资源简介

1.3 潜望镜与万花筒 教案
科学 五年级上册 苏教版（2026）
一、基本信息
项目 内容
课题 1.3 潜望镜与万花筒
年级 五年级上册
课时 1课时
课型 实验探究型 + 工程制作型
授课教师
学习方式 实验验证、动手制作、观察记录、讨论交流
教学目标 1.科学观念：了解潜望镜的基本结构和工作原理，认识潜望镜利用光的反射原理工作；了解两面镜子夹角变化对影像数量的影响规律；了解万花筒的工作原理。 2.科学思维与探究实践：能通过实验验证潜望镜的工作原理，能制作简易潜望镜并测试改进；能探究双镜夹角与影像数量的关系并记录数据；能用证据解释万花筒图案千变万化的原因。 3.态度责任：在实验和制作中注意安全，尊重实验证据；感受光的反射原理在生活中的巧妙应用。
教学重难点 重点：通过实验验证潜望镜的工作原理；探究双镜夹角与影像数量的关系。 难点：理解潜望镜中两面平面镜呈45°角放置时光的传播路线；用光的反射原理解释万花筒图案千变万化的原因。
教学准备 教师准备：手电筒、两面平面镜、光屏、硬纸盒（或牙膏盒）、两面小平面镜、胶带、两面镜子（学生用）、小物体（铅笔、橡皮）、彩色纸屑、玻璃球、积木、万花筒成品。 学生准备：学案、铅笔、剪刀、胶带。 安全提醒：镜子边缘可能较锋利，注意安全；使用剪刀时尖端朝下，不挥舞，不对着同学。
二、教学过程
（一）从潜水艇引出问题
【教师活动】
出示潜水艇在水下航行的图片，提出问题：潜水艇在水下航行时，用什么观察水面上的情况？引导学生说出"潜望镜"。
潜水艇在水下航行
【教师口令】
同学们，潜水艇在水下航行的时候，艇员怎么能看到水面上发生了什么呢？有谁知道潜水艇用了什么工具？
【学生活动】
学生观察图片，尝试回答。部分学生可能知道"潜望镜"。
【关键问题】
潜水艇在水下航行时，用什么观察水面上的情况？
【预设回答】
学生可能说"潜望镜""用望远镜""浮上去看"。部分学生可能不知道潜望镜。
【教师引导】
对不知道的学生，教师直接告诉：潜水艇上装了一种叫"潜望镜"的装置，它能在水下看到水面上的情况。今天我们就来研究潜望镜是怎样工作的。
【对应学案】课前自学（一）
（二）认识潜望镜的结构
【教师活动】
出示潜望镜的实物或结构图片，引导学生观察潜望镜的外形和内部结构。让学生说出潜望镜由哪些部分组成。
潜望镜的结构
【教师口令】
同学们，请仔细观察这个潜望镜。它由哪些部分组成？你注意到它里面有什么特别的东西吗？
【学生活动】
学生观察潜望镜的实物或图片，说出潜望镜由外壳和两面镜子组成。
【关键问题】
潜望镜由哪些部分组成？里面的镜子是怎样放置的？
【预设回答】
学生可能说"有个管子和两面镜子""镜子是斜着放的""上面一个洞下面一个洞"。部分学生可能注意到镜子的角度。
【教师引导】
对没注意镜子角度的学生，教师追问：你们仔细看看，两面镜子是怎么放的？是不是斜的？和管子成什么角度？引导学生发现镜面与水平面呈45°角。
【对应学案】课前自学（一）
（三）探究潜望镜的工作原理
【教师活动】
提出核心问题：潜望镜是怎样工作的？引导学生先在学案上用箭头标出潜望镜中光的传播路线，然后设计实验验证。分发实验材料：手电筒、两面平面镜、光屏。
潜望镜中光的传播路线
实验材料：手电筒、两面镜子、光屏
【教师口令】
潜望镜是怎样工作的？请先在学案上画出你猜想的光的传播路线。然后用桌上的材料——手电筒、两面平面镜和光屏，设计一个实验来验证你的猜想。
【学生活动】
学生在学案上画出猜想的光路，然后分组实验，将两面平面镜与水平面呈45°角相对放置，用手电筒从上方照射，观察光经过两面镜子反射后的路径和光屏上的光斑。
【关键问题】
光在潜望镜中是怎样传播的？两面镜子应该怎样放置才能看到光屏上的光斑？
【预设回答】
学生可能说"光照到上面的镜子，反射到下面的镜子，再照到光屏上""光拐了两次弯""镜子要斜着放才能看到光"。部分学生可能找不到45°角的最佳位置。
【教师引导】
对找不到最佳角度的学生，教师提示：试试慢慢调整镜子的角度，看看什么角度时光屏上的光斑最亮、最清楚。引导学生发现只有当镜面与水平面呈45°角且两块镜面相对摆放时，效果最好。
【安全提醒】
镜子边缘可能较锋利，拿取时注意安全，不要对着同学晃动。手电筒不要对着同学的眼睛照射。
【板书记录】潜望镜原理：光→上面平面镜（45°）→反射到下面平面镜（45°）→反射到人眼
【对应学案】课内探究一
（四）归纳潜望镜的工作原理
【教师活动】
引导学生汇报实验结果，用文字归纳潜望镜的工作原理。
【教师口令】
实验做完了，哪个小组来汇报一下你们的发现？光在潜望镜里是怎么走的？镜子要怎么放才能正常工作？
【学生活动】
学生分组汇报实验结果，交流发现。
教师归纳（板书）：潜望镜利用了光的反射原理，只有当镜面与水平面呈45°角且两块镜面相对摆放，才能把被观察物反射的光照射到潜望镜上面的平面镜，再反射到下面的平面镜上，最后反射到人的眼睛里。
【对应学案】课内探究一
（五）了解潜望镜的应用
【教师活动】
出示潜望镜在不同场景中的应用图片，引导学生了解潜望镜在生活和国防中的用途。
潜望镜的应用
潜望镜的应用
【教师口令】
除了潜水艇，你们还能想到哪些地方会用到潜望镜？看看这些图片，潜望镜还能用在哪里？
【学生活动】
学生观察图片，说出潜望镜的其他应用场景。
【关键问题】
潜望镜在生活中有哪些应用？
【预设回答】
学生可能说"坦克上也有""地下工事""战壕里看外面"。部分学生可能只能说出潜水艇。
【教师引导】
对只说出潜水艇的学生，教师出示图片补充：除了潜水艇，坦克、地下掩体、战壕中也会用到潜望镜来观察外面或敌方情况。潜望镜的原理都是一样的，利用光的反射。
【对应学案】课前自学（二）
（六）制作简易潜望镜
【教师活动】
出示简易潜望镜的制作材料和方法，分步骤示范。分发材料：硬纸盒（或牙膏盒）、两面小平面镜、胶带、剪刀。学生按步骤制作，制作完成后测试效果并记录改进建议。
制作简易潜望镜步骤
制作简易潜望镜步骤
【安全提醒】
使用剪刀时尖端朝下，不挥舞，不用剪刀对着同学。镜子边缘注意安全。
【教师口令】
现在我们来动手做一个简易潜望镜。每组的材料在桌面上。制作步骤是：第一步，在纸盒的上端和下端各开一个长方形观察窗。第二步，在纸盒的上端和下端各插入一面小镜子，使镜面与水平面呈45°角。第三步，用胶带固定镜子的位置。第四步，检查两个窗口，从下方窗口看能不能看到上方窗外的物体。做完之后测试一下，把结果记在学案的表格里。
【学生活动】
学生分组制作简易潜望镜，按步骤操作，完成后测试效果，在学案上填写测试记录表，记录是否成功以及需要改进的地方。
【关键问题】
你的潜望镜能正常工作吗？如果不能，问题出在哪里？
【预设回答】
学生可能说"成功了，能看到上面""看不到，镜子角度不对""光漏进来了""洞开的位置不对"。部分学生可能一次就成功。
【教师引导】
对不成功的学生，教师帮助检查：先看镜子角度是不是45°，再看两个观察窗的位置是否对准，最后检查纸盒有没有漏光。引导学生调整后重新测试。
【对应学案】课内探究二
（七）玩镜子——双镜平行与无限反射
【教师活动】
分发两面镜子和一个小物体，引导学生先体验一面镜子和两面镜子的区别。当两面镜子平行放置时，观察影像数量。
一面镜子和两面镜子的对比
双镜平行形成无限反射
【教师口令】
现在我们来玩镜子。先看一面镜子能照出几个影像？好，现在把两面镜子平行对着放，中间放一支铅笔。你看到了什么？
【学生活动】
学生用两面镜子做实验，观察平行放置时镜子里影像数量的变化。
【关键问题】
一面镜子能照出几个影像？两面镜子平行放置时，能看到几个影像？为什么会这样？
【预设回答】
学生可能说"一面镜子照出1个""两面平行看到无数个""好像一条隧道""越来越小"。部分学生可能感到很惊讶。
【教师引导】
对感到惊讶的学生，教师解释：两面镜子平行放置时，光线在两面镜子之间来回反射，不会停下来，所以看起来有无数个影像，形成了"镜子隧道"的视觉效果。
【对应学案】课内探究三
（八）探究双镜夹角与影像数量的关系
【教师活动】
引导学生改变两面镜子的夹角（90°、60°、45°、30°），每次观察并记录影像数量的变化。汇总全班数据，归纳规律。
不同夹角下的影像数量
【教师口令】
现在把两面镜子的夹角改一改，先改成90°，看看有几个影像？记在学案的表格里。再改成60°、45°、30°，每次都数一数。
【学生活动】
学生分组实验，改变两面镜子的夹角，每次观察并记录影像数量，完成实验记录表。
两面镜子的夹角 镜子里影像的数量 我的发现
平行（180°） 无数个（无限反射） 形成“镜子隧道”
90° 3个
60° 5个
45° 7个
30° 11个
【关键问题】
夹角和影像数量之间有什么规律？
【预设回答】
学生可能说"角度越小，影像越多""30°的时候最多""平行的时候无数个"。部分学生可能数据记录不准确。
【教师引导】
对数据不准确的学生，教师提示：每次观察时仔细数，可以数清晰的那几个，模糊的不算。引导学生归纳出规律：夹角越小，影像的数量越多。
【板书记录】双镜规律：夹角越小→影像越多；平行→无限反射（镜子隧道）
【对应学案】课内探究三
（九）观察成像的对称性
【教师活动】
出示两面镜子和三面镜子成像的对称性图片，引导学生观察镜像的排列规律，发现成像是以真实镜面为对称轴进行轴对称变化的。
两面镜成像的对称性
三面镜对称性规律
【教师口令】
同学们，仔细看看这些镜像的排列方式。你发现它们有什么规律？是以什么为对称轴进行变化的？
【学生活动】
学生观察镜像图片，发现成像是以真实镜面为对称轴进行轴对称变化的，通过多对称铺满整个平面。
【关键问题】
镜像是以什么为对称轴变化的？两面镜和三面镜的对称规律有什么相同之处？
【预设回答】
学生可能说"以镜子那条线为对称""左边和右边一样""像折纸一样翻过去的"。部分学生可能不理解"轴对称"。
【教师引导】
对不理解"轴对称"的学生，教师用简单的方式解释：就像把一张纸对折，左边的图案和右边的图案一模一样，中间的折痕就是对称轴。镜子里看到的影像就是以镜面为对称轴，像翻折过去一样排列的。三面镜子也是一样的道理，只不过对称的次数更多了。
【对应学案】课内探究四
（十）观察万花筒
【教师活动】
出示万花筒成品和万花筒内彩色图案的图片，让学生轮流观察万花筒里的图案。提出问题：万花筒里的图案是怎么形成的？
万花筒里的图案
万花筒里的图案
【教师口令】
同学们，传着看看这个万花筒，转动它看看里面的图案有什么变化。万花筒里的图案是怎么形成的？
【学生活动】
学生轮流观察万花筒，感受万花筒里千变万化的图案。
【关键问题】
万花筒里的图案有什么特点？万花筒内部有什么？
【预设回答】
学生可能说"很漂亮""一直在变""有很多一样的图案围成一圈""里面有彩色纸屑"。部分学生可能只关注图案好看而没注意内部结构。
【教师引导】
对只关注图案的学生，教师追问：你们有没有注意到万花筒里面是什么让它产生这些图案的？引导学生观察万花筒的两端，发现里面有镜子。
【对应学案】课前自学（四）
（十一）探究万花筒的工作原理
【教师活动】
出示万花筒内部结构示意图，讲解万花筒的工作原理。然后分发三面平面镜和彩色纸屑，让学生用三面镜子将彩色纸屑围起来，从上面观察彩屑在镜子里的影像。
用三面镜子围住彩色纸屑观察
万花筒内部结构示意图
【教师口令】
万花筒内部有3片呈正三角形排列的平面镜，反光面都朝向中心。当光线照到筒底的彩色纸屑时，会在三面镜子之间反复反射。现在请你们把三面镜子围成正三角形，反光面朝里，中间放彩色纸屑，从上面观察。再把纸屑换成玻璃球试试。
【学生活动】
学生分组操作，用三面镜子围成正三角形，放入彩色纸屑、玻璃球等物品，从上面观察镜像。
【关键问题】
三面镜子围成正三角形后，从上面看到的影像和两面镜子时有什么不同？为什么万花筒里的图案千变万化？
【预设回答】
学生可能说"影像更多了""变成一圈一圈的""换成玻璃球就不一样了""转一转就变了"。部分学生可能说不清原因。
【教师引导】
对说不清的学生，教师解释：因为三面镜子呈正三角形排列，光线在三面镜子之间反复反射，所以影像更多、对称方式更复杂，铺满了整个平面。当你转动万花筒时，筒底的彩色碎屑因重力而滚动、碰撞，位置和排列不断改变，每次变化都让镜像组合发生改变，所以图案千变万化。
【安全提醒】
镜子边缘注意安全；玻璃球不要放入口中。
【板书记录】万花筒原理：3片平面镜呈正三角形排列→反复反射→彩色碎屑因重力滚动→图案千变万化
【对应学案】课内探究四
（十二）布置课后作业
【教师活动】
布置课后制作万花筒的作业。展示万花筒制作所需的材料和参考图。
【教师口令】
今天的课后作业是：准备合适的材料，自己设计并制作一个万花筒。可以做课本上的那种，也可以按自己的想法设计。做好后带到学校，我们一起展示交流。
【学生活动】
学生记录作业要求，课后准备材料并制作万花筒。
【对应学案】课后延伸
三、板书设计
1.3 潜望镜与万花筒
一、潜望镜
结构：外壳 + 两面平面镜（与水平面呈45°角）
原理：光→上面平面镜→反射到下面平面镜→反射到人眼
应用：潜水艇、坦克、地下掩体、战壕
二、玩镜子
平行→无限反射（镜子隧道）
夹角越小→影像越多
成像规律：以镜面为对称轴进行轴对称变化
三、万花筒
3片平面镜呈正三角形排列
光线反复反射 + 彩色碎屑因重力滚动 = 图案千变万化
四、课堂评价
评价维度 评价标准 评价方式
实验操作 能正确放置平面镜，调整角度进行验证 观察记录
证据表达 能用实验现象解释潜望镜的工作原理 口头汇报
制作能力 能按步骤制作简易潜望镜，能发现并改进问题 作品展示
数据记录 能准确记录不同夹角下的影像数量 学案检查
合作交流 能分工合作，安全操作，互相提醒 过程观察
五、教学反思
本课围绕潜望镜和万花筒两个主题展开，教学主线是光的反射原理在生活中的应用。
一、潜望镜部分：学生通过实验验证了潜望镜的工作原理，大部分小组能成功看到光屏上的光斑。但部分学生在调整45°角时花了较长时间，今后可以在实验前先让全班一起用双手比划45°角的位置，帮助建立直观感受。制作简易潜望镜环节学生兴趣很高，但纸盒开窗的尺寸和位置不够精确导致部分作品效果不佳，今后可以提供半成品的纸盒模板降低难度。
二、玩镜子部分：双镜夹角与影像数量的关系探究中，学生数据记录存在差异，部分小组在30°角时数不清影像数量。可以提示学生只数清晰可见的影像。成像对称性的理解对部分学生有难度，借助折纸的"对折"比喻效果较好。
三、万花筒部分：学生用三面镜子观察时积极性很高，更换不同物品后对比观察效果好。万花筒原理的讲解中，"反复反射"和"重力导致碎屑滚动"两个关键点需要用具体操作帮助学生理解，语言描述要配合实物演示。

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