《热工检测与自动控制》课程教学大纲

《热工检测与自动控制》课程教学大纲一、课程基本情况课程代码：101134223005课程名称（中/英文）：热工检测与自动控制/ThermalDetectionandAutomaticControl课程类别：专业必修课学分：1.5总学时：24理论学时：18实验/实践学时：6适用专业：无机非金属材料工程适用对象：本科先修课程：大学物理、材料工程基础教学环境：多媒体教学开课学院：材料科学与工程学院二、课程简介1.课程任务与目的本课程是无机非金属材料工程专业的重要专业基础必修课程。通过本课程的学习，学生掌握温度测量和控制的基本方法、掌握常用测控仪表和元件的工作原理和特点；具备正确选用各种测控仪表，初步具有热工测量的基本技能，增强发现问题和解决问题的能力。在本课程绪论环节，加入对中国改革开放以来中国在建筑材料研究及生产成果展示，起到激发学生道路自信，投入建材一线建功立业的热情。在课堂上适时介绍我国在检测领域取得的伟大成就。2.对接培养的岗位能力通过本课程的学习，使学生在学习热工检测与自动控制的基础知识之外，学会如何分析、解决实际工程问题，建立基本的工程思维方式，为培养未来合格的工程师或研究人员打下基础。三、课程教学目标1.课程对毕业要求的支撑[毕业要求指标点4.4]能够运用科学的方法正确采集、整理实验数据，对实验结果进行分析和解释，并通过信息综合获得合理有效的结论。[毕业要求指标点5.2]能够选择与使用恰当的仪器、信息资源、工程工具和专业模拟软件，对无机非金属材料领域复杂工程问题进行分析、计算与设计。[毕业要求指标点5.3]能够针对无机非金属材料研发、生产与应用中的具体工程问题，通过组合、选配、改进、二次开发等方式创造性地使用现代工具进行模拟和预测，满足特定需求，并能够分析其局限性。2.课程教学目标对应毕业要求指标点，具体内容如下教学目标1：能够运用科学的方法对无机非金属材料工程专业相关热工设备的温度、压力、流量等生产工艺要素进行正确采集、整理相关测试数据，对测试结果进行分析和解释，并通过信息综合获得合理有效的检测结论。（支撑毕业要求指标点4.4）教学目标2：能够选择与使用恰当的仪器和工程工具，对无机非金属材料领域温度、压力、流量等热工相关生产工艺参数进行测量、分析与控制。（支撑毕业要求指标点5.2）教学目标3：能够针对无机非金属材料研发、生产与应用中温度、压力、流量等热工问题，通过组合、选配、改进、二次开发等方式创造性地使用检测工具进行测量和分析，并能够分析其局限性。（支撑毕业要求指标点5.3）四、教学课时安排（一）学时分配主题或知识点教学内容总学时学时完成课程教学目标讲课实验实践主题1热工检测技术基础2200课程教学目标1主题2温度测量仪表8440课程教学目标2、3主题3压力检测仪表5410课程教学目标2、3主题4流速与流量检测仪表7610课程教学目标2、3主题5自动控制基础2200课程教学目标1、3合计241860（二）实践教学安排（指含有实验或实践内容的课程）序号实验/实践项目名称实验/实践学时实验/实类型实验/实要求每组人数备注1实验一热电偶校正实验4综合性必做22实验二风速测定及压力表校验2综合性必做2注：上表填写完成后删除1．实验类型：分“演示性”、“验证性”、“综合性”、“设计性”、“创新性”2．实验要求：分“必做”、“选做”3．每组人数：指教学实验项目中在每套仪器设备上同时完成本实验项目的人数。如2人合用一台显微镜，则每组人数为2人；5人合用一台仪器则每组人数为5。五、教学内容及教学设计主题1热工检测技术基础1.教学内容热工检测技术发展概况、工程中的应用。测量的概念、测量系统组成、测量误差、测量仪表基本技术性能。2.教学重点测量系统组成、测量误差、测量仪表基本技术性能。3.教学难点测量误差、测量仪表基本技术性能。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）以课堂讲授为主，教师可根据教学内容采取问题讨论式教学、案例式教学、启发式教学等多种教学手段。在知识讲授的过程中，通过误差的内容来引导学生树立严谨的科学态度和正确的职业道德。主题2温度测量仪表1.教学内容温度的基本概念、温度计的分类，膨胀式温度计，热电偶温度计、热电阻温度计，其它种类温度计的测温原理及使用方法。2.教学重点热电偶温度计、热电阻温度计。3.教学难点热电偶温度计、热电阻温度计。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）以课堂讲授为主，教师可根据教学内容采取问题讨论式教学、案例式教学、启发式教学等多种教学手段。在知识讲授的过程中，通过介绍测温原理的演变来帮助学生领悟科学技术进步是人类文明发展的助力，引导学生投身科技兴国的建设之中。主题3压力检测仪表1.教学内容压力的基本概念，测量气体压力仪表，液柱式压力仪表、弹性式压力仪表的工作原理，压力仪表的选用和安装方法。2.教学重点液柱式压力仪表，弹性式压力仪表的工作原理、结构及选用。3.教学难点液柱式压力仪表，弹性式压力仪表的工作原理、结构及选用。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）以课堂讲授为主，教师可根据教学内容采取问题讨论式教学、案例式教学、启发式教学等多种教学手段。在知识讲授的过程中，借助不同压力测量在原理和应用上的差异来教导学生处理问题应该因地制宜、因势利导，不要超出适用范围。主题4流速与流量检测仪表1.教学内容流速与流量测量的基本概念，差压式流量计、转子式流量计、动压式流量计、容积式流量计、涡轮式流量计、涡街流量计、电磁流量计、超声波流量计的工作原理、特点及使用中的注意问题。2.教学重点差压式流量计、动压式流量计的原理、特点及使用中的注意问题。3.教学难点各流量计的原理、特点及选用。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）以课堂讲授为主，教师可根据教学内容采取问题讨论式教学、案例式教学、启发式教学等多种教学手段。在知识讲授的过程中，引导学生理论联系实际，锻炼学生发散思维。主题5自动控制基础1.教学内容自动控制系统发展概况，系统的组成、分类和规律。2.教学重点自动控制系统的组成、分类。系统的双位控制、PID控制、程序控制和智能控制规律。3.教学难点系统的双位控制、PID控制、程序控制和智能控制规律。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）以课堂讲授为主，教师可根据教学内容采取问题讨论式教学、案例式教学、启发式教学等多种教学手段。在知识讲授的过程中，应引导学生树立正确的工程师职责，自觉遵守职业道德与规范。六、学生成绩评定《热工检测与自动控制》作为无机非金属材料工程专业的一门专业必修课，其内容主要涵盖无机非金属材料生产过程中所涉及的热工参数测量与控制，该课程是在掌握大学物理和工程原理的基础上为进一步学习无机非金属材料的生产与制备的基础性课程。本课程采用过程性考核（50%）和期末考试（50%）相结合的方式，重点考察学生对温度、压力和流量/流速等热工参数的测量原理、测量方法及其检测元件的认识与理解，考核方式涉及课堂演讲、阶段测验、作业测评、实验操作和期末考试等全过程考核。1.课程考核方式及比例本课程考核学生获取知识的能力、应用所学知识分析问题和解决问题能力、实践动手能力和创新能力等；考核方式采用作业评测、课堂活动与表现、平时阶段测验等多种形式、多个阶段等全过程的考核，使学生成绩评定更加合理多样，优化课程评价体系，进一步提升本课程教学效果。学生成绩评定表考核方式平时成绩期中考试期末考试出勤作业课堂活动与表现阶段测验答辩项目小论文实验√√√√成绩比例%1010102050注：（说明，上表编写完成删除）1.过程考核包括平时成绩和期中考试，根据本课程要求在所采取的考核方式下方打“√”；2.期末考试为必修选，且占总成绩的比例不低于40%；3.采用“其他”考核的要写明具体形式。2.课程教学目标的考核内容2.课程考核方式评价权重本课程教学目标与考核方式评价权重如表所示：课程教学目标支撑毕业要求指标点考核评价方式权重（%）过程性考核实验期末考试合计课堂活动与表现作业及阶段测验教学目标1指标点4.4011125~10教学目标2指标点5.2577520~30教学目标3指标点5.3522310~15合计102010601003.课程成绩评价标准平时成绩评定及考核标准（样例）考核环节考核结果及标准评估项目及权重优秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）课堂活动与表现（10%）积极参加课堂活动、讨论和汇报，并有自己独到的见解，能够准确回答问题，并有自己独到的见解较为积极参加课堂活动、讨论和汇报，能够准确回答问题，并提出自己的见解能够主动参加课堂活动、讨论和汇报，能够回答问题参与课堂活动、讨论和汇报，基本能回答相关问题不能有效参加课堂活动、讨论和汇报，回答不出所有问题作业（10%）能够独立完成作业，作业完成质量优秀，能够灵活运用所学知识和理论解决问题，并获得正确结论能够独立完成作业，完成质量较高，能够运用所学知识和理论解决问题，并获得正确结论能够独立完成作业，完成质量符合要求，能够运用所学知识和理论解决问题，并获得有效结论基本能够独立完成作业，部分题目解答存在抄袭现象，运用所学知识和理论解决问题的能力基本符合要求不能独立完成作业，存在明显抄袭现象，不具备运用所学知识和理论解决问题的能力阶段测验（10%）完成所有阶段测验，根据参考答案评分，总评成绩为优秀完成所有阶段测验，根据参考答案评定分，总评成绩为优良完成所有阶段测验，根据参考答案评分，总评成绩为中等完成所有阶段测验，根据参考答案评分，总评成绩为及格没有完成阶段测试，根据参考答案评分，总评成绩不及格实验（20分%）实验报告能够独立完成，内容完整，数据合理，数据处理正确，图表规范。能够正确完成实验报告中提出的问题，并对实验中遇到的问题进行深入的讨论，提出自己的见解。实验报告能够独立完成，内容完整，数据合理，数据处理正确，图表基本规范。能够完成实验报告中提出的问题，并对实验中遇到的问题进行讨论，提出意见。实验报告能够完成，内容完整，数据基本合理，能够进行数据处理，图表基本规范。能够基本完成实验报告中中提出的问题，对实验中遇到的问题进行讨论。实验报告基本能够独立完成，内容完整，数据图表齐全，基本完成实验报告中提出的问题。实验报告不能独立完成，存在抄袭现象，报告中提出的问题没有或基本没有回答。课程教学目标评价标准（样例）考核环节考核结果及标准评估项目及权重优秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）教学目标1能运用科学的方法对无机非金属材料工程专业相关热工设备的温度、压力、流量等生产工艺要素进行正确采集、整理相关测试数据，对测试结果能很好地进行分析和解释，并通过信息综合获得合理有效的检测结论能运用科学的方法对无机非金属材料工程专业相关热工设备的温度、压力、流量等生产工艺要素进行较为准确采集、整理相关测试数据，对测试结果能较好地进行分析和解释，并通过信息综合获得较为有效的检测结论能对无机非金属材料工程专业相关热工设备的温度、压力、流量等生产工艺要素进行采集、整理相关测试数据，对测试结果进行分析和解释，并通过信息综合获得检测结论能对无机非金属材料工程专业相关热工设备的温度、压力、流量等进行检测，对测试结果进行分析和解释，并获得相关结论不能运用科学的方法对无机非金属材料工程专业相关热工设备的温度、压力、流量等生产工艺要素进行采集、整理相关测试数据，对测试结果不能进行分析和解释，不能获得检测结论教学目标2能够很好地选择与使用恰当的仪器和工程工具，能很好地对无机非金属材料领域温度、压力、流量等热工相关生产工艺参数进行测量、分析与控制能够较好地选择与使用恰当的仪器和工程工具，能较好地对无机非金属材料领域温度、压力、流量等热工相关生产工艺参数进行测量、分析与控制能够选择与使用仪器和工程工具，对无机非金属材料领域温度、压力、流量等热工相关生产工艺参数进行测量、分析与控制能对无机非金属材料领域温度、压力、流量等热工相关生产工艺参数进行测量、分析与控制不能选择与使用仪器和工程工具，不能对无机非金属材料领域温度、压力、流量等热工相关生产工艺参数进行测量、分析与控制教学目标3针对无机非金属材料研发、生产与应用中温度、压力、流量等热工问题，能通过很好地组合、选配、改进、二次开发等方式创造性地使用检测工具进行测量和分析，并能够很好地分析其局限性针对无机非金属材料研发、生产与应用中温度、压力、流量等热工问题，能通过较好地组合、选配、改进、二次开发等方式创造性地使用检测工具进行测量和分析，并能够较好地分析其局限性针对无机非金属材料研发、生产与应用中温度、压力、流量等热工问题，通过相关方式使用检测工具进行测量和分析，并分析其局限性能够针对热工问题，通过使用检测工具进行测量和分析，并分析其局限性针对无机非金属材料研发、生产与应用中温度、压力、流量等热工问题，不能通过组合、选配、改进、二次开发等方式进行测量和分析，不能分析其局限性七、教材、参考书目、重要文献以及课程网络资源建议教材：（1）刘自放等主编.热工检测与自动控制.中国电力出版社,2006（2）杜维等主编.过程检测技术及仪表(第3版).化学工业出版社,2018主要参考书：（1）赵恒侠等主编.热工仪表与自动调节.中国建筑工业出版社，1996（2）何适生主编.热工测量.电力工业出版社，1980（3）王玲生主编.热工检测仪表.冶金工业出版社，1994（4）张毅主编.自动检测技术及仪表控制系统.化学工业出版社，2005重要文献：（1）王浩.短型铂铑30-铂铑6热电偶测试方法研究[J]