小学五年级科学《材料的保温与散热》单元整体教学设计

小学五年级科学《材料的保温与散热》单元整体教学设计

  一、单元整体概览与顶层设计

  本教学设计以“材料的保温与散热”为核心概念，面向小学五年级学生，展开为期约8课时的单元教学。本单元设计深植于当前“素养导向、综合学习、学科实践”的课程改革理念，超越传统孤立的知识点传授，致力于构建一个融科学探究、技术工程与社会应用于一体的综合性学习项目。保温技术不仅是生活中常见现象，更是能量（热）传递核心科学概念的重要应用载体，其背后涉及材料科学、工程设计、系统分析与可持续发展等多维度思考，为培养学生跨学科思维和解决真实问题能力提供了绝佳场域。

  本单元以“如何为校园‘爱心驿站’设计一款经济环保的移动饮品保温箱？”这一驱动性问题统领全局。通过这一真实、复杂、富有意义的项目，引导学生像科学家一样探究热传递的规律，像工程师一样设计、优化与制作模型，像决策者一样评估技术的效益与成本。学习过程将科学知识（热传导、对流、辐射）、技术方法（材料测试、结构设计）、工程实践（设计循环、模型制作）与社会考量（环保、成本、用户需求）有机整合，旨在培养学生“科学观念与应用”、“科学思维与创新”、“科学探究与交流”、“科学态度与责任”四大核心素养。

  单元学习路径遵循“现象感知-概念建构-原理探究-技术应用-工程实践-评价反思”的逻辑线索，由浅入深，从具体到抽象，再回归到解决具体问题的应用闭环，确保学生在深度参与中达成对保温技术科学本质与工程实践的全面理解。

  二、单元内容前期分析

  （一）课程标准关联分析

  本单元紧密对接《义务教育科学课程标准（2022年版）》中“物质科学”领域“能量”主题下的相关要求。具体关联如下：

  1.核心概念：围绕“热可以不同方式传递，热传递有方向性”这一核心概念展开。

  2.学习内容：涉及“3.2热传递”（如：知道热可以从温度高的物体传到温度低的物体；了解热传递的三种主要方式——传导、对流、辐射，并能列举生活中相关的实例；了解不同材料的热传导性能不同，据此可以用于保温或散热）以及跨领域的“13.3工程设计与物化”（如：针对一个具体的任务，按照设计的基本步骤来完成了对一个产品或系统的改进，并进行了相应的测试和优化）。

  3.学业要求：学生能解释生活中常见的保温与散热现象；能设计简单的对比实验，探究影响热传递快慢的因素；能基于对材料导热性能的理解，尝试解决简单的保温或散热问题；能经历完整的“明确问题-设计方案-制作测试-评估改进”的工程实践过程。

  （二）学生学情深度剖析

  五年级学生处于具体运算思维向形式运算思维过渡的关键期，具备以下学习基础与潜在障碍：

  1.知识经验：在低中年级，学生对“冷”、“热”、“温度”有生活化的感知。可能接触过保温杯、羽绒服等保温物品，对“保温”有朴素的前概念，但多数认识停留在“厚的东西保温好”，对热传递的微观机理、不同方式及其科学调控方法缺乏系统认知。

  2.思维能力：能够进行有逻辑的因果推理，具备初步的控制变量设计对比实验的能力，但在多变量复杂情境中识别与控制变量、精确收集与分析数据、基于证据进行解释与论证方面仍需引导和强化。抽象概括能力正在发展，将具体现象归纳为科学原理（如三种传热方式）存在挑战。

  3.兴趣与动机：对动手实验、制作和解决生活中的实际问题抱有浓厚兴趣。项目式的情境能有效激发其内在动机，但需要将大任务分解为可操作的阶梯，并提供必要的脚手架支持，以维持其探究热情和克服困难的毅力。

  4.潜在迷思：常见迷思包括“热量会从‘冷’物体传到‘热’物体”（混淆温度与热量）；“所有金属在任何情况下都感觉‘凉’”（忽略了温度平衡过程）；“真空不能传热所以保温最好”（忽略了辐射传热）。教学设计需通过认知冲突实验、可视化工具（如热成像仪观察）等策略进行有效破除。

  （三）单元核心概念体系与跨学科关联

  核心科学概念：热传递（传导、对流、辐射）、热平衡、导热系数（定性理解）、热绝缘体与热导体。

  核心工程概念：系统、结构与功能、材料性能、约束条件、优化、迭代。

  跨学科关联：

  -技术与工程：材料测试技术、保温结构设计、模型制作工艺。

  -数学：数据测量、记录、统计（温度变化曲线）、简单计算（成本核算）。

  -艺术与设计：产品外观设计、设计草图绘制。

  -社会与品德：环保材料选择、资源节约意识、团队合作与社会服务意识。

  三、单元学习目标与评价体系

  （一）单元学习目标（素养导向）

  1.科学观念与应用：通过探究活动，能区分热传递的三种主要方式（传导、对流、辐射），并能举例说明生活中的相关现象；理解材料的导热性能是决定其保温或散热用途的关键属性，并能定性比较常见材料的保温性能；认识到保温技术的本质是控制热传递的速率，服务于特定需求。

  2.科学思维与创新：能基于观察提出关于保温效果的、可探究的科学问题；能设计并实施公平的对比实验，探究不同材料、结构对保温效果的影响，并学会控制变量；能运用分析、比较、归纳等思维方法，从实验数据中得出结论，并尝试解释现象背后的科学原理；在工程设计环节，能进行创造性构思，绘制设计草图，并运用科学原理论证设计方案的可行性。

  3.科学探究与交流：能熟练使用温度计、计时器、热成像仪（如有）等工具进行定量观察和数据收集；能使用图表等方式系统记录、整理和分析温度变化数据；能清晰、有条理地陈述自己的探究过程、发现和设计思路；能积极参与小组讨论，倾听、质疑并回应同伴的观点，在协作中推进项目进展。

  4.科学态度与责任：在探究中表现出对实验数据客观、实事求是的态度；在工程设计中，能综合考虑保温效果、成本、环保性、美观等多重因素，初步建立技术应用的系统观和权衡思维；形成节约能源、合理利用资源的意识；体验工程设计的反复性与挑战性，培养坚持不懈、乐于改进的科学精神。

  （二）单元持续性评价设计

  采用“过程性评价”与“总结性评价”相结合，“表现性评价”与“成果性评价”相补充的多元评价体系。

  1.过程性评价工具：

  -科学探究记录单：评价学生实验设计的严谨性、数据记录的规范性和分析推理的逻辑性。

  -课堂观察检核表（教师用）：关注学生在小组活动中的参与度、合作行为、提问与表达能力。

  -工程设计日志：学生记录从问题定义、方案构思、测试反馈到修改优化的全过程思考。

  -同伴互评量表：用于小组项目工作评价，关注贡献度、协作精神等。

  2.总结性评价任务：

  -单元探究报告：围绕一项深入的对比实验（如探究双层结构vs单层结构对保温的影响），撰写完整的实验报告。

  -“爱心保温箱”最终项目成果展示与答辩：各小组展示最终制作的保温箱模型（或详细设计方案与测试报告），并进行讲解和答辩，接受师生关于科学原理应用、设计创新点、成本效益分析等方面的提问。

  3.评价贯穿始终：评价并非仅在单元结束时进行，而是在每一个关键学习节点（如提出猜想后、实验设计后、第一次模型测试后）嵌入反馈环节，使评价真正促进学习。

  四、单元教学资源与环境准备

  （一）核心实验材料与数字化工具

  1.探究材料包（小组用）：多种待测材料片（相同尺寸的金属片、玻璃片、塑料片、泡沫板、棉布、铝箔等）、带盖的相同透明容器（用于制作简易量热杯）、数字温度计、热水、秒表/计时器、隔热手套、剪刀、胶带。

  2.工程设计材料包（小组用）：各种可用于制作保温箱模型的材料（如不同厚度的泡沫板、瓦楞纸板、铝箔、气泡膜、废旧布料、小纸箱等）、美工刀、直尺、热熔胶枪（教师指导使用）、温度记录仪（可连续记录）、低成本材料“价格表”（虚拟币）。

  3.数字化与可视化工具：红外热成像仪（若条件允许，用于直观展示温度分布和热传递过程）、平板电脑或数据采集器（连接温度传感器，自动绘制温度-时间曲线）、多媒体课件（展示热传递微观动画、工程应用案例）。

  （二）学习环境创设

  1.物理环境：布置“材料科学探索站”和“工程技术工作坊”两个功能区。探索站提供标准化的实验器材，便于控制变量；工作坊提供丰富的可选材料和工具，鼓励创造性制作。

  2.心理与文化环境：营造“敢想、敢做、敢错、敢改”的课堂文化。张贴科学家和工程师的工作流程海报，强调“设计是一个循环过程”。设立“奇思妙想墙”展示学生的设计草图。

  五、单元教学实施过程详案（共8课时）

  第一课时：启动项目——发现身边的“保温”与“散热”

  学习目标：1.能从生活经验出发，提出关于保温与散热的真实问题；2.通过观察和讨论，初步感知影响保温效果的可能因素；3.理解并接受“为校园爱心驿站设计保温箱”的驱动性任务，激发探究兴趣。

  教学重难点：从零散现象聚焦到可探究的科学问题；理解项目任务的价值与挑战。

  教学准备：各种保温与散热物品实物或图片（保温杯、羽绒服、散热器、凉亭、汽车遮阳挡等）、项目启动视频（展示校园爱心驿站在不同季节提供饮品的需求场景）、KWL表（Know-What-Learn）。

  教学过程：

  一、情境激疑，导入主题（15分钟）

  1.教师出示两杯热水，一杯放在普通桌上，一杯用毛巾包裹。提问：“哪一杯水凉得慢？为什么？”引导学生用生活经验解释。

  2.“头脑风暴”活动：以“生活中，哪些地方需要保温？哪些地方需要散热？”为话题，小组快速列举。随后全班分享，教师将实例分类板书（如“人体保暖”、“食物保热/保冷”、“建筑节能”、“电子设备散热”等）。学生初步感受“保温”与“散热”技术的普遍性。

  3.教师追问：“这些物品或设计，是如何实现保温或散热效果的？”学生可能回答“用了厚的材料”、“加了套子”、“有金属片”等。教师将学生的猜想关键词（如“材料”、“厚度”、“包裹方式”）记录在黑板另一侧。此时，学生的前概念被激活，问题意识开始萌发。

  二、项目启动，明确任务（15分钟）

  1.播放“项目启动视频”：展示校园里的“爱心驿站”，志愿者们希望为师生提供冬暖夏凉的饮品，但现有的普通箱子保温效果不佳。提出核心挑战：“如何利用我们即将学习的科学知识，设计并制作一个成本合理、环保实用的移动保温箱原型？”

  2.教师正式发布《项目任务书》，并带领学生解读：最终目标（展示一个能有效工作的保温箱模型及设计报告）、核心用户（爱心驿站志愿者和饮用者）、限制条件（成本预算、环保材料加分、便于移动等）。学生明确学习的目标和意义，从“学知识”转变为“用知识解决问题”。

  三、提出问题，规划学习（10分钟）

  1.教师引导：“要完成这个精彩的设计，我们首先需要成为研究‘热’的科学家。关于热是如何传递的，以及如何阻止或加快它的传递，你们有哪些想知道的问题？”小组讨论，将问题写在便利贴上。

  2.各小组将问题贴到“奇思妙想墙”，全班共同梳理和归类问题。典型问题可能包括：“不同材料保温效果一样吗？”“衣服为什么能保暖？”“保温杯的结构有什么秘密？”“颜色会影响吸热吗？”教师将这些问题归纳为几个探究方向：材料性能、热传递方式、结构设计。

  3.师生共同浏览本单元的《学习路线图》，了解接下来将通过一系列科学探究活动来寻找这些问题的答案，最终服务于保温箱的设计。学生填写KWL表的“K”（已知）和“W”（想知）部分。

  第二、三课时：科学探究（一）——揭开“热传递”的面纱

  学习目标：1.通过系列探究活动，认识热传导、对流、辐射三种热传递方式及其特点；2.能设计简单实验，定性比较不同材料的导热性能；3.初步建立“保温即阻碍热传递”的科学观念。

  教学重难点：理解三种传热方式的机理，特别是抽象的“辐射”；设计公平的对比实验比较材料导热性。

  教学准备：“热传递探秘”实验套装、蜡烛、金属勺、塑料勺、凡士林、绿豆、烧杯、水、食用色素、红外灯、温度不同的黑色与白色纸袋。

  教学过程（分两课时）：

  课时二：聚焦热传导与对流

  一、探究热传导（25分钟）

  1.现象导入：请学生触摸教室内的金属窗框和木质窗框，问：“在相同室温下，为什么感觉金属比木头凉？”引发认知冲突（实际温度相同，感觉不同源于导热速度）。

  2.实验：谁的“脚”先烫到？

  -学生分组实验：在金属勺和塑料勺的勺柄上，用凡士林各粘一颗绿豆。将勺头同时浸入热水杯中。

  -预测并观察：哪把勺上的绿豆先掉下来？为什么？

  -分析与建构：学生观察到金属勺上的绿豆先掉落。教师引导：热从高温的勺头沿着勺子材料传递到低温的勺柄，这种传递方式叫热传导。金属是热的“良导体”，传热快；塑料是热的“不良导体”（或“热绝缘体”），传热慢。感觉“凉”是因为手的热量被金属快速导走了。

  3.概念应用：列举生活中利用或防止热传导的例子（锅铲用木柄、保温杯用塑料盖等）。

  二、探究热对流（15分钟）

  1.演示实验：在装有冷水的透明烧杯底部，小心注入一团用热水稀释过的深色食用色素水。学生观察色素水团的运动轨迹。

  2.解释与建模：教师借助动画讲解：底部的水受热膨胀，密度变小而上浮；上部的冷水密度大而下沉，形成循环流动。这种通过液体或气体的流动来传递热的方式叫热对流。让学生用手在暖气片上方感受上升的热空气，加深理解。

  3.联系生活：讨论空调、冰箱的放置位置如何利用空气对流。

  课时三：探究热辐射与材料导热性对比

  一、探究热辐射（20分钟）

  1.问题引入：太阳的热是如何穿越真空的太空传到地球的？火堆旁即使没有直接接触和空气流动（逆风），也能感到热，这是为什么？

  2.对比实验：将温度传感器分别放入一个黑色纸袋和一个白色纸袋（内侧），同时用红外灯（模拟太阳）等距离照射。连接数据采集器，实时显示两袋内空气的温度变化曲线。

  3.观察与分析：学生观察到黑色袋子内温度上升更快。教师解释：热可以不依靠任何介质，以电磁波（红外线）的形式直接发射出去，这种传递方式叫热辐射。不同颜色的表面对辐射热的吸收和反射能力不同。深色（黑）吸收能力强，浅色（白）反射能力强。

  4.概念整合：师生共同总结三种热传递方式的特点、是否需要介质、主要发生在何种物质中，并完成概念梳理图。

  二、对比不同材料的保温（阻碍热传递）性能（20分钟）

  1.设计挑战：回到保温箱项目。提出问题：“如果我们要为保温箱选择外壳材料，哪种材料更好？如何科学地比较？”

  2.实验：材料保温性能大比拼

  -设计：小组讨论，设计一个公平的实验。教师引导聚焦变量控制：杯子相同、水量水温相同、起始温度相同、环境相同，唯一改变的是包裹杯子的材料（如金属片、泡沫板、棉布）。

  -实施：各小组选取2-3种材料进行测试。用温度计定期（如每2分钟）测量并记录杯中水温。

  -数据分析与结论：绘制各材料组的“水温-时间”下降曲线图。比较哪条曲线下降最慢，即哪种材料保温性能最好。学生得出结论：泡沫等疏松多孔的材料是良好的热绝缘体，保温性能好；金属是良导体，保温性能差。

  -科学解释：引导学生尝试用刚学的三种传热方式解释：好的保温材料能有效减慢热传导，其内部空隙也能限制空气对流，如果表面再采用光亮材料（如铝箔），还能反射热辐射。

  第四、五课时：科学探究（二）——揭秘“结构”的智慧

  学习目标：1.通过探究活动，理解空气层、真空、表面处理等结构因素对保温效果的影响；2.能分析常见保温产品（如保温杯、双层玻璃窗）的结构原理；3.能将结构与功能相联系，为保温箱设计积累知识。

  教学重难点：理解真空保温的原理；设计实验探究双层结构的优势。

  教学准备：结构各异的保温杯（拆解模型或剖面图）、带夹层的实验装置、抽气设备（简易）、铝箔、黑色电工胶布、两个一大一小的透明塑料盒。

  教学过程（分两课时）：

  课时四：探究空气层与真空

  一、解密保温杯结构（15分钟）

  1.观察实物或剖面图：学生小组观察保温杯（尤其是杯壁结构），画出结构草图。

  2.阅读保温杯说明书或资料卡，了解其宣称的“真空夹层”、“镀铜内胆”等技术。

  3.提出问题：为什么要做成双层？中间的“真空”层有什么用？银亮的内胆表面有什么用？

  二、实验探究：空气是“帮凶”还是“助手”？（25分钟）

  1.对比实验：单层vs双层（有空气）

  -用两个透明塑料盒，一个单层，一个双层（中间有静止空气层），内部放置温度传感器和等量温水。

  -预测并测试哪个降温慢。学生发现双层有空气的盒子保温更好。

  -原理探讨：中间的静止空气层，是热的不良导体，有效减缓了热传导。建筑中用的中空玻璃、双层窗同理。

  2.演示实验：抽走空气会怎样？

  -教师演示：将一个带有橡胶塞和阀门的小型双层玻璃容器（或特制实验瓶）连接抽气筒。容器内装有温水，插有温度计。

  -先记录初始温度，然后缓慢抽气（模拟制造真空）。学生观察并记录温度变化速率在抽气前后的差异。

  -分析与建构：抽气后，夹层中的空气被抽出，形成真空。真空状态下，几乎没有了可以传导和对流的介质，因此热传递（尤其是传导和对流）被极大地抑制。这就是高级保温杯和保温瓶的核心技术。引导学生理解“真空”是比“静止空气”更好的绝热层。

  课时五：探究表面特性与综合应用分析

  一、探究表面颜色与光泽的影响（20分钟）

  1.回顾辐射知识：提问：哪种颜色的物体吸热快？哪种表面反射热辐射能力强？

  2.实验：阳光下的较量（晴天条件下进行，或使用强光源模拟）：

  -将四个相同的玻璃瓶分别包裹上：黑色哑光纸、白色哑光纸、铝箔（光亮面朝外）、铝箔（哑光面朝外）。

  -加入等量常温水，置于相同光照下。每隔一段时间测量水温。

  3.数据分析：发现黑色瓶水温上升最快，光亮铝箔瓶水温上升最慢。解释：对于辐射传热，表面特性至关重要。保温箱如果需要在阳光下保持低温（保冷），应使用光亮外表面反射辐射热；如果需要在寒冷环境中保温，有时内表面会使用深色以吸收内部辐射热（但通常内部以对流和传导为主，此因素相对次要）。

  二、案例分析：建筑中的综合保温技术（20分钟）

  1.展示现代节能建筑剖面图或视频，分析其中运用了哪些保温技术。

  2.小组讨论并标注：墙体保温层（使用泡沫板等绝热材料，阻碍传导）、双层或三层玻璃窗（利用空气层或惰性气体层、Low-E镀膜反射辐射，阻碍传导和对流）、屋顶浅色涂料或绿植（反射太阳辐射）。

  3.知识整合：引导学生总结，优秀的保温设计往往是“组合拳”，从材料选择（绝热体）、结构设计（多层、真空）、表面处理（反射层）等多个维度协同作用，以最大限度地阻碍热传递的三种途径。为下一阶段的保温箱设计提供全面的理论工具箱。

  第六、七课时：工程实践——设计制作“爱心保温箱”

  学习目标：1.经历完整的工程设计流程（明确问题-方案构思-制作原型-测试优化）；2.能综合运用所学的保温科学原理，绘制设计方案草图并说明理由；3.能使用工具和材料制作模型，并通过测试收集性能数据；4.能基于测试结果进行反思和迭代改进。

  教学重难点：将科学原理转化为具体的设计方案；在多重约束条件下进行权衡与决策；根据测试数据进行有效优化。

  教学准备：工程设计循环图海报、各类制作材料、工具、测试用热水/冰水、温度记录仪、设计日志、成本核算单。

  教学过程（分两课时，可连堂）：

  课时六：定义问题与方案设计

  一、重温任务与定义具体需求（15分钟）

  1.小组重温《项目任务书》，并结合已学的科学知识，将宽泛的任务转化为具体、可衡量的设计要求清单。例如：

  -性能要求：在环境温度X℃下，使箱内Y升的60℃热水，在Z小时内不低于40℃（或保冷要求类似）。

  -约束条件：总材料成本不超过N个“环保币”、主要使用可再生或可回收材料、体积便于搬运（具体尺寸）、安全无锐角。

  -用户附加需求：便于开关、内部易清洁、外观美观等。

  2.小组将共同确认的需求清单记录在《工程设计日志》首页。

  二、头脑风暴与方案构思（25分钟）

  1.独立构思：每位成员基于科学原理，独立绘制1-2个保温箱结构草图，并标注计划使用的材料及其科学原理（如：外壳用瓦楞纸板，内部贴5mm厚泡沫板用于隔热；盖子和箱体之间增加密封条减少空气对流；外表面粘贴铝箔反射辐射热）。

  2.小组研讨与方案筛选：组内分享各自草图，讨论每种想法的优点和潜在问题。运用“利弊分析表”进行初步筛选。最终，小组整合形成一个初步的最佳方案，绘制更精细的草图，并撰写简单的设计说明。

  三、方案论证与成本核算（10分钟）

  1.各组派代表向全班简要汇报设计方案的核心思路。接受其他组和教师的提问（如：“你为什么选择这种材料而不是那种？”“你的密封打算怎么实现？”），进行初步答辩。

  2.各组根据最终方案，参照教室材料角的“价目表”，填写《成本核算单》，确保预算不超标。此环节渗透工程经济性和资源有限性的现实考量。

  课时七：制作原型、测试与迭代优化

  一、原型制作（40分钟）

  1.小组根据设计方案和材料清单，领取材料。

  2.在“工程技术工作坊”安全规范指导下，分工合作，制作保温箱原型（比例模型或功能模型）。教师巡回指导，重点关注工具使用安全、工艺精细度以及设计意图能否在制作中体现。

  3.制作过程中，鼓励学生随时记录遇到的问题和临时调整。

  二、性能测试与数据分析（20分钟）

  1.制定测试计划：各组讨论确定统一的测试方法（如：加入规定体积和温度的热水，密封后，每隔15分钟记录一次箱内温度，持续2小时）。使用温度记录仪进行自动记录更佳。

  2.实施测试：各小组在同一环境、同一时间段进行测试，并如实记录数据。同时，观察是否有明显的热泄漏点（可用于触摸或热成像仪辅助观察）。

  3.数据处理：绘制自己保温箱的“温度-时间”曲线图。

  三、评估、反思与优化（20分钟）

  1.小组内部评估：将测试数据与最初的设计目标进行对比。保温效果是否达标？成本是否超支？制作工艺有何缺陷？讨论成功的经验和失败的原因。

  2.优化再设计：基于评估，提出至少一条明确的改进建议（如：“泡沫板接缝处需要用铝箔胶带密封得更严实”、“盖子需要加重以提高密封性”、“外层可以再加一层深色布套用于夜间保温”），并修改设计草图。

  3.工程思维升华：教师引导全班回顾整个“设计-制作-测试-修改”的过程，强调这就是工程设计的迭代循环。真正的工程师很少一次成功，正是在不断测试和改进中，产品才趋于完善。各小组将修改后的设计方案和测试报告整理归档，为最终展示做准备。

  第八课时：成果展示、单元总结与迁移

  学习目标：1.能清晰、有条理地展示项目成果，阐述设计中的科学原理应用；2.能基于科学原理和测试数据，对他人设计进行有理有据的评价；3.完成单元知识体系的梳理与建构；4.能将保温技术思想迁移到更广阔的社会、环境议题中。

  教学重难点：进行有质量的成果陈述与答辩；实现知识的系统化与迁移应用。

  教学准备：各小组优化后的保温箱模型、展示海报或PPT、答辩问题清单、单元概念图框架、拓展阅读资料。

  教学过程：

  一、项目成果展示与答辩（30分钟）

  1.布展与准备：各小组布置自己的展台，陈列保温箱模型、设计图、测试报告、成本核算单等。

  2.巡回观摩与初评：学生以“参观者”身份轮流观摩其他小组作品，根据《项目成果评价量规》（涵盖科学性、创新性、工艺性、环保性、展示效果等维度）进行初步打分和留言提问。

  3.正式答辩：每个小组进行5分钟的成果陈述，重点说明：①设计是如何应用热传递三大原理的；②测试数据证明了什么；③经历了怎样的优化过程。陈述后，接受评委团（由教师和每小组派出的1名代表组成）和其他同学的提问，并进行答辩。答辩重点考察学生对原理应用的深度理解和对设计决策的解释能力。

  二、单元总结与概念建构（10分钟）

  1.教师引导学生回到最初的KWL表，共同填写“L”（所学）部分。回顾从提出驱动问题，到探究三种热传递方式，再到研究材料与结构，最后综合应用于工程设计的学习历程。

  2.师生合作，在白板上绘制本单元的核心概念网络图。中心是“控制热传递（保温/散热）”，向外辐射出“方式”（传导、对流、辐射）、“影响因素”（材料性质、结构特征、表面特性）、“技术应用”（产品设计、建筑节能等）、“工程实践”（设计循环）等分支，并用关键词和实例进行连接。帮助学生将零散的知识点结构化、系统化。

  三