一、認知奠基：為什么要制作潛望鏡？它的科學原理是什么？演講人01認知奠基：為什么要制作潛望鏡？它的科學原理是什么？02材料準備：哪些物品能組成簡易潛望鏡？03分步制作：從材料到成品的10個關(guān)鍵步驟04調(diào)試與問題解決：常見故障及應(yīng)對策略05拓展應(yīng)用：從潛望鏡到科學探究的延伸06總結(jié)：從制作到思考，科學的魅力在于實踐目錄2025小學四年級科學下冊簡易潛望鏡制作步驟詳解示范課件各位同學、老師們：今天，我們將共同開啟一次“用科學眼光看世界”的實踐之旅——制作簡易潛望鏡。作為一名從事小學科學教育十余年的教師，我始終相信：當抽象的科學原理與親手操作的實踐相遇，知識便會像種子一樣在孩子們心中生根發(fā)芽。潛望鏡作為光學應(yīng)用的經(jīng)典案例，不僅能幫助我們理解“光的反射”這一核心概念，更能讓大家體驗“從理論到實踐”的完整科學探究過程。接下來，我將以“為什么做—怎么做—如何優(yōu)化—拓展應(yīng)用”為主線，帶大家一步步完成這個有趣的小制作。01認知奠基：為什么要制作潛望鏡？它的科學原理是什么？認知奠基：為什么要制作潛望鏡？它的科學原理是什么？在正式動手前，我們需要先回答兩個問題：**潛望鏡有什么用？它是如何工作的？**這兩個問題的答案，將為后續(xù)制作提供明確的方向。1潛望鏡的功能與生活關(guān)聯(lián)潛望鏡是一種利用光的反射原理制成的光學儀器，最早應(yīng)用于軍事領(lǐng)域（如潛艇觀察水面情況），現(xiàn)在也常見于工業(yè)檢測（觀察狹窄空間）、兒童玩具（趣味觀察）等場景。對同學們來說，潛望鏡最直觀的價值是：讓我們“拐彎看世界”——即使身體不能直接到達某個位置（比如躲在墻后），也能通過潛望鏡看到目標。這種“突破視線障礙”的特性，會讓你在課間玩“觀察游戲”時成為小伙伴們的“小科學家”！2核心原理：光的反射與兩次反射路徑潛望鏡的“魔法”源于光的反射現(xiàn)象?；貞浺幌律瞎?jié)課學的內(nèi)容：光在遇到光滑表面（如鏡子）時，會改變傳播方向，這種現(xiàn)象叫光的反射；反射時，入射光線、反射光線與法線在同一平面內(nèi)，且入射角等于反射角。（邊說邊在黑板上畫示意圖：一條光線斜射向鏡子，標注入射角、反射角和法線）潛望鏡的特殊之處在于“兩次反射”：它內(nèi)部有兩塊平行放置的平面鏡，當外界光線進入潛望鏡頂部的小孔時，先被第一塊鏡子反射（第一次反射），改變方向后射向第二塊鏡子，再被第二塊鏡子反射（第二次反射），最終進入觀察者的眼睛。這樣一來，原本直線傳播的光線經(jīng)過兩次“拐彎”，就能讓我們看到水平方向或下方的物體了。（展示潛望鏡內(nèi)部光路圖，用不同顏色箭頭標注兩次反射路徑）2核心原理：光的反射與兩次反射路徑舉個生活中的例子：去年帶學生去科技館，有個孩子躲在拐角處，用潛望鏡“偷看”展廳的恐龍模型，興奮地喊：“老師！我不用探頭就能看到恐龍的腳了！”這就是潛望鏡最直觀的應(yīng)用——它讓“視線拐彎”，拓展了我們觀察世界的方式。02材料準備：哪些物品能組成簡易潛望鏡？材料準備：哪些物品能組成簡易潛望鏡？制作前的材料準備是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。考慮到四年級同學的動手能力和材料易得性，我們選擇低成本、易操作、安全性高的材料，大部分物品可以從家庭或?qū)W校實驗室獲取。1基礎(chǔ)材料清單（以1人制作為例）|材料名稱|規(guī)格要求|數(shù)量|選擇原因||----------------|------------------------------|------|--------------------------------------------------------------------------||硬紙盒|長約25cm、寬7cm、高7cm（如牙膏盒）|1個|硬紙盒質(zhì)地堅硬，能固定鏡子位置；空心結(jié)構(gòu)可作為光線通道；廢舊物品利用，環(huán)保且易裁剪||小平面鏡|5cm×5cm（邊長不小于紙盒寬度）|2塊|平面鏡反射率高，表面光滑；尺寸需覆蓋紙盒內(nèi)部寬度，避免漏光|1基礎(chǔ)材料清單（以1人制作為例）|刻度尺|15cm或20cm|1把|測量紙盒尺寸，確保開孔位置準確||剪刀|學生安全剪刀|1把|安全剪刀刃口圓鈍，適合小學生操作||鉛筆|普通HB鉛筆|1支|標記開孔位置和裁剪線||透明膠帶|普通家用款|1卷|固定鏡子和紙盒，粘性適中易調(diào)整||彩筆（可選）|任意顏色|若干|裝飾潛望鏡，增加趣味性|2材料替代方案（靈活調(diào)整）如果找不到牙膏盒，可用牛奶盒（需清洗晾干）、快遞盒（選較薄的硬紙板，太厚不易裁剪）替代，但需注意：替代紙盒的長寬高比例應(yīng)接近25:7:7，過寬或過窄會影響鏡子放置角度。鏡子方面，若沒有小平面鏡，可用光滑的金屬片（如奶粉罐內(nèi)蓋，需打磨邊緣防劃傷）或玻璃貼紙（貼在硬紙板上制成簡易反射面）替代，但反射效果會稍弱。03分步制作：從材料到成品的10個關(guān)鍵步驟分步制作：從材料到成品的10個關(guān)鍵步驟現(xiàn)在，我們正式進入制作環(huán)節(jié)。為確保成功率，建議大家按照以下步驟操作，每一步完成后檢查無誤再進入下一步。1步驟1：處理紙盒——裁剪與開口（1）測量并標記：將牙膏盒平放在桌面上，用刻度尺測量盒身長度（假設(shè)為25cm），在距離頂部5cm處畫一條橫線（上開口線），距離底部5cm處畫一條橫線（下開口線）。（2）裁剪觀察口：在上開口線處，用剪刀沿盒身垂直方向剪開一個長4cm、寬2cm的長方形孔（上觀察口）；在下開口線處同樣剪開一個長方形孔（下觀察口）。注意：剪刀要垂直紙盒表面，避免剪出毛邊；若紙盒較硬，可先用刀尖輕劃再剪。（3）制作光線通道：將紙盒沿長邊方向輕輕壓扁，使其內(nèi)部形成一個空心長方體通道（無需完全壓平，保持盒身直立）。1步驟1：處理紙盒——裁剪與開口3.2步驟2：確定鏡子角度——45是關(guān)鍵！潛望鏡的核心是兩塊鏡子的角度：它們必須與紙盒的上下表面成45角，且相互平行。為什么是45？因為當光線以45入射角射向鏡子時，反射光線會與原方向垂直（如示意圖：入射光線水平向右，經(jīng)45鏡子反射后變?yōu)樨Q直向下）。這樣，頂部的光線才能被反射到底部的鏡子，再被反射進眼睛。操作方法：（1）在紙盒頂部觀察口下方約2cm處，用鉛筆沿盒身內(nèi)壁畫一條與上表面成45的斜線（鏡子上沿標記線）；（2）在紙盒底部觀察口上方約2cm處，畫一條與下表面成45的斜線（鏡子下沿標記線）；（3）用直尺檢查兩條斜線是否平行（若不平行，調(diào)整標記位置）。3步驟3：固定鏡子——穩(wěn)固與對齊（1）上鏡固定：取一塊平面鏡，將其一邊對準上沿標記線，用透明膠帶沿鏡子邊緣粘貼（先貼頂部和底部，再貼兩側(cè)）。注意：鏡子要完全覆蓋紙盒內(nèi)部寬度，避免光線從邊緣漏出；膠帶不要貼得太牢，方便后續(xù)調(diào)整角度。（2）下鏡固定：另一塊平面鏡對準下沿標記線，以同樣方式粘貼，確保兩塊鏡子的反射面相對（即上鏡的反射面朝向下鏡，下鏡的反射面朝向上鏡）。（3）檢查對齊：用手電筒從頂部觀察口射入光線，觀察光線是否能經(jīng)上鏡反射到下鏡，再從底部觀察口射出。若光線偏移，輕輕調(diào)整鏡子角度，直到路徑正確。4步驟4：封閉邊緣——減少漏光干擾潛望鏡的成像清晰度與漏光量直接相關(guān)。用透明膠帶將紙盒所有裁剪邊緣（如觀察口邊緣、盒身接縫處）粘貼封閉，避免外界雜光進入內(nèi)部干擾光路。特別注意：觀察口邊緣的膠帶要留出足夠空間（如觀察口長4cm，膠帶只貼邊緣0.5cm），以免遮擋視線。5步驟5：裝飾與優(yōu)化（可選）01020304為了讓潛望鏡更美觀或更實用，可進行以下裝飾：01（2）在觀察口處粘貼軟紙圈（如紙巾卷成小環(huán)），避免邊緣劃傷眼睛；03（1）用彩筆在紙盒表面繪制圖案（如海洋主題、太空主題），標注“潛望鏡”字樣；02（3）若紙盒較矮（如高度不足25cm），可將兩個牙膏盒首尾粘貼，延長觀察距離。0404調(diào)試與問題解決：常見故障及應(yīng)對策略調(diào)試與問題解決：常見故障及應(yīng)對策略即使嚴格按步驟操作，制作過程中也可能遇到問題。以下是我?guī)W生制作時總結(jié)的“高頻問題清單”，大家可對照排查。1問題1：看不到清晰圖像——可能原因與解決壹（1）鏡子角度偏差：用角度尺檢查鏡子是否與紙盒表面成45（可用三角板的45角對比）；若偏差超過5，重新調(diào)整并固定。貳（2）漏光嚴重：用黑布包裹潛望鏡外部，僅留觀察口，若成像變清晰，說明漏光來自紙盒縫隙，需用更多膠帶封閉。叁（3）鏡子表面臟污：用軟布（如眼鏡布）輕輕擦拭鏡子，避免用手直接觸摸反射面（指紋會影響反射效果）。2問題2：圖像顛倒或變形——如何調(diào)整正常情況下，潛望鏡成的是“正立、等大”的虛像。若圖像上下顛倒，可能是鏡子方向裝反了（如反射面朝內(nèi)或朝外）。解決方法：將鏡子旋轉(zhuǎn)180，使反射面朝向紙盒內(nèi)部（即上鏡反射面朝下，下鏡反射面朝上）。3問題3：觀察口太小——視野狹窄怎么辦若觀察到的視野僅為一條線，可能是觀察口尺寸過小?？捎眉舻缎⌒臄U大觀察口（長至5cm、寬至3cm），但需注意：擴大后要重新檢查鏡子是否覆蓋紙盒寬度，避免漏光。05拓展應(yīng)用：從潛望鏡到科學探究的延伸拓展應(yīng)用：從潛望鏡到科學探究的延伸制作完成后，潛望鏡不僅是一個“玩具”，更是開啟科學探究的鑰匙。以下是幾個有趣的拓展活動，建議同學們課后嘗試。1探究活動1：改變鏡子角度，觀察成像變化將其中一塊鏡子的角度改為30或60，用潛望鏡觀察同一物體，記錄成像的位置、大小變化。思考：為什么角度改變會影響觀察效果？（提示：結(jié)合光的反射定律分析）2探究活動2：自制“可變焦?jié)撏R”將兩個潛望鏡（或延長的紙盒）通過活動關(guān)節(jié)連接，調(diào)整兩部分的夾角（如90、120），觀察是否能看到更廣泛的區(qū)域。這個設(shè)計類似于工業(yè)用的“可彎曲潛望鏡”，能幫助我們理解“多角度觀察”的原理。3探究活動3：聯(lián)系生活，發(fā)現(xiàn)更多反射現(xiàn)象潛望鏡的原理在生活中隨處可見：汽車后視鏡（凸面鏡擴大視野）、牙科醫(yī)生用的口鏡（平面鏡觀察口腔內(nèi)部）、舞蹈教室的鏡子（反射幫助糾正動作）……試著用潛望鏡的“反射思維”，找出身邊3個利用光反射的例子，并拍照記錄。06總結(jié)：從制作到思考，科學的魅力在于實踐總結(jié)：從制作到思考，科學的魅力在于實踐回顧今天的課程，我們通過“認知原理—準備材料—動手制作—調(diào)試優(yōu)化—拓展探究”的完整流程，完成了簡易潛望鏡的制作。這個過程中，大家不僅掌握了“光的反射”這一科學概念，更體驗了“提出問題—設(shè)計方案—實踐驗證—改進創(chuàng)新”的科學探究方法。潛望鏡的制作告訴我們：科學不是書本上的“死知識”，而是能解決實際問題的“活工具”。當你們用自己做的潛望