《材料傳輸原理》教學大綱

《材料傳輸原理》教學大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：03131121課程性質：學科基礎必修課學分：2學分學時：32學時（理論32學時）先修課程：高等數(shù)學、線性代數(shù)、大學物理等后續(xù)課程：模具制造工藝學、材料加工專業(yè)英語等適用專業(yè)：材料成型及控制工程開課單位：材料科學與工程學院一、課程說明《材料傳輸原理》是材料成型及控制工程本科學生的學科基礎必修課。本課程主要講授材料加工及成型工藝過程中熱傳導、對流傳熱、輻射傳熱的基本規(guī)律。通過本課程的學習，讓學生學會運用材料傳輸原理的基本原理解決材料加工及成型等工程領域實際問題的基本方法，培養(yǎng)和提升學生的綜合素質及綜合能力，同時為后續(xù)課程的學習打下必要的基礎。二、課程目標通過本課程的學習，使學生達到如下目標：課程目標1：了解材料加工冶金過程傳輸現(xiàn)象的基礎概念、普遍規(guī)律，理解冶金傳輸問題的物理模型和數(shù)學模型，掌握各種熱量傳輸?shù)亩ㄐ院投筷P系、影響因素和控制措施。課程目標2：能夠運用熱量傳輸?shù)南嚓P知識分析材料科學與工程相關的各種傳輸現(xiàn)象與各因素的影響機理，解決相關的一般實際問題。課程目標3：能夠應用所學知識分析復雜材料科學與工程問題的實質，提出解決問題的思路。課程目標4：培養(yǎng)學生具有堅定正確的政治方向，樹立科學的世界觀、人生觀和價值觀；培養(yǎng)學生獨立思考和團結合作相結合、創(chuàng)新思維和經驗知識相結合解決實際問題的綜合素質；培養(yǎng)學生嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L、良好的勞動習慣和實事求是的科學態(tài)度。三、課程目標與畢業(yè)要求《材料傳輸原理》課程教學目標對材料成型及控制工程畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學目標與畢業(yè)要求關系畢業(yè)要求指標點課程目標支撐強度1.工程知識1.2能針對具體對象建立數(shù)學模型并求解。課程目標1：了解材料加工冶金過程熱量傳輸現(xiàn)象的基礎概念、普遍規(guī)律，理解傳輸問題的物理模型和數(shù)學模型，掌握熱量傳輸?shù)亩ㄐ院投筷P系、影響因素和控制措施。課程目標4：培養(yǎng)學生具有堅定正確的政治方向，樹立科學的世界觀、人生觀和價值觀；培養(yǎng)學生獨立思考和團結合作相結合、創(chuàng)新思維和經驗知識相結合解決實際問題的綜合素質；培養(yǎng)學生嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L、良好的勞動習慣和實事求是的科學態(tài)度。H2.問題分析2.1能夠應用工程科學的基本原理，識別和判斷復雜材料成型及控制工程問題的關鍵環(huán)節(jié)和參數(shù)。課程目標2：能夠運用傳熱學的相關知識分析材料科學與工程相關的各種熱量傳輸現(xiàn)象與各因素的影響機理，解決相關的一般實際問題。課程目標3：能夠應用所學知識分析復雜材料科學與工程問題的實質，提出解決問題的思路。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關畢業(yè)要求的關聯(lián)度。四、教學內容、基本要求與學時分配理論部分的教學內容、基本要求與學時分配見表2。表2教學內容、基本要求與學時分配教學內容教學要求，教學重點難點理論學時對應的課程目標1.熱傳導基本理論及計算1.1導熱基本定律1.2穩(wěn)態(tài)熱傳導1.3非穩(wěn)態(tài)熱傳導教學要求：了解傳熱的基本方式，掌握導熱基本概念及其特點，掌握導熱的基本定律；掌握穩(wěn)態(tài)熱傳導及非穩(wěn)態(tài)熱傳導過程的計算；了解多維問題非穩(wěn)態(tài)導熱計算。重點：導熱理論，穩(wěn)態(tài)熱傳導及非穩(wěn)態(tài)熱傳導過程的計算。難點：導熱理論，非穩(wěn)態(tài)熱傳導過程的計算。101、2、3、42.對流傳熱基礎及計算2.1對流傳熱基礎2.2單相對流傳熱的計算2.3相變對流傳熱教學要求：掌握對流傳熱基本概念及其特點，掌握對流傳熱的基本定律；掌握單相對流傳熱的計算方法；了解相變對流傳熱的特點；熟悉相變對流傳熱的影響因素及強化措施。重點：相似原理，邊界層理論，單相對流傳熱的計算，相變對流傳熱的影響因素。難點：單相對流傳熱的計算。81、3、43.熱輻射的基本理論及計算3.1熱輻射的基本概念與定律3.2輻射傳熱的計算教學要求：掌握熱輻射的基本概念；理解黑體輻射的基本定律；熟悉實際物體及灰體的熱輻射，掌握輻射傳熱的相關計算；了解輻射傳熱的控制方法。重點:黑體輻射基本定律；輻射傳熱的計算。難點:輻射傳熱的計算。61、2、4傳熱過程與傳熱問題的數(shù)值方法4.1傳熱過程的分析與計算4.2熱交換器的類型及熱力計算4.3傳熱問題的數(shù)值方法教學要求：了解傳熱過程的分析與計算，掌握熱交換器的熱力計算方法，熟悉熱交換器的類型及傳熱過程控制方法；掌握常用傳熱問題的數(shù)值方法。重點:熱交換器熱力計算；傳熱問題的數(shù)值方法。難點:傳熱問題的數(shù)值方法求解。82、3、4合計32五、教學方法及手段本課程以課堂講授為主，采用啟發(fā)式、討論式教學和案例教學等，盡可能把枯燥的理論知識與實際應用相結合，促進學生積極思考，開發(fā)學生的潛能，培養(yǎng)學生思考問題、分析問題和解決問題的能力；課下利用超星學習通平臺，結合學習通資源，采用自學、分組任務、安排習題課等形式，鞏固課堂所學知識；采用QQ、微信等交流工具，加強和學生之間的交流和溝通。六、課程資源1.推薦教材：（1）鄧元望，唐愛坤.傳熱學[M].北京：機械工業(yè)出版社,2021.2.參考書：（1）吳樹森.材料加工冶金傳輸原理[M].北京：機械工業(yè)出版社,2019.（2）時海芳,高志玉.材料工程傳輸原理[M].徐州：中國礦業(yè)大學出版社,2012.（3）陳卓.傳遞過程原理[M].長沙：中南大學出版社,2011.（4）賈力.高等傳熱學[M].北京：高等教育出版社,2003.（5）宋仁伯.材料加工冶金傳輸原理[M].北京：冶金工業(yè)出版社,2021.3.期刊：（1）李方杰,李九霄,楊東野,等.材料加工冶金傳輸原理課程思政探索與實踐——以熱量傳輸?shù)幕痉绞胶鸵?guī)律為教學案例[J].科教導刊,2021,(009):158-159.（2）張歡,陳志煒,由世俊,等.帶金屬導熱膜的新型地板輻射采暖熱性能研究[J].太陽能學報,2017,38(6):1685-1691.（3）WangY,DuCF,JinWB,etal.Keyfactoranalysisandmodelestablishmentofvariationofrockfacetemperatureinadeepopen-pitmine[J].JournalofCentralSouthUniversity,2018,25(7):1786-1798.（4）SinghPK,RoyMP,PaswanRK,etal.Blastvibrationeffectsinanundergroundminecausedbyopen-pitmining[J].InternationalJournalofRockMechanicsandMiningSciences,2015，80(12):79-88.（5）胡中停,何偉,劉向華,等.傳熱傳質學課程教學內容及方法的探索與實踐[J].制冷與空調,2022,36(5):782-788.（6）王瑜,張淑娟,談美蘭,等.本科生科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實踐與思考——以建環(huán)專業(yè)傳熱學課程為例[J].高等建筑教育,2021,030(002):97-102.4.網絡資源：（1）中國大學MOOC冶金傳輸原理（東北工大學）/course/NEU-1002930001中國大學MOOC材料工程基礎（武漢理工大學）/course/WHUT-1001850001七、課程考核對課程目標的支撐課程成績由過程性考核成績和期末考核成績兩部分構成，具體考核/評價細則及對課程目標的支撐關系見表3。表3課程考核對課程目標的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細則課程目標1234過程性考核課堂表現(xiàn)16（1）根據課堂出勤情況、課堂回答問題情況和分組任務完成情況進行考核，滿分100分。（2）以平時考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭獭?444階段測驗12（1）根據每次階段測驗情況單獨評分，滿分100分；（2）每次階段測驗單獨評分，取各次測驗的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以階段測驗成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。√√√435作業(yè)12（1）主要考核學生對各章節(jié)知識點的復習、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次作業(yè)單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以作業(yè)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。√√√453期末考核60期末考核可以采用期末試卷卷面成績100分，以卷面成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績；主要考核熱傳導、對流傳熱、熱輻射的基本原理及計算等內容；考試題型為：選擇題、填空題、判斷題、簡答題和分析計算題等。期末考核也可以采用期末大作業(yè)成績100分，主要考核熱傳導、對流傳熱、熱輻射等內容?！獭獭?52510合計：100分3737224八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定考核方式：本課程主要以課堂表現(xiàn)、階段測驗、作業(yè)、期末考試（期末大作業(yè)）等方式對學生進行考核評價?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽冇善谀┰嚲恚ɑ蚱谀┐笞鳂I(yè)）成績和過程性考核成績組成。其中：期末考核可以采用期末試卷或大作業(yè)，采用期末試卷時的成績?yōu)?00分（權重60%），試題類型為填空題、選擇題、判斷題、簡答題和分析計算題等類型，試卷中基本知識、基本理論、基本技能的試題分值不超過50%，綜合應用題、分析題不低于50%；采用期末大作業(yè)時的成績?yōu)?00分（權重60%），考核熱傳導、對流傳熱、熱輻射的基本原理及計算等內容；課堂表現(xiàn)、階段測驗、作業(yè)等過程性考核成績?yōu)?00分（權重40%）；過程性考核和期末考核分值分配應與教學大綱各章節(jié)的學時基本成比例。2.過程性考核成績的標準過程性考核方式重點考核內容、評價標準、所占比重見表4。表4過程性考核方式評價標準考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課堂表現(xiàn)40積極參與教學活動，踴躍回答問題，準確率大于90%。認真參與教學活動，回答問題準確率大于8