《材料加工冶金传输原理》课程教学大纲

《材料加工冶金传输原理》课程教学大纲一、课程简介课程中文名材料加工冶金传输原理课程英文名Principlesinmaterialprocessingmetallurgicaltransmission双语授课□是否课程代码21112009课程学分2总学时数32课程类别□通识教育课程□公共基础课程专业教育课程□综合实践课程□教师教育课程课程性质必修□选修□其他课程形态□线上线下□线上线下混合式□社会实践□虚拟仿真实验教学考核方式闭卷□开卷□课程论文□课程作品□汇报展示□报告课堂表现阶段性测试平时作业其他（可多选）开课学院材料科学与工程学院开课系(教研室)材料成型及控制工程系面向专业材料成型及控制工程专业开课学期第6学期先修课程高等数学、金属学与热处理后续课程毕业设计（论文）选用教材1.宋仁伯.材料加工冶金传输原理[M].北京:冶金工业出版社,2021.参考书目1.吴树森.材料加工冶金传输原理[M].北京：机械工业出版社，2011.2.吴铿.冶金传输原理[M].冶金工业出版社,2011.课程资源中国大学MOOC(慕课)材料加工冶金传输原理课程简介《材料加工冶金传输原理》是材料成型及控制工程专业的一门必修专业基础课程。在完成高等数学、金属学与热处理课程之后，学生能够学习到材料加工冶金传输过程中动量传输、热量传输、质量传输的理论知识，具备分析工程中遇到的动量传输、热量传输、质量传输等问题的能力，能够熟练地查阅相关国家标准和手册等资料，具有学习新知识和技能，以及较好的分析问题和解决问题的能力，为今后的学习及工作实践打下宽厚的基础。二、课程目标表1课程目标序号具体课程目标课程目标1简述断材料成型工艺、模具设计与制造过程中动量、热量及质量传输的的基本过程和原理，分析器涉及的限制性环节和通常解决办法，建立传输过程机制图，并通过文献研究建立科学的解决办法。能够领悟和灵活运用材料加工冶金传输原理的基本理论和基础知识，习得材料加工冶金传输原理的基本技能，包括化动量传输、热量传输、质量传输原理、计算和工程应用；能运用其基本知识和原理进行有关计算，学会材料加工冶金传输原理的工程计算和设计，评判传输过程及结果；陈述材料加工冶金传输原理的最新研究成果和发展趋势。能够运用材料加工冶金传输原理的研究方法，分析材料成型工艺、模具设计与制造过程中复杂工程问题，运用传输原理模型和对应的方法，研究材料成型工艺、模具设计与制造过程中复杂工程问题的能力，得到解释数据，并综合运用材料加工冶金传输原理知识得到合理有效的结论。课程目标2具备较强的概括能力、逻辑推理能力和独立思考能力；能阐述材料加工冶金传输原理的基本思想和方法，并能够运用材料加工冶金传输原理知识、思想和方法去认识、分析和解决生活、材料生产中的材料加工冶金传输原理相关实际问题。课程目标3具有严谨认真、实事求是、积极进取、勇于创新的学习态度与科学精神；形成良好的学习习惯，树立终身学习的意识，学会前后对比、理论联系实践等高效学习材料加工冶金传输原理的方法，具备较强的自主学习能力。课程目标4具有高度的社会责任感；树立爱国主义情怀、辨证唯物主义的科学世界观和正确的人生价值观，在生活、生产中能正确运用材料加工冶金传输原理知识。表2课程目标与毕业要求对应关系毕业要求指标点课程目标毕业要求1：工程知识【H】1.1能够利用系统思维的能力，将工程知识用于材料成型工艺、模具设计与制造过程中的工程问题解决方案的比较与综合，并体现本专业领域先进的技术。1毕业要求2：问题分析【M】2.1能运用相关科学原理，识别和判断材料成型工艺、模具设计与制造过程中复杂工程问题的关键环节。2毕业要求12：终身学习【L】12.1能在最广泛的技术变革背景下，认识到自主和终身学习的必要性。3毕业要求8：职业规范【L】8.2恪守工程伦理、理解并遵守工程职业道德和规范，尊重相关国家和国际通行的法律法规。4课程学习内容与方法三、课程学习内容与方法表3-1课程目标、学习内容和教学方法对应关系序号课程模块学习内容学习任务课程目标学习重点难点教学方法学时1绪论课程目标与任务拓展阅读课后作业1、2、3、4重点：动量、热量、质量传输的相似性难点：传输过程的研究方法1.自主学习：利用国家慕课平台预习课程内容；2.讲授法：相关概念和物理原理；2动量、热量、质量传输的相似性1、2、3、4传输过程的研究方法1、2、3、42流体的性质流体的概念及连续介质模型拓展阅读拓展阅读1、2、3、4重点：流体的主要物理性质难点：流体的粘性和牛顿内摩擦定律1.自主学习：利用国家慕课平台预习课程内容；2.讲授法：相关概念和物理原理；2流体的主要物理性质1、2、3、4流体的粘性和牛顿内摩擦定律1、2、3、4非牛顿流体1、2、3、43流体动力学流体运动的描述拓展阅读课后作业1、2、3、4重点：连续性方程实际流体动量传输方程—维纳尔-斯托克斯方程难点：理想流体和实际流体的的伯努利方程1.自主学习：利用国家慕课平台预习课程内容；2.讲授法：相关概念和物理原理；4连续性方程1、2、3、4理想流体动量传输方程-欧拉方程1、2、3、4实际流体动量传输方程—维纳尔-斯托克斯方程1、2、3、4理想流体和实际流体的的伯努利方程1、2、3、4稳定流的动量方程及其应用1、2、3、44层流流动及湍流流动流动状态及阻力分类拓展阅读课后作业1、2、3、4重点：流体在圆管中的层流运动流体在平行平板见的层流运动难点：流体在圆管中的湍流运动1.自主学习：利用国家慕课平台预习课程内容；2.讲授法：相关概念和物理原理；4流体在圆管中的层流运动1、2、3、4流体在平行平板见的层流运动1、2、3、4流体在圆管中的湍流运动1、2、3、4沿程阻力系数的确定1、2、3、4局部阻力1、2、3、45边界层理论平面层流边界层微分方程拓展阅读课后作业1、2、3、4重点：1平面层流边界层微分方程2边界层内积分方程难点：平板绕流摩擦阻力计算1.自主学习：利用国家慕课平台预习课程内容；2.案例教学：课堂围绕边界层理论进行案例教学2边界层内积分方程1、2、3、4平板绕流摩擦阻力计算1、2、3、46热量传输的基本概念热量传递方式与傅里叶导热定律拓展阅读课后作业1、2、3、4重点：热量传递方式与傅里叶导热定律难点：热导率与热扩散率1.自主学习：利用国家慕课平台预习课程内容；2.讲授法：相关概念和物理原理；2温度场、等温面和温度梯度1、2、3、4热导率与热扩散率1、2、3、47导热导热微分方程拓展阅读课后作业1、2、3、4重点：导热微分方程一维非稳态导热难点：一维稳态导热1.自主学习：利用国家慕课平台预习课程内容；2.讲授法：相关概念和物理原理；4一维稳态导热1、2、3、4接触热阻1、2、3、4一维非稳态导热1、2、3、4二维及三维非稳态导热1、2、3、48对流换热对流换热的机理及影响因素拓展阅读课后作业1、2、3、4重点：对流换热微分方程组对流换热的准数方程式难点：强制对流换热的计算1.自主学习：利用国家慕课平台预习课程内容；2.案例教学：课堂围绕对流换热进行案例教学2对流换热微分方程组1、2、3、4对流换热的准数方程式1、2、3、4强制对流换热的计算1、2、3、4自然对流换热的计算1、2、3、49辐射换热热辐射的基本概念拓展阅读课后作业1、2、3、4重点：固体和液体及灰体的辐射，黑体间的辐射换热及角系数难点：灰体间的辐射换热1.自主学习：利用国家慕课平台预习课程内容；2.讲授法：相关概念和物理原理；2热辐射的基本定律1、2、3、4对流与辐射共同存在时的热量传输1、2、3、410质量传输概念和方程浓度、速度、扩散通量密度拓展阅读课后作业1、2、3、4重点：质量传输微分方程难点：定解条件1.自主学习：利用国家慕课平台预习课程内容；2.讲授法：相关概念和物理原理；4扩散系数1、2、3、4质量传输微分方程1、2、3、4定解条件1、2、3、411分子传质一维稳定态分子扩散拓展阅读课后作业1、2、3、4重点：稳定态分子扩散公式难点：稳定态分子扩散模型1.自主学习：利用国家慕课平台预习课程内容；2.讲授法：相关概念和物理原理；2非稳定态分子扩散1、2、3、412对流传质对流传质概说拓展阅读课后作业1、2、3、4重点：圆管内的层流对流传质难点：动量、热量和质量传输的类比1.自主学习：利用国家慕课平台预习课程内容；2.案例教学：课堂围绕对流传质进行案例教学2圆管内的层流对流传质1、2、3、4对流传质系数的关联式1、2、3、4传质系数模型1、2、3、4四、课程考核（一）考核内容与考核方式表4-1课程目标、考核内容与考核方式对应关系课程目标考核内容所属学习模块/项目考核占比考核方式课程目标11.动量、热量、质量传输的相似性150%课堂表现课后作业半期考试网络学习期末考试2.流体的概念及连续介质模型1、2、3、43.连续性方程1、2、3、44.流动状态及阻力分类、流体在圆管中的层流运动15.平板绕流摩擦阻力计算16.流体流动过程中的相似准数17.热量传递方式与傅里叶导热定律18.一维稳态导热19.对流换热的机理及影响因素110.热辐射的基本定律111.扩散系数112.圆管内的层流对流传质113.气液两相流动114.相间稳态传质和双膜理论1课程目标21.概括能力、逻辑推理能力和独立思考能力水平1、235%课堂表现课后作业半期考试网络学习期末考试2.材料加工冶金传输原理基本思想和方法的领悟水平1、23.运用材料加工冶金传输原理知识、思想和方法解决实际问题的能力水平1、2课程目标3是否具有严谨认真、实事求是、积极进取、勇于创新的学习态度与科学精神1、2、310%课堂表现课后作业网络学习素质考核是否具有良好的学习习惯，是否有终身学习的意识1、2、3是否掌握前后对比、理论联系实践等高效学习材料加工冶金传输原理的方法，自主学习能力水平1、2、3课程目标4是否具有安全与环保意识、社会责任感1、2、3、45%课堂表现网络学习素质考核是否具有爱国主义情怀1、2、3、4是否具有辨证唯物主义的世界观和人生价值观1、2、3、4表4-2课程目标与考核方式矩阵关系课程目标考核方式考核占比期末考试成绩比例50%课堂表现成绩比例10%课后作业成绩比例10%半期考试成绩比例10%网络学习成绩比例15%素质考核成绩比例5%课程目标160%45%50%60%40%050%课程目标240%30%30%40%30%035%课程目标3020%20%025%30%10%课程目标405%005%70%5%（二）成绩评定1.平时成绩评定（1）课堂表现（20%）：通过学生在课堂上阐明知识的情况及相关能力水平进行评价。包括课堂发言、讨论、提问、回答问题、练习等。（2）课后作业（20%）：线下章节作业，主要考核学生综合运用知识的能力。（3）半期考试（20%）：以闭卷的方式，考查学生对知识的认识、领会情况和综合运用知识解决实际问题的能力。（4）网络学习（30%）：精品在线开放课程平台的任务点完成情况（包括课件、视频、测验、作业、考试）、章节学习次数和讨论表现等，主要考察学生的知识掌握情况、自主学习能力、学习态度与终身学习意识，以及在讨论中表现出的思想素质、世界观与人生价值观等。（5）素质考核（10%）：主要包括学生在言行中表现出的家国情怀、社会责任、学科专业意识、世界观与人生价值观、学习纪律、学习态度、学习兴趣、科学精神、创新精神与创新能力水平与终身学习意识。2.期末成绩评定期末考试以闭卷的方式进行。试题类型包括选择、填空、判断、简答、论述五种。期末考试主要考察学生对基本理论、基础知识和具体方法的融会与运用情况。要求学生能阐明材料加工冶金传输原理的基本概念、三传的基本原理等知识，并能够综合运用这些知识解决材料加工冶金传输中的问题。材料加工冶金传输原理考试模块包括绪论、流体的性质、流体动力学、层流流动及湍流流动、边界层理论、热量传输的基本概念、导热、对流换热、辐射换热、质量传输概念和方程分子传质、对流传质，共12个模块。3.总成绩评定课程期末总成绩由平时考核成绩和期末考核成绩构成。期末总成绩（100%）=平时成绩×（50%）+期末成绩×（50%）（三）评分标准表5评分标准（非试卷考核项目）考核项目评分标准优秀(100>x≥90)良好(90>x≥80)中等(80>x≥70)及格(70>x≥60)不及格(x<60)课堂表现（1）课堂纸练习、回答问题正确，且能进行解释（50%）。（2）提问、讨论发言观点正确，问题有深度、有创新（50%）。（1）课堂测验、回答问题正确，但解释欠清楚（50%）。（2）提问、讨论发言观点正确，但问题无深度或无创新（50%）。（1）课堂测验、回答问题大部分正确，且不能解释（50%）。（2）提问、讨论发言观点基本正确，但问题无深度、无创新（50%）。（1）课堂测验、回答问题错误率在30~50%之间，且不能解释（50%）。（2）提问、讨论发言观点有部分错误，或逻辑不严密（50%）。（1）课堂测验、回答问题错误率超过50%，且不能解释（50%）。（2）提问、讨论发言观点错误，思路不清晰，逻辑不严密（50%）。如出现错误价值观、反党反社会言论，记为0课后作业（1）答案正确率超过90%（80%）。（2）部分作业完成方法、思路有创新（10%）。（3）书写规范，无抄袭，态度端正（10%）。（1）作业正确率在80~89%（80%）。（2）整个作业完成方法、思路无创新（10%）。（3）书写规范，无抄袭，态度端正（10%）。（1）作业正确率在70-79%（80%）。（2）整个作业完成方法、思路无创新（10%）。（3）书写较规范，无抄袭，态度基本端正（10%）。（1）作业正确率在60-69%（80%）。（2）整个作业完成方法、思路无创新（10%）。（3）书写不够规范，或有少量抄袭痕迹（10%）。（1）作业正确率在60%以下（80%）。（2）整个作业完成方法、思路无创新（10%）。（3）书写不规范，有明显抄袭，或有部分作业未完成（10%）。未提交作业记0分网络学习（1）按时学完全部任务点课件与视频（40%）。（2）按时完成全部测验，正确率在90－100%（20%）。（3）按时完成全部作业，正确率在90－100%（15%）。（4）按时完成考试，正确率在90－100%（15%）。（5）完成了全部平台讨论，观点正确，问题有深度、有创新（5%）。（6）章节学习次数超过300次（5%）。（1）学完任务点课件与视频80-89%（40%）。（2）完成全部测验，正确率在80-89%（20%）。（3）完成全部作业，正确率在80-89%（15%）。（4）完成考试，正确率在80-89%（15%）。（5）完成了全部平台讨论，观点正确，但问题深度、创新性不够（5%）。（6）章节学习次数在250-300次之间（5%）。（1）学完任务点课件与视频70-79%（40%）。（2）完成全部测验，正确率在70-79%（20%）。（3）完成全部作业，正确率在70-79%（15%）。（4）完成考试，正确率在70-79%（15%）。（5）完成了全部平台讨论，观点基本正确，但问题深度、创新性不够（5%）。（6）章节学习次数在200-250次之间（5%）。（1）学完任务点课件与视频60-69%（40%）。（2）完成全部测验，正确率在60-69%（20%）。（3）完成全部作业，正确率在60-69%（15%）。（4）完成考试，正确率在60-69%（15%）。（5）完成了全部平台讨论，但观点部分不正确，或存在明显复制现象（5%）。（6）章节学习次数在150-200次之间（5%）。（1）学完任务点课件与视频不足60%（40%）。（2）未全部完成测验，或正确率在60%以下（20%）。（3）未全部完成作业，或正确率在60%以下（15%）。（4）完成考试，正确率在60%以下（15%）。（5）未全部完成平台讨论，或观点不正确，或存在明显复制现象（5%）。（6）章节学习次数低于150次（5%）。如出现错误价值观、反党反社会言论，记为0分。素质考核（1）学习态度端正，能按时完成课前网络平台学习任务