7 制作一個潛望鏡 教學設(shè)計-2024-2025學年科學五年級上冊教科版

7制作一個潛望鏡教學設(shè)計-2024-2025學年科學五年級上冊教科版授課內(nèi)容授課時數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點授課時間教材分析7制作一個潛望鏡教學設(shè)計-2024-2025學年科學五年級上冊教科版，本課結(jié)合科學、物理和動手實踐，引導學生了解潛望鏡的基本原理，學習制作簡易潛望鏡的過程，培養(yǎng)學生的觀察能力、動手能力和創(chuàng)新思維。教學內(nèi)容與五年級學生的認知水平相匹配，符合實際教學需求。核心素養(yǎng)目標培養(yǎng)學生對科學現(xiàn)象的好奇心和探究精神，提升觀察、分析問題的能力。通過制作潛望鏡，增強學生的動手實踐能力和創(chuàng)新意識，學會運用所學知識解決實際問題。同時，引導學生樹立團隊合作意識，培養(yǎng)良好的科學態(tài)度和價值觀。教學難點與重點1.教學重點，

①理解潛望鏡的工作原理，包括光的折射和反射；

②掌握潛望鏡的基本構(gòu)造，學會分析其光學系統(tǒng)的設(shè)計；

③通過動手實踐，能夠?qū)撏R的制作過程與所學物理知識相結(jié)合。

2.教學難點，

①理解并解釋光在介質(zhì)界面上的折射現(xiàn)象，以及光路可逆原理；

②在制作潛望鏡時，精確調(diào)整鏡片的角度和位置，確保光線的正確折射；

③學生在動手制作過程中，解決遇到的實際問題，如材料選擇、工具使用等。教學資源準備1.教材：確保每位學生都有《科學》五年級上冊教科版教材。

2.輔助材料：準備潛望鏡原理圖、光折射與反射動畫視頻、相關(guān)圖片等。

3.實驗器材：準備透明塑料管、平面鏡、凸透鏡、光源、膠帶等。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，配備實驗操作臺，確保安全操作空間。教學實施過程1.課前自主探索

教師活動：

發(fā)布預(yù)習任務(wù)：通過在線平臺或班級微信群，發(fā)布預(yù)習資料（如PPT、視頻、文檔等），明確預(yù)習目標和要求，如“預(yù)習潛望鏡的基本構(gòu)造和光折射的原理”。

設(shè)計預(yù)習問題：圍繞“潛望鏡的制作”，設(shè)計問題如“為什么潛望鏡能讓我們看到水面下的景象？”和“潛望鏡中使用了哪些光學原理？”。

監(jiān)控預(yù)習進度：利用平臺功能或?qū)W生反饋，監(jiān)控學生的預(yù)習進度，確保預(yù)習效果。

學生活動：

自主閱讀預(yù)習資料：按照預(yù)習要求，閱讀潛望鏡相關(guān)資料，理解潛望鏡的構(gòu)造和光學原理。

思考預(yù)習問題：針對預(yù)習問題，進行獨立思考，記錄自己的理解和疑問。

提交預(yù)習成果：將預(yù)習成果（如筆記、思維導圖、問題等）提交至平臺或老師處。

教學方法/手段/資源：

自主學習法：通過引導問題，培養(yǎng)學生自主學習能力。

信息技術(shù)手段：利用在線平臺，實現(xiàn)預(yù)習資源的共享和監(jiān)控。

2.課中強化技能

教師活動：

導入新課：通過展示潛望鏡的圖片或視頻，引出“潛望鏡的制作”，激發(fā)學生的學習興趣。

講解知識點：詳細講解潛望鏡的原理，如光的折射和反射，結(jié)合潛望鏡的構(gòu)造圖解進行說明。

組織課堂活動：設(shè)計小組討論，讓學生分組討論潛望鏡的光學系統(tǒng)，并嘗試設(shè)計自己的潛望鏡模型。

解答疑問：針對學生在實驗中遇到的問題，如鏡片角度調(diào)整、光線折射計算等，進行及時解答和指導。

學生活動：

聽講并思考：認真聽講，積極思考老師提出的問題。

參與課堂活動：積極參與小組討論，動手制作潛望鏡模型。

提問與討論：針對實驗中的難點，如光線折射角度的精確測量，勇敢提問并參與討論。

教學方法/手段/資源：

講授法：通過講解，幫助學生理解潛望鏡的原理。

實踐活動法：通過小組合作和動手制作，讓學生在實踐中掌握潛望鏡的制作技能。

合作學習法：通過小組討論，培養(yǎng)學生的團隊合作意識和溝通能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動：

布置作業(yè)：布置制作潛望鏡模型的家庭作業(yè)，要求學生設(shè)計并制作一個簡易的潛望鏡。

提供拓展資源：提供相關(guān)書籍、網(wǎng)站和視頻，如光學原理的動畫演示，供學生進一步學習。

反饋作業(yè)情況：及時批改作業(yè)，給予學生反饋和指導，如對模型設(shè)計的改進建議。

學生活動：

完成作業(yè)：根據(jù)老師的要求，設(shè)計并制作潛望鏡模型。

拓展學習：利用拓展資源，學習更多關(guān)于光學原理和潛望鏡的歷史知識。

反思總結(jié)：對自己的潛望鏡制作過程和成果進行反思，提出改進意見。

教學方法/手段/資源：

自主學習法：引導學生自主完成作業(yè)和拓展學習。

反思總結(jié)法：通過反思，幫助學生發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進建議。學生學習效果學生學習效果

在完成“7制作一個潛望鏡”這一課程后，學生在以下幾個方面取得了顯著的效果：

1.知識掌握方面：

學生能夠理解潛望鏡的基本工作原理，包括光的折射和反射現(xiàn)象。他們能夠解釋潛望鏡如何利用這些光學原理來改變光的傳播路徑，從而實現(xiàn)觀察水下景象的目的。

學生掌握了潛望鏡的基本構(gòu)造，了解了平面鏡和凸透鏡在潛望鏡中的作用，以及它們?nèi)绾螀f(xié)同工作來形成清晰的圖像。

學生學習了光路可逆原理，能夠解釋為什么潛望鏡中的光線可以按照相同的路徑返回，從而看到倒立的圖像。

2.技能提升方面：

學生通過動手制作潛望鏡，提升了動手實踐能力。他們學會了如何使用工具，如何精確測量和調(diào)整鏡片的角度，以及如何將理論知識應(yīng)用到實際操作中。

學生在制作過程中培養(yǎng)了問題解決能力，當他們遇到問題時，能夠通過實驗和討論找到解決方案。

學生學會了團隊合作，通過小組合作完成潛望鏡的制作，他們學會了如何分工合作，如何有效溝通和協(xié)調(diào)。

3.思維發(fā)展方面：

學生在制作潛望鏡的過程中，發(fā)展了創(chuàng)新思維。他們嘗試不同的設(shè)計，提出改進意見，并嘗試解決實驗中遇到的問題。

學生通過觀察和實驗，發(fā)展了科學思維，他們學會了如何通過實驗驗證理論，如何從實驗結(jié)果中得出結(jié)論。

學生在分析潛望鏡的光學系統(tǒng)時，發(fā)展了邏輯思維能力，他們能夠分析問題，提出假設(shè)，并通過實驗驗證假設(shè)的正確性。

4.學習態(tài)度方面：

學生對科學實驗產(chǎn)生了濃厚的興趣，他們更加積極地參與課堂活動，對科學知識產(chǎn)生了好奇心和探索欲。

學生在遇到困難時，表現(xiàn)出了堅持不懈的精神，他們不輕易放棄，而是通過努力和合作找到解決問題的方法。

學生通過參與實驗和制作潛望鏡，增強了自信心，他們相信自己能夠通過努力掌握新知識，解決新問題。

5.價值觀培養(yǎng)方面：

學生在制作潛望鏡的過程中，體會到了團隊合作的重要性，他們學會了尊重他人的意見，學會了傾聽和溝通。

學生通過實驗和制作，理解了科學探究的嚴謹性，他們學會了如何進行科學記錄，如何分析數(shù)據(jù)，如何得出結(jié)論。

學生在解決問題的過程中，培養(yǎng)了創(chuàng)新精神和批判性思維，他們學會了質(zhì)疑現(xiàn)有知識，勇于提出新的想法。反思改進措施反思改進措施（一）教學特色創(chuàng)新

1.結(jié)合生活實際，提高學生興趣：在教學過程中，我嘗試將潛望鏡的制作與學生的日常生活相結(jié)合，例如，通過討論潛望鏡在潛水艇、望遠鏡等設(shè)備中的應(yīng)用，激發(fā)學生的學習興趣，讓他們認識到科學知識在生活中的實際應(yīng)用價值。

2.重視實踐操作，培養(yǎng)動手能力：我注重學生在制作潛望鏡過程中的實踐操作，鼓勵他們親自動手，通過實驗探究和問題解決來學習科學知識，這樣不僅能夠提高學生的動手能力，還能增強他們的實驗操作技能。

反思改進措施（二）存在主要問題

1.部分學生參與度不足：在小組討論和實驗操作中，我發(fā)現(xiàn)部分學生對潛望鏡的制作不夠感興趣，參與度不高，這可能是因為他們對光學原理的理解不夠深入，或者對實驗過程感到陌生。

2.教學評價方式單一：我主要依靠學生的實驗報告和課堂表現(xiàn)來評價他們的學習成果，這種評價方式較為單一，可能無法全面反映學生的學習效果。

3.時間分配不夠合理：在實驗操作環(huán)節(jié)，由于學生之間的差異，導致某些小組完成實驗的速度較慢，影響了整體的教學進度。

反思改進措施（三）

1.針對參與度不足的問題，我計劃在課前提供更多的預(yù)習資料，幫助學生更好地理解光學原理，并在課堂上設(shè)計更具吸引力的實驗環(huán)節(jié)，如競賽性質(zhì)的潛望鏡制作比賽，以提高學生的參與度。

2.為了解決教學評價方式單一的問題，我將引入多元化的評價方式，如小組互評、自評，以及學生實驗報告的撰寫質(zhì)量評估，這樣可以從多個角度全面了解學生的學習效果。

3.為了優(yōu)化時間分配，我將在課前做好學生的分組工作，確保每個小組都有能力在規(guī)定時間內(nèi)完成實驗。同時，對于進度較慢的小組，我將提供個別輔導，幫助他們盡快掌握實驗技能，提高整體教學效率。典型例題講解1.例題：

潛望鏡中的平面鏡與水面成45°角，若水面與潛望鏡的底部平行，求潛望鏡中觀察到的水面與潛望鏡底部的夾角。

解答：

觀察到的水面與潛望鏡底部的夾角等于平面鏡與水面的夾角（45°）加上光線在水面上的折射角。由于光線從空氣進入水中，折射角小于入射角，但具體數(shù)值需要通過斯涅爾定律計算。假設(shè)折射率為n（水的折射率約為1.33），則折射角θ可以通過以下公式計算：

n*sin(θ)=sin(45°)

θ=arcsin(sin(45°)/n)

θ≈arcsin(0.707/1.33)

θ≈30°

因此，觀察到的水面與潛望鏡底部的夾角為45°+30°=75°。

2.例題：

一個潛望鏡由兩塊平面鏡組成，每塊平面鏡與水平面成45°角。如果潛望鏡的長度為L，求觀察者通過潛望鏡看到的水平距離。

解答：

觀察者通過潛望鏡看到的水平距離等于潛望鏡的長度L。因為每塊平面鏡與水平面成45°角，光線經(jīng)過兩次反射后，仍然保持水平，所以觀察者看到的水平距離就是潛望鏡的長度。

3.例題：

潛望鏡中使用了一個凸透鏡，其焦距為f。如果觀察者通過潛望鏡看到的物體距離為d，求物體在凸透鏡中的成像距離。

解答：

根據(jù)凸透鏡成像公式，1/f=1/di+1/do，其中di是成像距離，do是物體距離。由于物體在無窮遠處，do可以視為無窮大，因此公式簡化為：

1/f=1/di

di=f

所以，物體在凸透鏡中的成像距離等于凸透鏡的焦距f。

4.例題：

一個潛望鏡由兩塊平面鏡和一塊凸透鏡組成。平面鏡與水平面成45°角，凸透鏡的焦距為f。如果觀察者通過潛望鏡看到的物體距離為d，求物體在凸透鏡中的成像距離。

解答：

首先，光線經(jīng)過平面鏡反射后，其路徑與入射路徑對稱，因此物體距離平面鏡的距離等于觀察者距離平面鏡的距離。設(shè)這個距離為L，則物體距離平面鏡的距離為L+d。

然后，根據(jù)凸透鏡成像公式，1/f=1/di+1/(L+d)，其中di是成像距離。由于物體在無窮遠處，di可以視為無窮大，因此公式簡化為：

1/f=1/(L+d)

di=f*(L+d)

所以，物體在凸透鏡中的成像距離為f*(L+d)。

5.例題：

一個潛望鏡由兩塊平面鏡和一塊凹透鏡組成。平面鏡與水平面成45°角，凹透鏡的焦距為-f（負值表示凹透鏡）。如果觀察者通過潛望鏡看到的物體距離為d，求物體在凹透鏡中的成像距離。

解答：

類似于凸透鏡的情況，首先光線經(jīng)過平面鏡反射后，其路徑與入射路徑對稱，物體距離平面鏡的距離等于觀察者距離平面鏡的距離。設(shè)這個距離為L，則物體距離平面鏡的距離為L+d。

然后，根據(jù)凹透鏡成像公式，1/f=1/di-1/(L+d)，其中di是成像距離。由于物體在無窮遠處，di可以視為無窮大，因此公式簡化為：

1/f=-1/(L+d)

di=-f*(L+d)

所以，物體在凹透鏡中的成像距離為-f*(L+d)。作業(yè)布置與反饋作業(yè)布置：

1.制作潛望鏡模型：學生根據(jù)本節(jié)課所學的潛望鏡原理和構(gòu)造，利用家中可回收材料（如透明塑料管、鏡子、凸透鏡等），自行設(shè)計并制作一個簡易的潛望鏡模型。要求模型能夠正常工作，并附上設(shè)計圖紙和制作說明。

2.光學原理應(yīng)用思考：學生思考并記錄生活中有哪些產(chǎn)品或現(xiàn)象利用了潛望鏡的光學原理，如望遠鏡、潛水艇、天文望遠鏡等，并簡要分析這些產(chǎn)品或現(xiàn)象是如何應(yīng)用光學原理的。

3.實驗報告撰寫：學生針對本節(jié)課的實驗過程，撰寫實驗報告，包括實驗?zāi)康?、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)記錄、實驗結(jié)果分析、實驗結(jié)論等。

作業(yè)反饋：

1.作業(yè)批改：對學生的作業(yè)進行及時批改，確保作業(yè)質(zhì)量。批改內(nèi)容包括潛望鏡模型的制作是否正確、光學原理的應(yīng)用思考是否深入、實驗報告是否完整。

2.指出問題：在批改作業(yè)時，指出學生在潛望鏡制作、光學原理應(yīng)用和實驗報告撰寫中存在的問題，如模型制作不規(guī)范、原理分析不透徹、報告格式不正確等。

3.改進建議：針對作業(yè)中存在的問題，給出具體的改進建議，如指導學生如何改進潛望鏡模型的設(shè)計、如何更深入地分析光學原理的應(yīng)用、如何規(guī)范實驗報告的格式等。

4.個性化指導：針對不同學生的學習情況，提供個性化的指導。對于基礎(chǔ)較好的學生，可以鼓勵他們嘗試更復雜的潛望鏡設(shè)計；對于基礎(chǔ)較弱的學生，可以提供更多的實驗操作指導和原理講解。

5.課堂展示與討論：在下一節(jié)課中，安排時間讓學生展示自己的潛望鏡模型和實驗報告，并進行小組討論。通過展示和討論，讓學生分享自己的學習成果，同時也為其他學生提供學習借鑒的機會。

6.作業(yè)評價：將作業(yè)完成情況納入學生平時成績，評價內(nèi)容包括潛望鏡模型的創(chuàng)新性、光學原理的應(yīng)