《设计潜望镜》教学设计-2026-2027学年教科版六年级科学上册

《设计潜望镜》教学设计-2026-2027学年教科版（新教材）

小学科学六年级上册

一、教材分析

本课是教科版小学科学六年级上册第二单元《光》的第5课时，

隶属于新课标“物质科学”领域中光的传播与应用核心内容。本单元

前序课程已完成光的直线传播、光的反射基础规律等知识点教学，本

节课是光学基础知识的综合应用课，实现了从理论认知到工程设计、

动手实践的进阶。

课本原文核心内容指出：潜望镜是利用光的反射原理制作的光学

仪器，内部装有两块平行且与镜筒呈45。夹角的平面镜。外界物体

的光线经上方平面镜反射至下方平面镜，再次反射后进入人眼，使人

在隐蔽位置观察到外界景物。教材依托简易潜望镜设计与制作活动,

引导学生掌握光学原理的实际应用，初步建立工程设计思维。本节课

承接基础光学知识，衔接后续光学仪器应用学习，既能巩固光的反射

核心知识点，又能培养学生设计、制作、调试、优化的工程能力。

二、学情分析

通过本单元前四课的学习，学生已经掌握了光沿直线传播、光的

反射现象及基本规律等核心知识。在《光的反射现象》一课中，学生

通过实验认识了反射角等于入射角的规律，对光的反射有了比较深入

的理解。

六年级学生具备一定的工程思维萌芽，在生活中可能见过或听说

过潜望镜，但对潜望镜的内部结构和工作原理缺乏系统认识。学生已

经具备小组合作、动手操作的能力，能够在教师引导下进行简单的T

程设计和实践操作。本课教学应注重引导学生将已学的光学知识迁移

应用到工程设计中，培养学生的技术设计与工程思维能力。

三、核心素养教学目标

1.科学观念

掌握潜望镜的工作原理，明确潜望镜依靠两次光的反射改变光的

传播方向；知晓两块平面镜平行、45。倾斜放置是潜望镜正常工作的

核心条件。

2.科学思维

能通过观察、推理分析潜望镜的光路传播路径，自主归纳潜望镜

的结构特点；能根据光的反射规律，推理平面镜的放置角度与光线传

播方向之间的关系。

3.探究实践

能小组合作完成潜望镜的设计方案，包括材料选择、结构设计、

光路分析；能按照设计方案进行制作和测试，在调试过程中发现问题

并尝试改进。

4.态度责任

感受科学技术在生活中的应用价值，体会工程设计与科学原理的

紧密联系；培养严谨的设计态度和合作精神，乐于分享设计思路与制

作经验。

四、教学重难点

教学重点：理解潜望镜的工作原理一一利用两块平面镜的两次

反射改变光的传播方向。

教学难点：分析潜望镜中光的传播路径，理解两块平面镜平行

且45。倾斜放置的原理。

五、教学过程

（-）情境导入，引出任务

教师展示一个真实的潜望镜模型（或播放潜水艇使用潜望镜的视

频片段）。

师：同学们，请看老师手里拿的是什么？

生：潜望镜！

师：对，这就是潜望镜。大家知道潜望镜是干什么用的吗？

生：潜水艇里用的，可以观察水面的情况。

师：这位同学说得很对。潜望镜最早就是应用在潜水艇上的，潜

水艇潜入水下后，艇内的人员无法直接看到水面上的情况，潜望镜就

能帮助他们观察到水面上的动静。大家想一想，潜望镜为什么能让人

们在下面看到上面的东西呢？

生：因为它里面装了镜子。

师：装了镜子？镜子能起到H么作用呢？

生：反射光。

师：对！潜望镜就是利用光的反射原理制成的。那么它里面到底

是怎么设计的呢？今天我们就来当一回“小小工程师”，自己来设计

一个潜望镜。

设计意图：通过真实情境引入，激发学生的学习兴趣和设计欲

望，同时引出本课的核心任务一一设计潜望镜。

(-)观察结构，初识原理

师：要设计潜望镜，首先要知道潜望镜里面是什么样子的。请大

家看课本上的潜望镜结构图(或教师展示潜望镜剖面图)。

师：从图中我们可以看到，潜望镜的内部有什么？

生：有两面镜子。

师：对，有两面平面镜。它们是怎么放置的？

生：一面在上面，一而在下面。

师：再仔细看看，镜面朝什么方向？

生：上面的镜子朝下，下面的镜子朝上。

师：更准确地说，两块平面镜是平行放置的，并且每一块都与镜

筒的上下方向呈45°的夹角。也就是说，镜面与水平方向成45°角。

师：大家想一想，为什么两块镜子要这样放置呢？如果随便放,

还能看到上面的东西吗？

生：不能，因为光反射的角度就不对了。

师：这位同学说到了关键。光的反射是有规律的一一反射角等于

入射角。镜子的角度决定了光怎么反射、往哪里反射。45°的放置是

有科学道理的。

设计意图：引导学生观察潜望镜的结构图，从直观形象入手建

立对潜望镜结构的初步认识，同时引发对“为什么这样设计”的思考。

（三）光路分析，理解原理

师：现在我们来分析一下潜望镜中光是怎么传播的。请同学们拿

出纸和笔，试着画一画潜望镜中光的传播路线。

（学生尝试画光路图，教师巡视）

师：哪位同学来黑板上画一画你的想法？

（学生上台画光路图）

师：大家看，这位同学画的光路图对不对呢？我们一起来分析一

下。假设我们要观察上方的一个物体，物体发出的光向哪个方向传

播？

生：向四面八方传播。

师：对，物体发出的光向各个方向传播。其中有一部分光射向了

潜望镜上方的进光口，照到了第一面平面镜上。第一面平面镜把光反

射到哪个方向？

生：反射到下面。

师：对，经过第一面镜子的反射，光改变了方向，沿着镜筒向下

传播。光继续往下走，碰到了第二面平面镜。第二面镜子又做了什么？

生：又把光反射了一次。

师：第二次反射后，光向哪个方向传播？

生：向水平方向，射进人的眼睛。

师：非常正确！经过两次反射，光从上方物体传播到了下方观察

者的眼睛里。这就是潜望镜的工作原理一一利用两块平面镜的两次反

射，改变了光的传播方向。

师：大家注意，如果没有这两次反射，光能拐弯进入我们的眼睛

吗？

生：不能，光是沿直线传播的，不会自己拐弯。

师：说得对！正是利用了光的反射，才让光“拐了弯”，让人们

在隐蔽的位置看到外面的景物。

设计意图：通过画光路图、分析光传播路径，将抽象的物理原

理直观化，帮助学生深入理解潜望镜的工作原理，实现从“知道是什

么“至I」“理解为什么”的跨越。

（四）设计方案，合作探究

师：理解了潜望镜的工作原理，现在轮到大家来设计了。请各小

组讨论，设计一个简易潜望镜的方案。

教师出示设计要求：

1.画出潜望镜的设计草图，标出平面镜的位置和角度。

2.画出光的传播路线，用箭头标出方向。

3.列出制作需要的材料

4.写出制作步骤。

（学生分组讨论、设计，教师巡视指导）

师：哪个小组来分享一下你们的设计方案？

生：我们打算用硬纸板做镜筒，用两面小镜子做反射镜。上面的

镜子斜着放，镜面朝下；下面的镜子也斜着放，镜面朝上。两面镜子

要平行。

师：非常好。你们画光路图了吗?

生：画了。光从上面进来，照到第一面镜子上，反射到下面，再

照到第二面镜子上，反射到我们的眼睛里。

师：很完整！大家注意，两面镜子不仅要平行，而且每一面都要

与镜筒成45°角。为什么必须是45°呢？大家想一想，如果角度不

是45°,光还能顺利地从上方传到下方、再传到眼睛里吗？

生：可能就不能了，光会反射到别的地方去。

师：对！45°是一个经过计算的角度，能保证光经过两次反射后

准确进入观察者的眼睛。如果角度不对，光就“走不到"眼睛里去。

师：其他小组还有什么不同的设计思路吗？

（各小组继续分享设计方案，教师适时点评）

设计意图：通过小组合作设计方案，培养学生的工程设计能力

和合作交流能力。在分享与点评中，深化对潜望镜工作原理的理解。

（五）方案完善与展示交流

师：听了其他小组的分享，大家对自己的设计方案有没有什么新

的想法？可以进一步完善你们的设计。

（学生修改完善设计方案）

师：现在请各小组把你们的设计方案展示给大家，其他小组可以

提出建议或疑问。

生（第一组）：我们的设计是用牙膏盒做镜筒，因为牙膏盒是长

条形的，大小合适。两面镜子用双面胶固定在盒子的两端，角度调成

45°o

生（第二组）：我们想问，你们怎么保证镜子固定成45。呢？

生（第一组）：可以用量角器先量好角度，再用胶带固定。

师：很好的建议！工程设计中，精确测量是非常重要的环节c还

有哪个小组要展示？

生（第三组）：我们打算用卡纸卷成圆筒做镜筒，在筒壁上开两

个窗口来放镜子。这样外观更像真正的潜望镜。

师：圆筒形的设计确实更接近真实的潜望镜。不过大家要注意，

圆筒内固定镜子可能会比方形盒子难一些，需要想办法把镜子稳稔地

固定住。

师：通过今天的设计活动，大家不仅理解了潜望镜的工作原理,

还亲身体验了工程设计的流程一一分析需求、设计方案、考虑材料、

思考制作方法。下节课我们将按照大家的设计方案，动手制作潜望镜

并进行测试。

设计意图：通过展示交流，让学生相互学习、相互启发，在质

疑与解答中完善设计方案。同时引导学生体会工程设计的完整流程。

（六）课堂小结

师：今天我们学习了设计潜望镜。谁来总结一卜这节课的主要内

容？

生：潜望镜是利用光的反射原理制成的，里面有两块平面镜。

生：两块镜子要平行放置，和镜筒成45。角。

生：光经过两次反射，从上方传到下方,让人们看到上面的东西。

师：同学们总结得很全面。潜望镜利用两块平面镜的两次反射改

变光的传播方向，让人在隐蔽位置观察到前方或上方的物体。两块平

面镜平行且与镜筒呈45°夹角是潜望镜正常工作的核心条件。今天

我们完成了设计方案，下节课我们将动手制作，把设计变成现实。

师：其实，潜望镜的原理在生活中还有很多应用。课后请大家思

考，还有哪