初中九年级物理（全一册）第十三章“内能”大概念统摄下的单元整体导学案

初中九年级物理（全一册）第十三章“内能”大概念统摄下的单元整体导学案

一、单元整体设计概览：基于大概念的学习进阶建构

本导学案设计以《义务教育物理课程标准（2022年版）》核心素养为总纲，突破传统课时主义碎片化教学模式，确立“能量观”为大概念统摄中心，以“宏观现象—微观机制—能量转化—迁移应用”为认知逻辑主线，构建“一核三阶五维”单元教学体系。本单元位于九年级物理全一册开篇，是学生从“力与运动”宏观世界进入“热与能”微观世界的认知转折点，既承接八年级“机械能”与“分子动理论”基础知识，更为第十四章“内能的利用”及高中“热力学定律”学习奠定关键概念基础。

【学科与学段定位】初中九年级物理；大概念单元教学；核心素养导向；跨学科实践嵌入。

【新标题】初中九年级物理（全一册）第十三章“内能”大概念统摄下的单元整体导学案

【单元大概念】能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它可以从一个物体转移到另一个物体，从一种形式转化为另一种形式，且在转移与转化过程中总量保持不变。内能是能量的一种微观储存形式。

【单元核心问题】物体内部隐藏着怎样的能量？这种能量如何变化？如何量度？人类社会如何驾驭这种能量？

【单元知识结构树】（以纯文本段落描述如下）本单元构建三层四翼知识体系。第一层为“内能本体论”，涵盖分子动能、分子势能、内能定义、一切物体具有内能、内能与机械能的本质区分【非常重要】【高频考点】。第二层为“内能变化论”，涵盖温度、体积、质量、状态等影响因素【重要】，以及热传递（内能转移）与做功（内能与其他形式能转化）两种改变方式【非常重要】【高频考点】【必考实验】。第三层为“内能量度论”，涵盖热量概念【难点】、热值概念与热值计算【重要】【高频考点】。四翼分别为生活现象翼（如取暖、降温）、实验探究翼（压缩引火、气体对外做功、铁丝升温）、工程实践翼（热机初识、燃料选择）、跨学科翼（地理热岛效应、化学燃烧本质、语文古诗物理赏析）。

【课时规划】共计5课时。第1课时：内能的本质与特征（概念建立）；第2课时：改变内能的方式——热传递与热量（观念深化）；第3课时：改变内能的方式——做功与能量转化（思维进阶）；第4课时：燃料的热值与能量计算（模型应用）；第5课时：单元整理与跨学科实践（迁移创造）。本导学案呈现完整5课时连贯设计，突出课前预学、课中研学、课后拓学三段贯通。

二、第1课时：内能的本质与特征——从宏观机械能到微观能量场的认知跃迁

【课前·微学导引】请回忆八年级下册关于“机械能”的知识，回答：（1）什么是动能？影响因素有哪些？（2）什么是势能？重力势能和弹性势能分别与什么因素有关？在此基础上，阅读教材并结合生活经验，尝试猜想：运动着的分子是否具有能？相互作用的分子之间是否具有能？请将你的猜想记录在笔记本上。

【课中·研学实施过程——核心篇幅】

（一）唤醒与联结：从“看得见的能”到“看不见的能”（建议时长8分钟）

教师首先呈现两组对比情境。情境A：水平桌面上一只静止的足球与一只飞行的足球；拉伸前与拉伸中的弹簧。情境B：高倍显微镜下花粉颗粒的无规则运动视频；两滴靠近的水银自动融合成一大滴水银。教师抛出核心追问：“宏观世界中，运动的物体具有动能，被拉伸或压缩的弹簧具有弹性势能。那么，微观世界中，永不停止运动的分子是否也具有动能？相互吸引或排斥的分子之间是否也具有势能？”【重要】【思维触发点】学生以四人小组为单位，进行“类比推理”：将分子类比为足球，将分子间作用力类比为弹簧。通过这种物理学中核心的“类比法”，学生自然跨越宏观与微观的鸿沟，初步建构分子动能与分子势能的概念。教师在学生汇报基础上，精准定义：构成物质的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。

（二）辨析与澄清：内能与机械能的本质分野（建议时长10分钟）【非常重要】【高频考点】【难点】

此处采用“概念冲突法”。教师出示问题链：Q1：静止在水平地面上的物体，机械能为零吗？内能为零吗？Q2：某物体在太空中的飞船里漂浮，处于完全失重状态，它的内能为零吗？Q3：温度为-196℃的液氮，内部的氮分子还在运动吗？它具有内能吗？学生在回答Q1时极易误判“物体静止且高度为零，没有机械能，也没有内能”。教师抓住这一典型迷思概念，立即组织微型辩论。通过分子动理论回顾——“分子永不停息地做无规则运动”这一铁律，学生顿悟：一切物体，无论温度高低，无论是否运动，无论处于何种位置，其内部分子都在永不停息地运动，分子间都存在相互作用力，因此一切物体在任何情况下都具有内能【高频考点】。教师顺势以韦恩图（文字段落描述）对比内能与机械能的四点根本差异：内能是微观粒子的能量，机械能是宏观整体的能量；内能永远不为零，机械能可以为零；内能大小与温度、体积、状态有关，机械能与速度、高度、形变有关；内能无法直接观测需转化表现，机械能可直接测量。此环节是突破全章难点的关键战役，务必做实。

（三）探究与建模：影响内能大小的因素全解（建议时长12分钟）【重要】

本环节采用“猜想—证据—结论”三段推进。第一步猜想：学生基于内能定义，推演内能可能与哪些因素有关。学生凭借“温度越高分子运动越剧烈”的前概念，迅速锁定“温度”；凭借“分子间距离影响势能”，猜测“体积”或“状态”。第二步证据呈现：教师提供四组证据链。证据1：同一铁块，在酒精灯上加热前后，温度升高，内能增加（红外热成像仪直观显示）。证据2：0℃的冰熔化成0℃的水，温度不变，但需持续吸热，内能增加——通过“冰熔化实验视频”慢放分析，揭示状态变化是内能变化的独立因素【难点】。证据3：同温度的一杯水与一桶水，质量越大，分子总数越多，内能越大。证据4：气体压缩时，体积减小，温度升高，内能增大（此处仅定性关联体积因素，详细实验在第3课时展开）。第三步结论建构：师生共同归纳内能大小的决定因素——温度（主体因素）、质量（分子个数）、体积与状态（分子间距与相互作用）【高频考点】。特别强化“温度不变时内能也可能改变”这一极易在习题中出错的认知节点【高频易错点】。

（四）诊断与反馈（建议时长5分钟）【课堂即时评价】出示一组快速判断题：（1）0℃的冰块内能为零。（×）（2）物体运动速度越快，内能越大。（×）（3）物体温度升高，内能一定增大。（√）（4）物体内能增大，温度一定升高。（×）（举例：晶体熔化）（5）静止的物体既可能具有内能也可能具有机械能。（√）要求学生不仅判断正误，还要修改错误命题使之成立。

【课后·拓学延展】请用今天所学的内能知识，解释：为什么沿海地区昼夜温差小，而沙漠地区昼夜温差大？这个问题看似涉及后续比热容知识，但学生可以从“水的内能变化需要吸收或放出更多热量”这一前科学概念进行初步解释。教师提供资料卡：水的比热容较大，砂石的比热容较小。鼓励学生尝试建立初步解释模型。此为跨学科（地理与物理）的首次渗透铺垫。

三、第2课时：改变内能的方式（一）——热传递与热量观的建立

【课前·微学导引】生活经验调查：请写出三个使物体“变热”的生活实例和三个使物体“变冷”的生活实例。尝试用自己的语言对这些实例进行分类，并说明分类依据。准备在课堂上与同学分享。

【课中·研学实施过程——核心篇幅】

（一）分类与归纳：从生活经验到科学概念（建议时长7分钟）【一般】【情境导入】

学生小组内交流课前收集的“变热”“变冷”实例。教师随机选取若干典型板书：太阳晒、火烤、哈气、热水袋焐、暖气片、烤红薯；风扇吹、冷水泡、冰块敷、涂酒精、开窗通风。教师追问：“从能量如何传递的角度，哪些方法是‘同族’的？”学生通过讨论自然将“直接接触且温度不同的部分”归为一类，将“摩擦、敲打”等归为另一类。教师顺势明确：今天聚焦第一类——热传递。

（二）精讲与建构：热传递的完整图景（建议时长10分钟）【非常重要】【高频考点】

第一层级：条件与方向。热传递发生的根本条件是温度差，而非内能差。热量总是从高温物体传递到低温物体，或者从同一物体的高温部分传递到低温部分，直到温度相等【高频考点】。此处必须辨析易错点：不能表述为“热量从内能大的物体传向内能小的物体”。举例：一块小铁钉在100℃时内能小于一整桶20℃水的内能，但热量仍从铁钉传向水。

第二层级：方式与实质。热传递的三种具体形式——传导、对流、辐射。教师通过动画演示三者的微观机制差异：固体导热靠分子碰撞；流体对流靠密度变化循环流动；辐射靠电磁波无需介质。此部分不要求死记名词，但要求能从实例中识别。核心落脚于热传递的实质：内能在物体间的转移，能的种类没有发生转化【重要】。

第三层级：热量的科学定义。热量是热传递过程中传递的内能的多少【高频考点】。这里需要建立三个深度认知：热量是过程量，不是状态量，离开热传递过程谈热量毫无意义；热量用符号Q表示，单位是焦耳（J）；物体本身不具有热量，只具有内能。经典错误纠正：“物体温度高，含有的热量多”。教师用类比法突破：就像雨滴下落过程中才有“降水量”一样，热量是过程量，内能是状态量。

（三）实验与建模：探究热传递与内能改变的关系（建议时长8分钟）【重要】

学生分组实验。每组器材：铁架台、烧杯、温度计、酒精灯、石棉网、水、铁块。任务：加热烧杯中的水直至沸腾，同时将铁块放入水中。观察并记录：铁块和水的初始温度、加热过程中铁块和水的温度变化趋势、最终温度。实验后思考：铁块的内能如何变化？水中的内能如何变化？内能从哪个物体转移到哪个物体？你如何判断转移的多少？学生汇报时，教师引导得出：铁块吸热，内能增加；水放热，内能减少。转移的多少用热量来量度。此处初步渗透Q吸=Q放的思想萌芽，但不展开公式，仅为后续比热容做铺垫。

（四）辨析与应用：热传递图景中的典型问题（建议时长10分钟）【高频考点】

教师呈现三个典型生活场景，要求学生绘制“内能—时间”或“温度—时间”示意图。场景1：烧红的铁块投入冷水中。场景2：放在室内的0℃冰块逐渐熔化（室温10℃）。场景3：两个温度不同的物体接触达到热平衡。此环节重点训练学生的过程分析与图像思维。教师巡视指导，针对“冰块熔化时温度不变但持续吸热”这一认知难点，再次回扣第1课时内容，强化“热传递是改变内能的方式，温度不变不代表内能不变”【难点】。

（五）即时评价（建议时长5分钟）

1.（基础题）关于热量、内能和温度，下列说法正确的是（）A.物体温度越高，所含热量越多B.0℃的冰块内能为零C.热传递中热量从高温物体传给低温物体D.物体内能增加，一定吸收了热量。答案：C。重点讲解D选项的“一定”为什么错，为下一课时埋伏笔。

2.（应用题）冬天，小明用手捂耳朵取暖，小刚用搓手的方式取暖。请从能量转移或转化的角度分析二者的本质区别。学生需明确：手捂耳朵是热传递，内能转移；搓手是做功，机械能转化为内能。此题是两课时间的衔接桥梁。

【课后·拓学延展】生活物理观察：请观察家里的暖气片（或地暖、空调），思考它是通过哪种热传递方式使整个房间暖起来的？如果让你为建筑设计师提出节能建议，你会建议窗户采用双层玻璃还是单层玻璃？为什么？引导学生从“热传导的阻碍”视角思考保温问题，指向工程实践。

四、第3课时：改变内能的方式（二）——做功与能量转化的思维进阶

【课前·微学导引】体验性任务：请准备一根铁丝（或回形针），分别采用至少5种不同的方法使其温度升高、内能增加。将你的方法记录下来，并尝试分析：在这个过程中，能量是从哪里来的？是能量的转移还是转化？【非常重要】【高频考点实验】

【课中·研学实施过程——核心篇幅】

（一）成果展评：从零散方法到系统分类（建议时长8分钟）

学生以小组为单位展示“使铁丝内能增加”的多种方法。全班汇总常见方法：弯折、来回拉锯、敲打、摩擦、火烧、太阳晒、开水烫、用手焐、用吹风机热风档吹……教师引导学生进行第二次分类：哪些是上一课时学习的“热传递”？哪些不是？学生迅速剥离出“火烧、晒、烫、焐”属于热传递。对于剩余的“弯折、摩擦、敲打、拉锯”，教师追问：“这些方法有什么共同特征？”学生答：“都动了手，用了力。”教师提炼核心概念——做功可以改变物体的内能。此环节基于真实体验，彻底打破学生“只有热传递才能改变温度”的狭隘认知。

（二）双实验深度探究：外界对物体做功与物体对外界做功（建议时长15分钟）【非常重要】【必考演示实验】【高频考点】

实验A（教师演示，学生共析）：压缩空气引火仪。操作：在厚玻璃筒内放少量硝化棉，迅速压下活塞。现象：硝化棉立即燃烧。问题链：（1）你看到了什么现象？这个现象说明了什么？（2）能量是如何转化的？（3）谁对谁做了功？学生归纳：活塞压缩空气，对空气做功，机械能转化为空气的内能，空气内能增加，温度升高达到硝化棉燃点【高频考点】。教师强调关键词：对物体做功，物体内能增加，温度升高，机械能转化为内能。

实验B（学生分组体验）：气体对外做功实验（瓶塞弹出）。器材：广口瓶、橡皮塞、打气筒、水、烟雾器。操作：瓶内装少量水，塞紧橡皮塞，通过打气筒向瓶内打气。现象：瓶塞被冲出，瓶口出现白雾。问题链：（1）白雾是怎么形成的？（瓶内水蒸气遇冷液化）（2）水蒸气温度为什么会降低？（3）能量是如何转化的？学生归纳：高压气体推动活塞（塞子）做功，气体自身内能减少，温度降低，液化成小水滴。结论：物体对外做功，自身内能减少，内能转化为机械能【高频考点】。此实验与实验A形成完美的对称结构，帮助学生建立完整的做功与内能变化关系图。

（三）迁移与建模：生活中的做功改变内能现象库（建议时长6分钟）【重要】

教师组织“头脑风暴”，学生列举做功改变内能的生活实例并分析能量转化方向。实例库包括但不限于：钻木取火（机械能→内能）；流星划过大气层燃烧（机械能→内能）；打气筒筒壁发热（机械能→内能）；柴油机压缩冲程（机械能→内能）；火箭发射时燃气喷出（内能→机械能）；暖水瓶塞被顶起（内能→机械能）；爆竹升空（内能→机械能）【高频考点】。此处教师重点强化：无论是外界对物体做功，还是物体对外界做功，只要发生做功过程，就必然发生其他形式能与内能之间的相互转化。

（四）整合与升华：热传递与做功的等效性及其本质区别（建议时长6分钟）【重要】【高频考点】

教师呈现对比表格（以纯文字段落叙述形式）：从内能变化来看，热传递和做功都能改变物体的内能，使物体内能增加或减少，在改变内能的效果上是等效的【高频考点】。从能量角度，热传递是内能在物体之间的转移，能的形态没有变化；做功是内能与其他形式能（主要是机械能）之间的相互转化，能的形态发生了变化。从过程量度来看，热传递过程中内能改变的多少用热量来量度；做功过程中内能改变的多少用做功的多少来量度。此整合环节帮助学生完成知识的结构化，避免两个概念的混淆。

（五）思维进阶：内能、温度、热量、做功的四维关系辨析（建议时长5分钟）【难点】【高频压轴题】

教师呈现典型综合题：下列关于内能、温度、热量和做功的说法中，正确的有哪些？学生小组合作辨析。（1）物体温度升高，可能是吸收了热量，也可能是外界对物体做了功。（2）物体内能增加，温度不一定升高。（3）物体吸收了热量，内能不一定增加（若同时对外做功）。（4）外界对物体做功，物体内能不一定增加（若同时对外放热）。此题旨在打破“单因素决定论”，渗透能量变化的综合视角，为高中热力学第一定律埋下伏笔。学有余力的学生可在此获得认知挑战。

【课后·拓学延展】阅读与思考：查阅资料，了解“空气能热水器”或“热泵”的工作原理。这种设备是如何利用“做功”来实现“热量转移”的？尝试画出一个简单的能量流示意图。该任务将内能与做功的关系延伸至工程技术领域，体现STEM教育理念。

五、第4课时：燃料的热值与能量计算——模型建构与应用

【课前·微学导引】调查任务：你家做饭、取暖主要使用什么燃料？是固体、液体还是气体？请收集不同燃料的价格与使用特点，并思考：为什么有的燃料“耐烧”，有的燃料“不耐烧”？你能尝试提出一个描述燃料“放热本领”的物理量吗？

【课中·研学实施过程——核心篇幅】

（一）问题驱动：不同燃料为何放热能力不同（建议时长5分钟）

教师展示几种常见燃料实物或图片：干木柴、蜂窝煤、汽油、酒精、天然气。提出问题：1kg的干木柴和1kg的汽油，在完全燃烧时放出的热量一样多吗？如果不同，这个差异是由什么决定的？如何科学地描述燃料的这种特性？学生凭借生活经验迅速做出“汽油放热更多”的判断，并初步提出“燃烧值”或“放热能力”等朴素概念。教师顺势引出“热值”这一核心概念。

（二）概念建构：热值的定义、物理意义与单位（建议时长10分钟）【非常重要】【高频考点】

教师精准给出定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。符号q，单位J/kg（固体、液体燃料），气体燃料常用J/m³【重要】。定义式q=Q/m（或q=Q/V）。教师需特别强调三个关键限定词：“完全燃烧”——不是实际燃烧情况，而是理想参照标准；“质量”——单位质量（1kg）是比较的基准；“热量”——燃料燃烧是化学能转化为内能的过程，放出的内能用热量来量度。此环节学生最难理解的是热值是燃料本身的属性。教师用类比法突破：就像密度是物质的属性、比热容是物质的属性一样，热值是燃料的燃烧特性，不随质量、燃烧是否充分而改变【高频考点】。呈现常见燃料热值表（氢1.4×10⁸J/kg、汽油4.6×10⁷J/kg、干木柴约1.2×10⁷J/kg等），引导学生发现：氢的热值最大，不同燃料热值一般不同，液体燃料热值普遍高于固体燃料等规律。

（三）模型应用：热值计算的三类基本问题（建议时长12分钟）【重要】【高频计算题】

第一类：已知质量（或体积）和热值，求完全燃烧释放的总热量。Q=mq（或Q=Vq）。例题1：完全燃烧2kg的干木柴，放出多少热量？若改用天然气，需完全燃烧多少立方米？（已知干木柴热值1.2×10⁷J/kg，天然气热值4.0×10⁷J/m³）。此题训练公式直接应用，并渗透燃料替代理念。

第二类：已知热量和热值，求所需燃料质量。例题2：将10kg的水从20℃加热到100℃，若不考虑热量损失，至少需要完全燃烧多少千克酒精？（酒精热值3.0×10⁷J/kg，水的比热容暂未系统学习，此处教师可给出水吸热公式Q吸=cmΔt的计算结果作为已知条件，4.2×10³J/（kg·℃）×10kg×80℃=3.36×10⁶J）。此题为后续学习比热容做铺垫，同时引出“效率”概念的必要性。

第三类：热值表信息提取与比较。例题3：根据表格信息，判断下列说法正确的是（）A.燃烧1kg汽油放出的热量是4.6×10⁷JB.热值越大，燃料燃烧时温度越高C.酒精和木炭的热值不同，但完全燃烧放出相同热量时需要质量不同D.无烟煤的热值大于干木柴，所以无烟煤燃烧时产生的热量更多。此处重点辨析A选项（漏掉“完全燃烧”条件）和D选项（未控制质量变量）【高频易错点】。

（四）社会性科学议题：燃料使用与环境责任（建议时长8分钟）【跨学科】【STS教育】

教师提供三组阅读材料。材料1：我国能源结构现状——煤炭占比仍较高，天然气、核能、可再生能源占比持续上升。材料2：化石燃料燃烧产生的CO₂、SO₂、氮氧化物对环境的影响（温室效应、酸雨）。材料3：氢能源汽车的推广与挑战。学生围绕核心议题——“我们是否应该完全放弃化石燃料”展开讨论。教师引导学生从热值高低、储量分布、技术成本、环境代价等多角度辩证思考，不追求统一结论，但必须落脚到物理学的贡献：提高燃料利用率、开发新能源、从能量转化效率角度解决实际问题。此环节将物理知识升华为社会责任，实现情感态度价值观目标。

（五）即时评价（建议时长5分钟）

1.（计算题）已知氢的热值为1.4×10⁸J/kg，完全燃烧500g氢气放出的热量是多少焦耳？答案：7×10⁷J。

2.（辨析题）有人说：“热值大的燃料燃烧时放出的热量一定更多。”你是否同意？请说明理由。必须答出“未控制质量是否相同、燃烧是否完全”等关键点。

【课后·拓学延展】项目式任务：为“家庭炊事燃料选择”撰写一份简短咨询报告。要求：调查你家或附近社区常用的燃料种类（管道天然气、液化石油气、电等）；查阅相关资料，对比它们的热值、价格、热效率及环保性；从经济成本和环境效益两个角度提出你的建议。此任务将物理计算与社会决策紧密结合。

六、第5课时：单元整理与跨学科实践——城市热岛效应的诊断与缓解方案设计

【课前·微学导引】跨学科资料研读：请阅读地理教材中关于“城市热岛效应”的描述，结合本节课前教师下发的本市某年夏季温度分布遥感图，思考：城市中心的气温为什么显著高于郊区？尝试从物理学的能量角度列出可能的原因。

【课中·研学实施过程——核心篇幅】

（一）系统建构：内能单元知识网络全息图（建议时长12分钟）【非常重要】

此环节由学生主导、教师辅助。师生共同以“能量”为大概念原点，向外辐射出两条主线。主线一：内能本体论——是什么（定义、特征、影响因素）。主线二：内能变化论——怎么变（热传递、做功）。主线三：内能量度论——变多少（热量、热值）。教师通过层层追问，将所有零散知识点编织成网。追问1：为什么一切物体都具有内能？（分子永不停息）追问2：改变内能的两种方式在本质上有什么不同？（能的转移vs能的转化）追问3：热量与热值这两个概念都有“热”字，根本区别是什么？（热量是过程量，热值是属性量）追问4：我们是如何认识看不见摸不着的内能的？（转化法、类比法、实验推理）此环节不仅梳理知识，更显化物理学科思想方法。

（二）跨学科实践：城市热岛效应背后的物理学原理（建议时长15分钟）【热点】【跨学科主题学习】

环节A——现象归因（物理视角）。教师展示城市与郊区下垫面构成对比图：沥青、混凝土、高楼玻璃幕墙vs植被、水体、土壤。学生调用本单元所学内能知识，多角度分析热岛成因：（1）不同物质的比热容差异（虽未系统学但生活有感知）——水泥、沥青升温快、降温快，白天储存内能多；（2）人为排热——空调外机、汽车尾气、工业燃烧直接将内能排入空气；（3）绿地水体减少——蒸腾作用吸热过程被削弱，无法有效降低内能；（4）空气流通不畅——高楼阻碍热对流，热传递效率低。教师点评时将零散观点整合为“能量收支”模型：城市区域收入太阳辐射能多（反射率低）+收入人为释放内能多+支出（蒸发、对流）少=内能净增加、温度升高。

环节B——解决方案（工程思维）。基于以上成因分析，学生以“城市设计师”身份提出缓解热岛效应的物理方案。各组提案汇集：采用高反射率建筑材料（减少吸收辐射能）；推广绿色屋顶、垂直绿化（增加蒸腾吸热）；构建城市通风廊道（强化热对流，加快热量输运）；发展公共交通与新能源汽车（减少人为热排放）【重要】。教师引导学生认识到：每一个工程措施的底层逻辑都是改变内能收支平衡。例如，通风廊道本质是利用热传递加快内能的转移；绿化带是利用水的比热容和蒸发吸热降低内能积累。

环节C——价值升华。教师播放“双碳目标”宣传短片。学生领悟：城市热岛效应研究不仅是物理习题，更是生态文明建设的现实课题。从理解内能到调控内能，物理学提供了认识世界和改造世界的重要工具。

（三）实验微项目：地面材质与温度升高速率的量化探究（建议时长13分钟）【跨学科实践】【探究迁移】

本环节为简化版控制变量实验。每组器材：相同规格容器三个（盛等量干燥砂石、等量清水、空容器铺沥青块）、温度计、白炽灯（模拟太阳）。实验步骤：将三个容器置于同一高度，同时打开白炽灯照射；每隔1分钟记录三种材质的表面温度；持续5-8分钟；绘制温度-时间图像。实验现象：砂石升温最快，水升温最慢，沥青介于之间但通常高于水。解释与迁移：这一结论与城市热岛效应有何关联？城市应增加哪种下垫面比例？学生通过亲历数据采集与图像绘制，将热岛效应这一宏观复杂问题还原为微观可控实验，体验科学家研究问题的范式。本实验也是对“比热容”概念的实践性前导。

（四）单元学业质量评价（嵌入式，建议时长5分钟）

教师出示一道综合性情境题，检验学生单元大概念掌握水平。

【情境】2024年10月30日，神舟十九号载人飞船发射取得圆满成功。火箭起飞时，助推器内燃料剧烈燃烧，高温高压燃气从尾部高速喷出，火箭拔地而起。整流罩在穿越大气层时表面温度可达上千摄氏度。

【问题】（1）火箭燃料选用液氢，从热值的角度说明