潜望镜实物图和内部结构示意图。教师标注教材核心知识点，逐句解读：教材明确说明，潜望镜是一种隐蔽观察的光学仪器，广泛应用于潜水艇、战壕、井下作业等场景，其核心部件是两块平面反光镜。教师结合教材结构图提问，开展师生互动探究：请大家仔细观察教材结构图，数一数潜望镜内部有几块平面镜？这两块镜子是随意摆放的吗？它们的位置、角度有什么特点？学生自主观察教材图示后小组讨论，随后汇报交流。生1：潜望镜内部有两块平面镜，上下各一块。生2：两块镜子是平行摆放的，不是倾斜杂乱的。生3：每块镜子都和镜筒的筒壁形成了倾斜角度，看起来是45度角。教师结合学生回答，总结教材核心知识点并板书：潜望镜核心结构——两块平面镜、相互平行、与镜筒呈45°夹角。同时展示光路示意图，细化讲解教材隐含的光路知识：外界物体发出的光线，沿直线传播进入潜望镜上端口，照射到上方的平面镜上，发生第一次光的反射，光线垂直向下传播；随后光线照射到下方的平面镜上，发生第二次反射，光线水平射出，进入人的眼睛，我们就能看到远处、被遮挡的物体。原理深化，答疑解惑师：为什么两块镜子必须保持平行、45°摆放？如果角度偏大或者偏小，会出现什么问题？大家结合光路图想一想。学生思考发言后，教师结合教材案例补充讲解：如果镜面角度不是45°，光线反射后的传播方向会发生偏移，无法顺利从下端口射出，就会出现看不到物体、成像模糊的现象；如果两块镜子不平行，光路会错乱，无法完成两次有序反射，潜望镜就会失效。这也印证了科学中“结构决定功能”的规律。设计意图：紧扣教材原文、图示展开教学，通过层层设问、图文结合、原理拆解，帮助学生突破教学难点，清晰掌握潜望镜的结构和工作原理，培养学生读图析图、知识归纳的能力。探究新知：研读教材，探究万花筒的成像规律观察体验，感知现象教师出示万花筒实物，邀请学生轮流观察，感受万花筒转动后图案变化的特点。随后引导学生阅读教材万花筒板块内容，对比潜望镜结构，思考两种器具的异同点。师：结合教材内容，大家说一说万花筒和潜望镜的内部结构有什么不同？它的反光部件有几块？生：潜望镜是两块镜子，万花筒里面有三块镜子，围成了一个三角形。拆解原理，总结规律教师结合教材图示讲解核心知识点：教材中明确指出，万花筒内部由三块大小相同的长方形平面镜组成，三面镜子两两对接，形成封闭的三角柱结构。筒内放置彩色碎纸屑、彩色塑料碎片等透光、反光材料。光线进入万花筒后，会在三块镜面之间发生多次反复反射，形成大量对称的虚像，拼接成绚丽多彩的对称图案。教师开展递进式提问，引导学生探究规律：为什么转动万花筒，图案就会不断变化？如果改变镜面的夹角，成像数量会改变吗？学生小组实验探究：利用两块平面镜，调整不同夹角，观察彩色物体的成像数量，记录实验现象。小组汇报后，教师总结教材核心规律：镜面夹角越小，光线反射次数越多，成像数量越多，图案越复杂；夹角越大，成像数量越少。万花筒正是利用三面镜子的固定夹角，通过多次反射形成无限循环的对称图案。对比归纳，梳理知识教师出示对比表格，引导学生集体梳理潜望镜与万花筒的异同，巩固新知。相同点：工作原理都是光的反射；不同点：潜望镜两块平行镜面、两次反射、用于观察实物；万花镜三块合围镜面、多次反射、形成对称艺术图案。设计意图：依托教材内容，通过体验观察、对比探究、实验验证的方式，引导学生自主发现万花筒成像规律，通过表格梳理异同，帮助学生构建清晰的知识体系，培养对比分析、归纳总结的科学思维。动手实践：制作简易潜望镜与万花筒明确制作要求与材料教师结合教材制作步骤图示，向学生展示制作材料：硬纸板、平面镜、双面胶、剪刀、彩色碎纸、透明塑料膜等，逐一步骤讲解教材规范制作流程，强调操作重难点：潜望镜制作需保证镜面平行、45°固定；万花筒需保证三块镜面拼接紧密、夹角均匀。小组合作制作，教师巡回指导学生以四人小组为单位，分工合作完成制作，教师巡回巡视，针对学生常见问题进行指导：镜面角度偏移、固定不牢固、筒身密封不严等问题。过程中开展实时互动：师：大家制作的潜望镜能不能正常成像？如果看不到物体，大家检查一下是哪里出现了问题？生：我的镜子角度歪了，光线射不出来！教师引导学生自主调试、优化作品，培养工程优化思维。作品展示与测评各小组完成制作后，上台展示作品，演示成像效果，分享制作心得和调试过程。教师点评各组作品，肯定优点，指出改进方向，强化结构与功能的关联认知。设计意图：严格依据教材制作流程开展实践活动，落实探究实践核心素养，让学生在动手操作中深化原理认知，在问题调试中提升实践能力，在合作展示中增强表达与协作能力。生活拓展，知识延伸教师结合教材拓展内容，引导学生思考生活中的应用。师：除了我们课堂上制作的器具，生活中还有哪些物品利用了光的多次反射原理？学生自由发言：汽车后视镜、反光路灯、医用额镜、天文望远镜等。教师补充讲解：潜望镜广泛应用于潜水艇、安防监控、井下勘探；万花筒的成像原理被应用于艺术设计、灯光舞台设计等领域，让学生感受科学与生活、科技、艺术的紧密联系。设计意图：延伸教材知识，打通课堂与生活的壁垒，培养学生学以致用的能力，落实态度责任素养，增强科学学习的实用性认知。课堂小结本节课我们聚焦光的反射的工程应用，依托教材内容完成了完整的探究与实践学习。首先我们通过情境体验，明确了潜望镜和万花筒的核心工作原理是