《热工学》教学大纲
课程类别：学科基础教育课程 课程名称：热工学
开课单位：能源动力工程学院 课程编号：Y02160101
课程性质：必修
总学时：32 学 分：2
适用专业：车辆工程
先修课程：高等数学、大学物理、工程流体力学
大纲编写（修订）时间：2019年3月
一、课程在教学计划中的地位、作用
《热工学》是属于非动力类各专业的一门学科基础教育课，是车辆工程专业的一门必修课。《热工学》是研究热能与机械能转换的基本理论和热量传递的客观规律，以及运用这些规律对热工过程、热力循环进行分析和计算，以实现能量的有效与合理利用的科学，而能量的有效与合理利用几乎是每个工程师都需要解决的问题。通过该课程的学习，可以使学生掌握热工学的基本理论及方法，能够对发动机及车辆热管理系统进行分析，具备合理用能、节能的意识并懂得其基本的技术。为今后其他专业课程的学习和将来解决热工领域的工程技术问题以及科学研究工作奠定坚实的基础。
二、课程目标
1）通过本课程的学习，培养学生通过分析将相关工程问题转化为技术问题，应用热力学第一、第二定律和抽象、简化的方法对具体问题的热力过程或热力循环进行分析和计算，进而掌握提高能量利用率的主要途径；（支撑毕业要求1、2）
2）学会常见热传递现象的物理机理和特点，利用导热、对流换热和热辐射的基本定律，对典型传热现象进行分析和定量的计算。掌握强化和削弱传热的原理和方法，能利用传热学的基本原理和基本知识，解决工程上一些典型传热问题；（支撑毕业要求1、2）
3）建立“节能优先，有效用能”的设计思想，能采用网络查询与课程相关的最新工程或研究成果，进行分析、交流，并对日常生活中所遇到的热力学问题提出改进措施或方案。（支撑毕业要求12）
三、基本要求
1、本课程为学科基础教育课程，要求先修高等数学、大学物理等课程，在教学中注重基础知识、基本概念和思维方法的传授，同时运用类比式和启发式教学，使学生掌握热能与机械能转换的基本理论和客观规律，培养学生逻辑分析能力。
2、在教学过程中应注重从工程观点来学习、理解及应用相应的基础知识、基本概念和思维方法，将学生从只关注理论计算转移到工程问题的理解和应用上。
3、本课程要求在CAI教室进行授课，教师应通过向学生列举大量实例、及丰富的例题，使学生深入掌握所学理论知识，运用相应知识来提高专业知识与分析问题的能力。
四、课程内容及教学方法
绪论（2学时）
1、 本课程在专业课程体系中的地位和作用介绍；
2、 课程内容、学习方法、讲授方式、评价方式介绍；
3、 了解热能及其利用的历史及其现状；
4、 了解能源及其合理利用；
5、 了解热工学研究的对象及主要内容；
6、 了解热工学常用的计量单位。
第一章 工程热力学（12学时）
1、了解工程热力学的基本概念及定义；
重点：热力过程；功和热量；熵和温熵图。
2、掌握热力学第一定律；
重点：热力学第一定律；闭口系统能量方程；稳定能量方程；焓。
难点：闭口系统能量方程；稳定能量方程。
3、掌握气体的热力性质和热力过程；
重点：理想气体的热力学能、焓、熵；气体的基本热力过程。
难点：理想气体的热力学能、焓、熵；气体的基本热力过程。
4、掌握热力学第二定律。
重点：卡诺循环、孤立系统熵增原理。
难点：卡诺循环、孤立系统熵增原理。
第二章 传热学（8学时）
1、了解传热学的基本概念及热量传递的基本方法；
重点：热量传递的三种基本方式。
2、掌握导热的基本概念及基本定律；
重点：导热的基本定律。
难点：导热的基本定律。
3、掌握对流换热的基本概念及微分方程组；
重点：流换热微分方程组。
4、掌握热辐射的基本概念、基本定律及辐射换热的计算；
重点：热辐射的基本定律。
5、理解传热及换热器的计算。
第三章 内燃机等典型热工设备（6学时）
1、了解内燃机分类、型号及其基本构造；
2、掌握内燃机的工作原理；
重点：四冲程内燃机的工作原理。
难点：四冲程内燃机的工作原理。
3、掌握内燃机的性能指标和负荷特性；
4、了解内燃机的热平衡及其污染和噪声。
第四章 汽车热管理系统（4学时）
1、掌握燃油车热管理系统构成及其工作原理；
2、掌握新能源车热管理系统构成及其工作原理。
五、实验
无。
六、学时分配
知识点及内容 |
讲授（学时） |
实验（学时） |
小计 |
绪论 |
2 |
|
2 |
第一章 工程热力学 |
12 |
|
12 |
第二章 传热学 |
8 |
|
8 |
第三章 内燃机等典型热工设备 |
6 |
|
6 |
第四章 汽车热管理系统 |
4 |
|
4 |
合计 |
32 |
|
32 |
七、课程目标达成评价的途径和措施
(授课教师必须明确课程考核目标、考试形式、考察环节、各环节贡献率及相关支撑材料)
各环节成绩评定占比%
考察环节 |
课堂情况 |
期中作业 |
期末考试 |
课程目标达成的贡献率 |
0.3 |
0.1 |
0.6 |
支撑材料 |
课堂提问记录，结合课后作业等 |
作业评价标准，典型作业拍照，或电子版 |
试题评分标准，试卷 |
八、教材、补充教材及参考资料
1、陈黟，吴味隆. 热工学(第三版). 高等教育出版社. 2018.9 (ISBN 9787040145137)；
2、童均耕. 热工基础(第三版). 上海交通大学出版社. 2016.8（9787313151360）；
3、傅秦生. 热工基础与应用.机械工业出版社. 2016.1（9787111515395）；
4、张学学. 热工基础(第三版). 高等教育出版社. 2015.4（9787040422979）；
5、刘春泽. 热工学基础.机械工业出版社. 2015.7（9787111136262）。
九、课程目标对毕业要求的支撑
专业
毕业要求 |
成果
关联 度 |
指标点分解 |
目 标 1 |
目 标 2 |
目 标 3 |
1、工程知识 |
M |
1-1能够将数学与自然科学的基本概念运用到工程问题的恰当表述中。 |
# |
# |
|
1-3了解车辆及其动力总成的构造、原理、性能之间的关系并能够应用于车辆工程问题的分析中。 |
# |
|
|
2、问题分析 |
H |
2-1能够根据所学科学知识的基本原理识别和判断车辆工程问题的关键环节和参数。 |
# |
# |
|
2-2能够通过文献研究寻求工程问题的解决方案及其可替代方案。 |
# |
|
# |
12、终身学习 |
L |
12-1理解工程活动中搜集、获取、更新相关技术研究现状和未来发展趋势的必要性，具有自主学习和终身学习的意识和动力。 |
|
|
# |
注：
1、成果关联度分：L、M、H；
2、需说明目标情况分解。
十、课程目标达成评价
各环节对课程目标达成评价所使用到的权重占比分配
课程目标 |
知识面比例 （本列总和为1） Pi |
各环节评价比例分配
（每行总和为1）
Wik |
各环节在课程达成中的占比
（所有行列总和为1）
Sik=Pi*Wik |
课堂情况 |
期中作业 |
期末考试 |
课堂情况 |
期中作业 |
期末考试 |
1、通过本课程的学习，培养学生通过分析将相关工程问题转化为技术问题，应用热力学第一、第二定律和抽象、简化的方法对具体问题的热力过程或热力循环进行分析和计算，进而掌握提高能量利用率的主要途径； |
0.50 |
0.4 |
0 |
0.6 |
0.2 |
0 |
0.30 |
2、学会常见的热传递现象的物理机理和特点，利用导热、对流换热和热辐射的基本概念和定律，对典型传热现象进行分析和定量的计算。掌握强化和削弱传热的原理和方法，能利用传热学的基本原理和基本知识，解决工程上一些典型的传热问题； |
0.40 |
0.25 |
0 |
0.75 |
0.1 |
0 |
0.30 |
3、建立“节能优先，有效用能”的观念，学会采用网络查询与课程相关的最新工程或研究成果，进行分析、交流，能对日常生活中所遇到的热力学问题提出改进措施或方案。 |
0.10 |
0 |
1.0 |
0 |
0 |
0.1 |
0 |
各环节对课程目标达成的贡献率（Mk） |
0.3 |
0.1 |
0.6 |
采用达成值计算法，辅以对学生的问卷调查法。
达成值计算法结合上表权重分配，采用下表进行计算。大于0.60为达成。
单一课程目标达成度评价采用下式：
总的课程目标达成度评价采用下式：
以上公式中：
k表示不同的评价方式，i表示不同的课程目标。
表示第k中评价方式期末评价成绩平均分，均为百分制；
是第k种评价方式通过第i个课程目标反应在总的课程目标评分占比；
表示第k种评价方式对第i个课程目标百分占比；
表示第i个课程目标在课程总评价中的占比。
十一、课程目标达成评价结果用于持续改进
课程目标达成评价结果将用于后续教学过程的持续改进。
针对课程目标达成评价中发现的问题与不足，在本次授课总结中应由授课教师分析具体原因，并给出改进建议。后续任课教师应当针对以前的问题和建议，在授课计划中做好落实改进计划，并在授课计划中予以落实。
制定者：尤国栋
审定者：
晋公网安备 14010002001550号