《热工学》课程教学大纲
课程类别：学科基础教育课程 英文名称：PYROLOGY
开课单位：能源动力工程学院 课程编号：Y02160101
课程性质：学科必修
总学时：32 实验：0 学 分：2
适用专业：新能源汽车工程
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6月
一、课程性质与教学目标
（一）课程性质与任务
《热工学》是研究热能与机械能相互转换基本理论和热量传递规律，以及运用这些理论和规律对热工过程、热力循环及热能传递进行分析和计算，以提高热能利用完善程度一门必修课程。探索提高车辆热管理系统效率的技术措施，培养学生分析推理能力与综合运用所学知识解决实际问题的能力，为学生学习有关专业课程和将来解决工程技术问题奠定坚实的基础。
（二）课程目标
通过本课程的理论教学，使学生具备下列能力：
课程目标1：能够运用数学、物理等知识将相关工程问题转化为技术问题，应用热能转换和热量传递的基本概念和基本定律，对新能源汽车专业的复杂工程问题进行有关热科学的分析和计算，并正确求解。（支撑毕业要求指标点2-1）
课程目标2：能够运用热工工程的思维方法，理解发动机及车辆相关热工设备的工作原理，对车辆热管理问题的解决方案进行分析和验证，并形成有效结论。（支撑毕业要求指标点2-3）
课程目标3：能够根据“节能优先，有效用能”的原则解决新能源汽车实践问题，应用文献检索等手段获取车辆热管理领域的最新工程或研究成果，形成对社会、环境和经济等方面可持续发展的评价。（支撑毕业要求指标点7-2）
二、课程内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑
章节 |
内 容 |
讲课 |
实验 |
小计 |
支撑课程目标 |
支撑的毕业要求指标点 |
第1章 |
1 绪论 主要内容：热工在专业课程体系中的地位和作用，热工学研究的对象、主要内容和方法，能源和热能利用的基本知识及其发展现状，热工学常用的计量单位。 重点：国际单位和导出单位之间的换算。 难点：无。 |
2 |
0 |
2 |
3 |
7-2 |
第2章 |
2 工程热力学基本概念及定义 主要内容：热力系与工质，状态与状态参数，热力平衡状态及状态参数坐标图，热力过程和热力循环，功，热量与熵。 重点：基本状态参数，功和热量的计算，熵的引出和定义。 难点：准静态过程的特点和实际意义，可逆过程的特点和实现条件，温熵图。 |
2 |
0 |
2 |
1 |
2-1 |
第3章 |
3 热力学第一定律 主要内容：闭口系统能量方程，稳定流动系统的能量方程式及应用，焓。 重点：热力学第一定律的实质，几种功的关系，闭口系与稳定流动系的能量方程。 难点：闭口系统和开口系统的能量方程式及应用（能量转换问题分析计算），焓。 |
3 |
0 |
3 |
1 |
2-1 |
第4章 |
4 气体的热力性质和热力过程 主要内容：理想气体及状态方程，理想气体的比热容及热量计算，理想气体的热力学能、焓和熵的计算分析，理想气体的四个基本热力过程和多变过程。 重点：理想气体的基本热力过程，理想气体热力学能、焓和熵的计算及实际应用。 难点：理想气体的比热容，理想气体的热力过程在p-v和T-s图上的表示和分析。 |
3 |
0 |
3 |
1 |
2-1 |
第5章 |
5 热力学第二定律 主要内容：自然过程的方向性与热力学第二定律的表述，卡诺循环与卡诺定理，熵方程及孤立系统熵增原理。 重点：热力学第二定律表述，卡诺定理与卡诺循环，熵的推导熵，能量贬值原理。 难点：卡诺定理，孤立系统的熵增原理。 |
4 |
0 |
4 |
1 |
2-1 |
第6章 |
6 传热学概述 主要内容：导热，对流，辐射换热，传热过程。 重点：热量传递的三种基本方式及其特点，传热过程，热阻。 难点：导热系数，对流换热系数，热阻叠加原理。 |
2 |
0 |
2 |
1 |
2-1 |
第7章 |
7 导热 主要内容：导热基本概念和基本定律，稳态导热。 重点：傅立叶定律和导热系数，通过平壁、圆筒壁的导热。 难点：导热的基本定律，应用热阻概念对平壁、圆筒壁的导热过程进行分析计算。 |
2 |
0 |
2 |
1 |
2-1 |
第8章 |
8 对流换热 主要内容：对流换热的概念，对流换热微分方程，对流换热特征方程。 重点：流动边界层的形成和发展，相似准则。 难点：对流换热边界层及换热微分方程式。 |
2 |
0 |
2 |
1 |
2-1 |
第9章 |
9 热辐射和辐射换热 主要内容：辐射换热的基本概念、本质，热辐射的基本定律和实际物体的辐射。 重点：黑体、白体和透热体，，热辐射的基本定律。 难点：热辐射的基本定律及实际应用。 |
2 |
0 |
2 |
1 |
2-1 |
第10章 |
10 内燃机及其热管理系统 主要内容：内燃机基本构造、工作原理及其性能指标，内燃机的热平衡及其热管理系统。 重点：四冲程内燃机的工作原理。 难点：内燃机的热管理系统构成及其工作原理。 |
6 |
0 |
6 |
2 |
2-3 |
第11章 |
11 车辆热管理系统 主要内容：常规汽车热管理系统构成及其工作原理，新能源汽车热管理系统构成及其工作原理。 重点：新能源汽车热管理系统构成及其工作原理。 难点：无。 |
4 |
0 |
4 |
2 |
2-3 |
合 计 |
|
32 |
0 |
32 |
|
|
三、本课程开设的实验项目
无。
四、达成课程目标的途径和措施
1、把握主线，引导学生掌握热力学的基本理论、探讨能量有效利用的途径和方法，使学生获得有关热能传递的基本理论知识、相应的分析计算能力。利用车辆热管理系统的实际案例，帮助学生理解和掌握车辆相关热工设备的工作原理，具备分析和解决新能源汽车专业复杂工程问题的能力。
2、采用多媒体教学手段，配合例题的讲解及适当的思考题，保证讲课进度的同时，注意学生的掌握程度和课堂的气氛。
3、采用案例式教学，结合工程实际，实现能量的有效与合理利用，从而具备车辆相关热科学的基本计算训练和解决车辆相关热工工程问题的基本能力。
五、考核方式
1.课程考核方式包括作业、期中考核和期末考试等。
2.定量评价
本课程包含i个分课程目标，有k个考核方式，各考核方式对课程目标达成评价的权重占比分配如下：
表5.1 各考核方式对课程目标达成评价的权重占比分配
课程 目标 |
分课程目标权重 （本列总和为1） ∑Pi=1 |
各考核方式评价比例分配 （每行总和为1） ∑Wik=1 |
各考核方式在课程目标达成中的占比（所有行列总和为1） ∑∑Sik=1 Sik=Pi×Wik |
作业 |
期中考核 |
期末考试 |
作业 |
期中考核 |
期末考试 |
1 |
0.6 |
0.4 |
0 |
0.6 |
0.24 |
0 |
0.36 |
2 |
0.2 |
0.3 |
0.1 |
0.6 |
0.06 |
0.02 |
0.12 |
3 |
0.2 |
0 |
0.4 |
0.6 |
0 |
0.08 |
0.12 |
各环节对课程目标达成的贡献率（Mk） |
0.3 |
0.1 |
0.6 |
那么第i个分课程目标的评价基于各环节k的贡献加权求和，就是该分课程目标的达成度Ai，即
5-1
而多个分课程目标再根据比例加权求和，就得到本门课程的课程目标达成度A。
5-2
其中： k表示不同的考核环节，i表示不同的分课程目标；
是第k种评价方式通过第i个课程目标反映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；
Gik表示第k种考核方式支撑第i个课程目标的达成度。
3.定性评价
指利用学生的调查问卷进行课程目标达成情况评价，按照各课程目标分项设计合适的问卷，调查学生掌握知识及获得能力等课程目标达成情况。其中成绩均采用百分制统计，五级分制转换为百分制时，优对应95分，良对应85分，中对应75分，及格对应65分，不及格对应55分。
综合定性与定量评价结果，取最小量为最终评价结果。
六、评价标准：
6.1 作业评价标准
基本要求 |
评价标准 |
权重 |
90-100分 |
75-89分 |
60-74分 |
0-59分 |
能够运用数学、物理等知识将相关工程问题转化为技术问题，应用热能转换和热量传递的基本概念和基本定律，对复杂工程问题进行有关热科学的分析和计算，并正确求解。（支撑毕业要求指标点2-1） |
按时交作业，基本概念正确，计算方法、结果正确。 |
按时交作业，基本概念正确，计算方法、结果错误。 |
不按时交作业，基本概念正确，计算方法、结果错误。 |
不交作业，基本概念错误，计算方法、结果错误。 |
0.8 |
能够运用热工工程的思维方法，理解发动机及车辆相关热工设备的工作原理，对车辆热管理问题的解决方案进行分析和验证，并形成有效结论。（支撑毕业要求指标点2-3） |
基本概念正确、论述逻辑清楚；层次分明、语言规范。 |
基本概念正确、论基本清楚；语言较规范。 |
基本概念基本正确、论述基本清楚；语言较规范。 |
基本概念不清楚甚至错误、原理论述不清楚。 |
0.2 |
6.2 期中考核评价标准
基本要求 |
评价标准 |
权重 |
90-100分 |
75-89分 |
60-74分 |
0-59分 |
能够运用热工工程的思维方法，理解发动机及车辆相关热工设备的工作原理，对车辆热管理问题的解决方案进行分析和验证，并形成有效结论。（支撑毕业要求指标点2-3） |
基本概念正确、论述逻辑清楚；层次分明、语言规范。 |
基本概念正确、论基本清楚；语言较规范。 |
基本概念基本正确、论述基本清楚；语言较规范。 |
基本概念不清楚甚至错误、原理论述不清楚。 |
0.2 |
能够根据“节能优先，有效用能”的原则解决新能源汽车实践问题，应用文献检索等手段获取车辆热管理领域的最新工程或研究成果，形成对社会、环境和经济等方面可持续发展的评价。（支撑毕业要求指标点7-2） |
能应用热工知识分析解决实际工程问题，论述逻辑清楚，语言规范。 |
能应用热工知识分析解决实际工程问题，论述清楚，语言较规范。 |
基本能应用热工知识分析解决实际工程问题，论述基本清楚，语言较规范。 |
基本概念不清楚甚至错误、论述不清楚。不交作业。 |
0.8 |
6.5 期末考试评价标准
基本要求 |
评价标准 |
权重 |
90-100分 |
75-89分 |
60-74分 |
0-59分 |
能够运用数学、物理等知识将相关工程问题转化为技术问题，应用热能转换和热量传递的基本概念和基本定律，对复杂工程问题进行有关热科学的分析和计算，并正确求解。（支撑毕业要求指标点2-1） |
应用正确的热工基本定律，进行有关热科学的分析和计算，结果正确。 |
应用正确的热工基本定律，进行有关热科学的分析和计算，结果错误。 |
应用部分正确的热工基本定律，进行有关热科学的分析和计算，结果错误。 |
不作答，应用错误的热工基本定律，计算结果错误。 |
0.6 |
能够运用热工工程的思维方法，理解发动机及车辆相关热工设备的工作原理，对车辆热管理问题的解决方案进行分析和验证，并形成有效结论。（支撑毕业要求指标点2-3） |
基本概念正确、论述逻辑清楚；层次分明、语言规范。 |
基本概念正确、论基本清楚；语言较规范。 |
基本概念基本正确、论述基本清楚；语言较规范。 |
基本概念不清楚甚至错误、原理论述不清楚。 |
0.2 |
能够根据“节能优先，有效用能”的原则解决新能源汽车实践问题，应用文献检索等手段获取车辆热管理领域的最新工程或研究成果，形成对社会、环境和经济等方面可持续发展的评价。（支撑毕业要求指标点7-2） |
能应用热工知识分析解决实际工程问题，论述逻辑清楚，语言规范。 |
能应用热工知识分析解决实际工程问题，论述清楚，语言较规范。 |
基本能应用热工知识分析解决实际工程问题，论述基本清楚，语言较规范。 |
基本概念不清楚甚至错误、论述不清楚。不交作业。 |
0.2 |
七、参考书目及学习资料（书名，主编，出版社，出版时间及版次）
1、热工学，陈黟，吴味隆等编著，高等教育出版社，2018年9月第三版；
2、热工基础，童均耕编著，上海交通大学出版社，2016年8月第三版；
3、热工基础与应用，傅秦生编著，机械工业出版社，2018年7月第二版；
4、热工基础，张学学编著，高等教育出版社，2015年4月第三版；
5、热工学基础，刘春泽编著，机械工业出版社，2015年7月第三版。
制定人： 尤国栋 审定人： 批准人：
年 月 日
