《新能源转化与利用》课程设计教学大纲

《新能源转化与利用课程设计》课程教学大纲课程名称：新能源转化与利用课程设计CurriculumDesignofConversionandUtilizationofNewEnergy课程编号：020060441课程性质：必修□选修课程类别：□通识课程£专业课程实践教学适用专业：新能源科学与工程课程学时：2周课程学分：2应开课学期：第六学期先修课程：新能源转化与利用、新能源科学与工程概论、工程热力学、传热学、流体力学任课学院、系部：能源科学与工程学院、新能源科学与工程系一、课程简介《新能源转化与利用课程设计》是新能源科学与工程专业本科生在学习完《新能源转化与利用》课程后的一次综合训练，是本科生必修的实践教学环节。其主要任务是：以具体工程项目为背景，综合运用所学理论和专业知识，进行地热直接/间接供暖、地热综合利用、地热开发利用的环境效应评价以及地热能、太阳能、风能、生物质能发电等方向的系统设计，实现专业理论知识与实践应用技能的有效融合。二、课程教学的目标及与毕业要求的关系（一）课程目标课程总目标：通过本课程的学习，旨在让学生进一步掌握新能源转化与利用的专业知识，深入理解地热供暖、地热综合利用以及地热能、太阳能、风能、生物质能发电的基本原理和具体方法；进而根据所学理论和专业知识，结合工程实际，独立完成新能源转化与利用领域的工程设计，初步具备结合工程实际进行新能源转化与利用相关设计的能力。课程目标1：进一步掌握新能源转化与利用的专业知识，深入理解地热供暖、地热综合利用以及地热能、太阳能、风能、生物质能发电的基本原理和具体方法；融入科学发展观、安全发展观、使命担当等思政元素。课程目标2：根据所学理论和专业知识，结合工程实际，依据工程设计规范、标准、设计图集和有关参考资料，按照相应设计方法和流程，独立完成新能源转化与利用领域的工程设计，培养学生表达、归纳、总结和独立思考与分析的能力，使其初步具备结合工程实际进行新能源转化与利用相关设计的能力；融入青山绿水就是金山银山、科学发展观、生态环境保护等思政元素。课程目标3：进一步提高学生运算、绘图、运用计算机和技术资料的能力，培养学生综合运用所学理论知识分析和解决工程实际问题的能力；融入工匠精神、敬业精神、科学精神等思政元素。（二）课程目标与毕业要求的对应关系本课程目标支持的主要毕业要求如下表：课程目标毕业要求1．进一步掌握新能源转化与利用的专业知识，深入理解地热供暖、地热综合利用以及地热能、太阳能、风能、生物质能发电的基本原理和具体方法；融入科学发展观、安全发展观、使命担当等思政元素。毕业要求1：工程知识：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决新能源勘查、开发与综合利用中的工程问题，具备工程科学思维和工程管理意识。2．根据所学理论和专业知识，结合工程实际，依据工程设计规范、标准、设计图集和有关参考资料，按照相应设计方法和流程，独立完成新能源转化与利用领域的工程设计，培养学生表达、归纳、总结和独立思考与分析的能力，使其初步具备结合工程实际进行新能源转化与利用相关设计的能力；融入青山绿水就是金山银山、科学发展观、生态环境保护等思政元素。毕业要求3：设计/开发解决方案：能够熟悉新能源勘查、开发及综合利用的工艺流程，制定技术方案和管理措施，能够结合生产实践体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。3．进一步提高学生运算、绘图、运用计算机和技术资料的能力，培养学生综合运用所学理论知识分析和解决工程实际问题的能力；融入工匠精神、敬业精神、科学精神等思政元素。毕业要求5：使用现代工具：能够针对新能源勘查、开发及综合利用中的问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，并掌握文献检索、资料查询及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法。三、实践教学内容及要求序号项目名称内容、要求学时实践类别实践类型每组人数必做/选做课程目标1地热直接供暖系统设计共提供10个选题，6人一组，任选一个题目，进行相关设计。2周专业综合型6必做课程目标1、2、32地热间接供暖系统设计3地热供暖系统调峰设计4地热农业利用系统设计5地热康养利用系统设计6地热开发利用的环境效应评价7地热能发电系统设计8太阳能光伏发电系统设计9风力发电系统运行优化设计10生物质热裂解发电系统优化设计基本要求具备独立查阅相关文献和资料、相关设备参数和型号的能力；具有收集、加工各种信息及获取新知识的能力；具备数值计算、仿真、绘图和文字处理等能力。结合工程实际，正确运用设计资料，按时、独立完成设计任务，并尽量使设计具有实际施工价值。遵守纪律，刻苦努力，设计需严谨务实；设计过程中应具有创新思维，对前人工作有一定改进或独特见解。要求成果：课程设计说明书1份，设计相关图纸1套。说明书内容应简练完整、立论正确、讨论充分、论述流畅、结构严谨、结论合理；技术用语准确、符号规范统一、编号齐全、书写工整、图文并茂。注：实验/实践类别：专业、上机等实验/实践类型：操作型、验证型、演示型、综合型等。四、本课程与其他课程的联系本课程的先修课程是“新能源转化与利用”、“新能源科学与工程概论”、“工程热力学”、“传热学”和“流体力学”。依据上述课程讲授的新能源转化的基本原理、基本方法和新能源利用的基本途径等方面的基础知识，进行课程设计。五、教材与其他教学资源（含教学参考书或在线资源）（一）建议教材唐志伟，王景甫，张宏宇.地热能利用技术[M].北京：化学工业出版社，2018.（二）其他教学资源郑克棪，潘小平，马凤景，陈梓慧.地热利用技术[M].北京：中国电力出版社，2018.王长贵，崔容强，周篁.新能源发电技术[M].北京：中国电力出版社，2003.汤学忠.热能转换与利用（第2版）[M].北京：冶金工业出版社，2002.中国大学MOOC：能量转换与利用，/course/bjut-1206621827?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssjg_NB/T10097-2018，地热能术语[S].NB/T10098-2018，地热能直接开发利用项目可行性研究报告编制要求[S].NB/T10263-2019，地热储层评价方法[S].NB/T10265-2019，浅层地热能开发工程勘查评价规范[S].NB/T10271-2019，地热发电系统热性能计算导则[S].NB/T10273-2019，地热供热站设计规范[S].NB/T10274-2019，浅层地热能开发地质环境影响监测评价规范[S].六、教学方法与学习建议授课方式：本课程秉承“以学生为中心、以产出为导向”的OBE教育理念，采用“教师总体讲解思路→学生自主分组讨论→各自独立进行设计”的方式开展课程设计。重点：地热供暖技术、地热发电技术、地热综合利用技术。难点：地热发电技术。后续自主学习建议：围绕课程设计题目，认真查阅、检索相关文献资源，并结合课程所学以及相关在线教学资源，积极思考，广泛与老师、同学探讨与交流，最终提出个人见解。七、课程考核及成绩评定方式（一）课程考核1.考核方式本课程属于专业实践环节，采用考查方式。通过对学生最终完成的《课程设计说明书》进行综合评价，着重考查学生对专业基本概念、基本理论和专业技术知识的掌握与运用情况。2.成绩评定方式本课程成绩评定包括平时考核（考勤）、过程考核（实习态度、数据分析及处理）和终结性评价（课程设计说明书）三部分，其中平时成绩占课程总成绩的10％，过程成绩占课程总成绩的30％，终结性评价成绩占课程总成绩的60％。具体要求及评分方法如下：平时成绩：出勤成绩采用扣分制，每缺勤一次扣平时成绩1分，每迟到或早退一次扣平时成绩0.5分，无故旷课4次以上者取消本次课程成绩，占总成绩的10%。过程成绩：软件应用、数据分析及处理要求学生必须独立完成，未按时提交数据分析及处理结果或结果有抄袭（雷同）现象的，过程成绩按零分计，占总成绩的30%。终结性评价：形式为课程设计说明书，着重考察学生对课程设计的理解与认识、设计思路的广度与深度以及设计说明书的完整性、准确性与规范性，其成绩占总成绩的60%。（二）课程目标与考核内容的关系课程具体目标与知识单元和考试内容的关系如下：课程目标知识单元考试内容1．进一步掌握新能源转化与利用的专业知识，深入理解地热供暖、地热综合利用以及地热能、太阳能、风能、生物质能发电的基本原理和具体方法；融入科学发展观、安全发展观、使命担当等思政元素。2．根据所学理论和专业知识，结合工程实际，依据工程设计规范、标准、设计图集和有关参考资料，按照相应设计方法和流程，独立完成新能源转化与利用领域的工程设计，培养学生表达、归纳、总结和独立思考与分析的能力，使其初步具备结合工程实际进行新能源转化与利用相关设计的能力；融入青山绿水就是金山银山、科学发展观、生态环境保护等思政元素。3．进一步提高学生运算、绘图、运用计算机和技术资料的能力，培养学生综合运用所学理论知识分析和解决工程实际问题的能力；融入工匠精神、敬业精神、科学精神等思政元素。1.地热直接供暖系统设计2.地热间接供暖系统设计3.地热供暖系统调峰设计4.地热农业利用系统设计5.地热康养利用系统设计6.地热开发利用的环境效应评价7.地热能发电系统设计8.太阳能光伏发电系统设计9.风力发电系统运行优化设计10.生物质热裂解发电系统优化设计考核知识点：供暖热耗量的估算；地热供暖系统的调峰；水源热泵机组；地热直接与间接供暖系统；地埋管换热器的布置形式；地埋管换热器的传热计算；地埋管换热器系统水力计算；地热发电的方式；地热农业利用技术；地热流体开发利用对环境的影响；地热排水的处理；太阳能光伏发电技术；太阳能热发电技术；风力机工作原理；风力发电运行方式；生物质热裂解发电技术；太阳能、风能和生物质能发电技术发展前景。考核要求：进一步掌握新能源转化与利用的专业知识，深入理解地热供暖、地热综合