《材料传输原理》教学大纲

《材料传输原理》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：03131121课程性质：学科基础必修课学分：2学分学时：32学时（理论32学时）先修课程：高等数学、线性代数、大学物理等后续课程：模具制造工艺学、材料加工专业英语等适用专业：材料成型及控制工程开课单位：材料科学与工程学院一、课程说明《材料传输原理》是材料成型及控制工程本科学生的学科基础必修课。本课程主要讲授材料加工及成型工艺过程中热传导、对流传热、辐射传热的基本规律。通过本课程的学习，让学生学会运用材料传输原理的基本原理解决材料加工及成型等工程领域实际问题的基本方法，培养和提升学生的综合素质及综合能力，同时为后续课程的学习打下必要的基础。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：了解材料加工冶金过程传输现象的基础概念、普遍规律，理解冶金传输问题的物理模型和数学模型，掌握各种热量传输的定性和定量关系、影响因素和控制措施。课程目标2：能够运用热量传输的相关知识分析材料科学与工程相关的各种传输现象与各因素的影响机理，解决相关的一般实际问题。课程目标3：能够应用所学知识分析复杂材料科学与工程问题的实质，提出解决问题的思路。课程目标4：培养学生具有坚定正确的政治方向，树立科学的世界观、人生观和价值观；培养学生独立思考和团结合作相结合、创新思维和经验知识相结合解决实际问题的综合素质；培养学生严谨的工作作风、良好的劳动习惯和实事求是的科学态度。三、课程目标与毕业要求《材料传输原理》课程教学目标对材料成型及控制工程毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度1.工程知识1.2能针对具体对象建立数学模型并求解。课程目标1：了解材料加工冶金过程热量传输现象的基础概念、普遍规律，理解传输问题的物理模型和数学模型，掌握热量传输的定性和定量关系、影响因素和控制措施。课程目标4：培养学生具有坚定正确的政治方向，树立科学的世界观、人生观和价值观；培养学生独立思考和团结合作相结合、创新思维和经验知识相结合解决实际问题的综合素质；培养学生严谨的工作作风、良好的劳动习惯和实事求是的科学态度。H2.问题分析2.1能够应用工程科学的基本原理，识別和判断复杂材料成型及控制工程问题的关键环节和参数。课程目标2：能够运用传热学的相关知识分析材料科学与工程相关的各种热量传输现象与各因素的影响机理，解决相关的一般实际问题。课程目标3：能够应用所学知识分析复杂材料科学与工程问题的实质，提出解决问题的思路。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时对应的课程目标1.热传导基本理论及计算1.1导热基本定律1.2稳态热传导1.3非稳态热传导教学要求：了解传热的基本方式，掌握导热基本概念及其特点，掌握导热的基本定律；掌握稳态热传导及非稳态热传导过程的计算；了解多维问题非稳态导热计算。重点：导热理论，稳态热传导及非稳态热传导过程的计算。难点：导热理论，非稳态热传导过程的计算。101、2、3、42.对流传热基础及计算2.1对流传热基础2.2单相对流传热的计算2.3相变对流传热教学要求：掌握对流传热基本概念及其特点，掌握对流传热的基本定律；掌握单相对流传热的计算方法；了解相变对流传热的特点；熟悉相变对流传热的影响因素及强化措施。重点：相似原理，边界层理论，单相对流传热的计算，相变对流传热的影响因素。难点：单相对流传热的计算。81、3、43.热辐射的基本理论及计算3.1热辐射的基本概念与定律3.2辐射传热的计算教学要求：掌握热辐射的基本概念；理解黑体辐射的基本定律；熟悉实际物体及灰体的热辐射，掌握辐射传热的相关计算；了解辐射传热的控制方法。重点:黑体辐射基本定律；辐射传热的计算。难点:辐射传热的计算。61、2、4传热过程与传热问题的数值方法4.1传热过程的分析与计算4.2热交换器的类型及热力计算4.3传热问题的数值方法教学要求：了解传热过程的分析与计算，掌握热交换器的热力计算方法，熟悉热交换器的类型及传热过程控制方法；掌握常用传热问题的数值方法。重点:热交换器热力计算；传热问题的数值方法。难点:传热问题的数值方法求解。82、3、4合计32五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，采用启发式、讨论式教学和案例教学等，尽可能把枯燥的理论知识与实际应用相结合，促进学生积极思考，开发学生的潜能，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；课下利用超星学习通平台，结合学习通资源，采用自学、分组任务、安排习题课等形式，巩固课堂所学知识；采用QQ、微信等交流工具，加强和学生之间的交流和沟通。六、课程资源1.推荐教材：（1）邓元望，唐爱坤.传热学[M].北京：机械工业出版社,2021.2.参考书：（1）吴树森.材料加工冶金传输原理[M].北京：机械工业出版社,2019.（2）时海芳,高志玉.材料工程传输原理[M].徐州：中国矿业大学出版社,2012.（3）陈卓.传递过程原理[M].长沙：中南大学出版社,2011.（4）贾力.高等传热学[M].北京：高等教育出版社,2003.（5）宋仁伯.材料加工冶金传输原理[M].北京：冶金工业出版社,2021.3.期刊：（1）李方杰,李九霄,杨东野,等.材料加工冶金传输原理课程思政探索与实践——以热量传输的基本方式和规律为教学案例[J].科教导刊,2021,(009):158-159.（2）张欢,陈志炜,由世俊,等.带金属导热膜的新型地板辐射采暖热性能研究[J].太阳能学报,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,何伟,刘向华,等.传热传质学课程教学内容及方法的探索与实践[J].制冷与空调,2022,36(5):782-788.（6）王瑜,张淑娟,谈美兰,等.本科生科技创新能力培养的实践与思考——以建环专业传热学课程为例[J].高等建筑教育,2021,030(002):97-102.4.网络资源：（1）中国大学MOOC冶金传输原理（东北工大学）/course/NEU-1002930001中国大学MOOC材料工程基础（武汉理工大学）/course/WHUT-1001850001七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表3。表3课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标1234过程性考核课堂表现16（1）根据课堂出勤情况、课堂回答问题情况和分组任务完成情况进行考核，满分100分。（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√√4444阶段测验12（1）根据每次阶段测验情况单独评分，满分100分；（2）每次阶段测验单独评分，取各次测验的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以阶段测验成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√435作业12（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，满分100分；（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√453期末考核60期末考核可以采用期末试卷卷面成绩100分，以卷面成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩；主要考核热传导、对流传热、热辐射的基本原理及计算等内容；考试题型为：选择题、填空题、判断题、简答题和分析计算题等。期末考核也可以采用期末大作业成绩100分，主要考核热传导、对流传热、热辐射等内容。√√√252510合计：100分3737224八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂表现、阶段测验、作业、期末考试（期末大作业）等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末试卷（或期末大作业）成绩和过程性考核成绩组成。其中：期末考核可以采用期末试卷或大作业，采用期末试卷时的成绩为100分（权重60%），试题类型为填空题、选择题、判断题、简答题和分析计算题等类型，试卷中基本知识、基本理论、基本技能的试题分值不超过50%，综合应用题、分析题不低于50%；采用期末大作业时的成绩为100分（权重60%），考核热传导、对流传热、热辐射的基本原理及计算等内容；课堂表现、阶段测验、作业等过程性考核成绩为100分（权重40%）；过程性考核和期末考核分值分配应与教学大纲各章节的学时基本成比例。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表4。表4过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60课堂表现40积极参与教学活动，踊跃回答问题，准确率大于90%。认真参与教学活动，回答问题准确率大于8