《制作潜望镜》教学设计-2026-2027学年教科版六年级科学上册

《制作潜望镜》教学设计-2026-2027学年教科版（新教

材）小学科学六年级上册

一、学情分析

本节课授课对象为六年级学生，学生在本单元前序课时已系统

学习光沿直线传播、光的反射基础规律，能够说出光线遇到镜面会

改变传播方向，具备基础光路认知模型搭建能力。六年级学生动手

操作能力、小组协作意识较强，对手工制蚱、光学仪器类实践活动

具备浓厚探究兴趣，但存在明显认知短板：一是空间转化能力不

足，难以将抽象光路图与实物内部结构对应；二是工程实践经验匮

乏，无法精准把控平面镜45°安装角度，制作过程易出现成像模

糊、视野缺失等故障；三是知识迁移能力薄弱，只能记忆单一反射

现象，难以理解两次连续反射协同改变光路的逻辑。

同时.，该年龄段学生已具备完整科学徐究思维，能够完成“猜

想一操作一验证一修正”探究流程，可开展师问生答、小组讨论、

故障排查等课堂互动活动；部分学生能够刍主利用生活废旧材料开

展拓展创作，但操作时容易忽略工具使用安全，课堂中需同步渗透

规范操作、严谨求实的科学行为习惯，贴合2022版科学课程标准

5-6年级学段素养培养要求。

二、教材分析

《制作潜望镜》是教科版2026秋季新教材六年级上册第二单

元《光》的工程实践应用课，本单元整体遵循“认识光的传播一光

的反射规律一反射技术应用一光的色散”澧进逻辑，本课承接光的

反射核心理论，属于单元知识落地的实践载体，是连接光学理论与

生活工程技术的关键课时。

教材正文分为三大板块：第一板块为潜望镜实物观察与原理图

解，配图展示简易潜望镜剖面结构，标注两块平行平面镜、45。倾

斜角度，配套光路箭头示意图，引导学生硫理光线两次反射完整路

径；第二板块为标准化制作流程，完整呈现纸盒绘图、剪缝隙、嵌

入镜片、开设观察窗口四步操作，明确三角板、平面镜、长纸盒等

基础材料；第三板块为测试改进与拓展应用，设置调试观察、故障

分析、生活应用三大探究任务，介绍潜艇观测、管道检修、安全实

验观测等真实使用场景。

教材编写突出“理论建模+工程制作+技术应用”三位一体

设计思路，摒弃单纯手工操作训练，以制作活动倒逼学生深度理解

光的反射原理，同步渗透工程设计、测试优化的技术思维，为后续

《制造彩虹》光的色散探究搭建探究方法支架，完整落实物质科学

领域“光的传播与反射”核心概念学习要求。

三、核心素养教学目标

(-)科学观念

1.清晰说出潜望镜工作依托光的两次反射原理，能规范绘制光路

示意图，准确标注光线入射、两次反射、进入人眼完整传播路

径。

2.掌握潜望镜核心结构特征：两块平面镜平行放置，镜面相对，

均与水平面呈45。夹角，理解角度偏差会直接影响成像效

果。

3.能结合实例说明光的反射原理在观测仪器、生活设备中的广泛

应用。

（二）科学思维

1.通过分析教材剖面结构图，运用推理、建模思维建立抽象光路

与实物结构的对应关系，解释“低史看见高处物体”的底层逻

辑。

2.在制作调试环节，针对成像模糊、看不到物体等故障开展对比

分析，自主推理故障成因，提出针对性修正方案，培养问题解

决逻辑。

3.能对比不同材质潜望镜（纸盒、塑料管）的优缺点，辩证分析

材料、结构对光学仪器功能的影响。

（三）探究实践

1.能依据教材标准步骤，小组协作完成简易潜望镜完整制作，规

范使用直尺、三角板、剪刀等工具，把控镜片安装角度。

2.独立完成成品测试，记录观测现象，针对制作缺陷开展二次调

试优化，完整经历工程产品“设计一制作一测试一改进”全过

程。

3.自主选用生活废旧材料设计创新款潜望镜，完成拓展实践任

务。

（四）态度责任

1.小组合作中养成耐心细致、分工配合的探究习惯，遇到制作失

败不急躁，主动反复调试，建立实事求是的科学探究态度。

2.通过了解潜望镜在航海、科研领域的应用，感受光学科学技术

对社会发展的价值，树立运用科学知识解决实际问题的意识。

3.规范使用剪刀等尖锐工具，树立实验操作安全意识，养成爱护

实验材料、课后整理器材的良好习惯°

四、教学重难点

教学重点

1.理解潜望镜两次光反射的工作原理，能规范绘制、解读教材光

路示意图。

2.按照教材流程完成潜望镜制作，精准把控平面镜45。安装角

度，制作出可正常观测的成品。

教学难点

1.建立二维光路图纸与三维纸盒实物的空间对应思维，自主分析

角度偏差造成观测故障的内在原因。

2.结合光的反射知识，自主排查制作故障、优化潜望镜结构，实

现理论知识向工程实践的灵活迁移。

五、教学过程

（-）情境导入，激活旧知，引出课题

教师展示潜艇水下观测海面实景图片、管道检修潜望镜头实物

图，投影教材开篇潜望镜实景配图，开启课堂互动问答。

师：同学们，观察教材第一张图片，水下潜艇想要观察海面船

只，不能直接上浮，管道工人检修地下管线也无法直接俯身观察内

部，大家知道他们依靠什么工具完成观测吗？

生1：我在科普视频里见过，用的是潜望镜！

生2：这个工具可以绕过遮挡物看到另一边的物体。

师：回答很准确，就是潜望镜。那大家结合上节课学习的光的反射

知识猜想，潜望镜能绕过障碍物观测物体，依靠的是什么光学规

律？

生3：应该是光碰到镜面会反射，改变光线前进方向。

师：大家能主动关联旧知识，非常棒。今天我们就结合教材完整内

容，从原理拆解、动手制作、测试优化三个环节，亲手制作一台简

易潜望镜，完整搞懂它的光学秘密。板书课题《制作潜望镜》。

设计意图：依托教材实景图片创设真实工程情境，以递进式问

答唤醒学生光的反射旧知，搭建新旧知识矫梁，激发学生动手制

作、探究原理的学习欲望，自然切入本节课核心学习任务。

（-）研读教材图文，拆解潜望镜工作原理

教师发放教材，指引学生聚焦教材第一板块“潜望镜内部构造

与光路图”，投影放大教材剖面示意图，分步讲解教材图文内容，

同步开展全班问答互动。

1.教材结构图分步解读

师：请大家仔细阅读教材左侧潜望镜剖面结构图，先观察图中

有哪些核心部件，同桌之间相互说一说。给大家一点观察思考时

间。

学生同桌交流后集体发言。

生4：图里有一个长筒形镜身，上下各有一块小镜子，还有两个窗

口，分别用来进光和观察。

师：观察十分细致。大家再看图中标注的角度线，两块镜子摆放有

什么统一角度？教材用三角标注清晰标出了数值，谁能找出来？

生5：镜子和盒子底部形成45°角，两块镜子角度一样。

师：完全正确，教材明确标注平面镜与水平面夹角固定为45。，同

时大家留意，两块镜子的镜面是面对面摆放，也就是平行相对，这

是潜望镜能正常成像的核心结构要求口

教师板书核心结构要点：长镜身、两块平行平面镜、镜面相对、45°

倾斜安装。

2.教材光路示意医细致讲解（核心理论突破）

教师指引学生看向教材带箭头光路图，逐段拆解光线传播全过

程，搭配连续提问引导学生推理。

师：我们顺着教材红色箭头梳理光线路径，第一步，外界景物

的光从上方窗口射入，光线直射到第一块平面镜，此时光线会发生

什么变化？结合光的反射知识回答。

生6：光线碰到镜面发生反射，传播方向改变，向下垂直传播。

师：非常准确，第一次反射让水平光线转为竖直向下。接着光线到

达下方第二块平面镜，再次发生反射，光线方向又会如何改变？

生7：再次反射后光线水平向前，从下方观察窗口射入人的眼睛。

师：我们把完整路径串联起来：物体反射光一上窗口一第一块镜面

45°反射向下一第二块镜面45。反射向前一人眼。教材示意图用三

段箭头清晰呈现两次反射，这就是潜望镜的底层原理一一光的两次

连续反射。现在请大家拿出草稿本，参照教材光路图，独立画出完

整光路，标注光线名称、镜面角度。

学生独立绘图完成后，随机抽取学生草稿投影，全班对照教材原图

互评修正。

师追问：如果我们把其中一块镜子倾斜改成30°,小冉是45°,光

路会出现什么问题？结合图中角度推理。

生8：光线反射后的方向会偏移，没法精准射到第二块镜子，我们

从观察窗口就看不到完整物体。

师：这个推理完全贴合教材原理，这也解释了为什么教材制作步骤

反复强调必须用三角板精准画出45°斜线，角度偏差是制作失败最

主要原因。

设计意图：以教材两张核心示意图为探究载体，通过分层观

察、阶梯式问答，引导学生自主提取结构、角度、光路关键信息，

将抽象反射原理转化为可视化图纸模型，突破本节课难点，同步训

练学生读图建模的科学思维。

3.教材拓展阅读：潜望镜生活应用

教师指引学生阅读教材右侧小字拓展板块，梳理潜望镜实际使

用场景，组织小组抢答互动。

师：教材列举了很多潜望镜应用场景，各小组快速梳理，举手

抢答，说一说你读到了哪些使用场景。

小组依次作答：潜艇水下观测、地下管道检修、实验室危险隔离观

测、人群远距离观察。

师小结：小小的镜面反射原理，经过结构设计就能制造出服务航

海、工程、科研的实用仪器，这就是科学却识转化为技术产品的完

整过程。

（三）研读教材制作步骤，明确操作规范，准备实验器材

教师投影教材第二板块完整制作流程图，分步骤逐句解读教材

文字说明，同步展示全套制作材料：长纸盒、两面小平面镜、直角

三角板、铅笔、剪刀、双面胶。

师：教材把潜望镜制作分为七个标准步骤，我们逐句拆解每一

步操作要求，大家同步在教材上标记关键操作要点。

1.教材步骤一：纸盒标记

教材原文：取长方体长纸盒，在纸盒两个长边距离边缘1厘

米处画水平直线，再用直角三角板，在纸盒两端内侧画出与盒

底呈45。的平行斜线，对立重复绘制相同斜线。

师提问：为什么要距离边缘1厘米画线？直接贴边缘会H现

什么问题？

生9：留出空间安装镜子，贴边缘的话镜子会挡住窗口。

师补充讲解：教材标注1厘米预留空间，是为保障镜面完整

嵌入，不会遮挡进光、观测窗口，三角板必须保证斜线45。，

这一步决定后续成像成败。

2.教材步骤二：剪缝隙

教材原文：沿绘制完成的四条斜线，按照镜子宽度剪开四条狭

长缝隙，缝隙宽度与平面镜厚度匹配。

师提醒安全要点：使用剪刀时刀口朝向桌面，禁止对着同

学，小组内由动手能力稳定的同学负责裁剪，其余成员辅助固

定纸盒。

3.教材步骤三：嵌入平面镜

教材原文：将两块平面镜分别插入上下缝隙，保证两块镜子反

射面相互正对、完全平行，调整至45°标准角度。

师互动提问：如果镜面背对背放置，我们还能看到物体吗？

结合光路原理思考。

生10：不能，光线反射方向会朝外，无法传递到第二块镜

面，光路直接中断。

4.教材步骤四：固定镜片+开设窗口

教材原文：用双面胶在纸盒外侧固定镜子，防止制作完成后镜

片晃动；在两块镜子正前方纸盒壁上剪出长方形窗口，上方为

进光窗口，下方为观测窗口。

师：窗口不能过大，过大光线杂乱会造成画面模糊，教材示

意图里窗口为窄长方形，大家参照图示尺寸裁剪。

教师完整解读教材全部操作步骤后，组织4人异质分组，分配

分工：绘图员、裁剪员、组装调试员、记录员，明确各组领取器

材，对照教材图文同步开展制作。

设计意图：逐字逐句拆解教材标准化制作流程，搭配针对性问

答厘清操作背后的光学原理，实现“知其然，更知其所以然”；同

步划分小组分工，规范工具安全操作，为后续自主制作搭建清晰操

作支架，落实探究实践素养目标。

（四）小组自主制作、现场调试故障，结合教材知识排查问题

各小组对照教材步骤开展潜望镜组装制作，教师巡回巡视指

导，针对高频故障结合教材光路图开展全班集中答疑互动。

1.制作实操过程师生互动

巡视中选取典型制作小组现场对话：

师（对组装小组）：你们组的镜子安装角度看起来倾斜严重，对照

教材45°斜线检查一下，现在出现了什么观测问题？

小组代表：组装好之后对着窗外看不到完整景物，只能看见一小块

模糊光斑。

师：对照教材光路示意图分析，光斑模糊的根本原因是什么？

小组代表：镜子角度不对，光线没法完整反射到第二块镜面，光路

偏移了。

师引导修正：取出镜子，重新用三角板对齐纸盒内部450标记

线，再次嵌入固定，完成后再进行观测测试。

2.集中梳理教材对应故障解决方案

教师暂停制作，投影教材光路图，汇总课堂出现的三类典型故

障，开展集体问答分析：

师提问1：故障一，完全看不到任何物体，结合教材光路图分析成

因？

生1：两块镜子镜面没有相对，背对背放置，光线无法两次反射。

师提问2：故障二，只能看见一半景物，画面缺失，是什么操作失

误？

生12：镜子没有完全插入缝隙，镜片歪斜，窗口裁剪过大或位置

偏移。

师提问3：故障三，成像画面晃动，不稳定，教材哪一步可以解决

这个问题？

生齐答：第四步用双面胶固定镜片，防止松动。

教师板书故障一原理一修正方案对照表，方便学生对照自查，各组

根据分析结论二次调试优化成品。

3.成品实地测试活动

各组完成调试后，前往教室窗边、讲台遮挡物后方开展实地观

测：利用自制潜望镜越过讲台遮挡，看到讲台另一侧物品；站立低

处观测窗台高处摆件，验证潜望镜“隔物观测、低看高处”功能，

同步填写教材配套观测记录栏，写下观测现象。

设计意图：将教材理论、操作步骤与实操故障深度绑定，以现

场问答、集体故障分析推动学生主动运用光的反射知识解决工程制

作问题，强化理论实践双向融合，同步培养学生反思、修正的探究

实践能力。

（五）成果展示交流，拓展创新设计

1.小组成果展示：每组推选代表手持自制潜望镜，对照教材光路

图讲解自身作品的工作原理，分享制作中遇到的故障与解决办

法，全班互评成品优劣，点评标准围绕“角度是否标准、成像

是否清晰、结构是否贴合教材规范”。

2.拓展探究问答：

师：教材拓展板块提到可用塑