《材料加工冶金傳輸原理》課程教學大綱

《材料加工冶金傳輸原理》課程教學大綱一、課程簡介課程中文名材料加工冶金傳輸原理課程英文名Principlesinmaterialprocessingmetallurgicaltransmission雙語授課□是否課程代碼21112009課程學分2總學時數(shù)32課程類別□通識教育課程□公共基礎課程專業(yè)教育課程□綜合實踐課程□教師教育課程課程性質(zhì)必修□選修□其他課程形態(tài)□線上線下□線上線下混合式□社會實踐□虛擬仿真實驗教學考核方式閉卷□開卷□課程論文□課程作品□匯報展示□報告課堂表現(xiàn)階段性測試平時作業(yè)其他（可多選）開課學院材料科學與工程學院開課系(教研室)材料成型及控制工程系面向?qū)I(yè)材料成型及控制工程專業(yè)開課學期第6學期先修課程高等數(shù)學、金屬學與熱處理后續(xù)課程畢業(yè)設計（論文）選用教材1.宋仁伯.材料加工冶金傳輸原理[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2021.參考書目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，2011.2.吳鏗.冶金傳輸原理[M].冶金工業(yè)出版社,2011.課程資源中國大學MOOC(慕課)材料加工冶金傳輸原理課程簡介《材料加工冶金傳輸原理》是材料成型及控制工程專業(yè)的一門必修專業(yè)基礎課程。在完成高等數(shù)學、金屬學與熱處理課程之后，學生能夠?qū)W習到材料加工冶金傳輸過程中動量傳輸、熱量傳輸、質(zhì)量傳輸?shù)睦碚撝R，具備分析工程中遇到的動量傳輸、熱量傳輸、質(zhì)量傳輸?shù)葐栴}的能力，能夠熟練地查閱相關國家標準和手冊等資料，具有學習新知識和技能，以及較好的分析問題和解決問題的能力，為今后的學習及工作實踐打下寬厚的基礎。二、課程目標表1課程目標序號具體課程目標課程目標1簡述斷材料成型工藝、模具設計與制造過程中動量、熱量及質(zhì)量傳輸?shù)牡幕具^程和原理，分析器涉及的限制性環(huán)節(jié)和通常解決辦法，建立傳輸過程機制圖，并通過文獻研究建立科學的解決辦法。能夠領悟和靈活運用材料加工冶金傳輸原理的基本理論和基礎知識，習得材料加工冶金傳輸原理的基本技能，包括化動量傳輸、熱量傳輸、質(zhì)量傳輸原理、計算和工程應用；能運用其基本知識和原理進行有關計算，學會材料加工冶金傳輸原理的工程計算和設計，評判傳輸過程及結果；陳述材料加工冶金傳輸原理的最新研究成果和發(fā)展趨勢。能夠運用材料加工冶金傳輸原理的研究方法，分析材料成型工藝、模具設計與制造過程中復雜工程問題，運用傳輸原理模型和對應的方法，研究材料成型工藝、模具設計與制造過程中復雜工程問題的能力，得到解釋數(shù)據(jù)，并綜合運用材料加工冶金傳輸原理知識得到合理有效的結論。課程目標2具備較強的概括能力、邏輯推理能力和獨立思考能力；能闡述材料加工冶金傳輸原理的基本思想和方法，并能夠運用材料加工冶金傳輸原理知識、思想和方法去認識、分析和解決生活、材料生產(chǎn)中的材料加工冶金傳輸原理相關實際問題。課程目標3具有嚴謹認真、實事求是、積極進取、勇于創(chuàng)新的學習態(tài)度與科學精神；形成良好的學習習慣，樹立終身學習的意識，學會前后對比、理論聯(lián)系實踐等高效學習材料加工冶金傳輸原理的方法，具備較強的自主學習能力。課程目標4具有高度的社會責任感；樹立愛國主義情懷、辨證唯物主義的科學世界觀和正確的人生價值觀，在生活、生產(chǎn)中能正確運用材料加工冶金傳輸原理知識。表2課程目標與畢業(yè)要求對應關系畢業(yè)要求指標點課程目標畢業(yè)要求1：工程知識【H】1.1能夠利用系統(tǒng)思維的能力，將工程知識用于材料成型工藝、模具設計與制造過程中的工程問題解決方案的比較與綜合，并體現(xiàn)本專業(yè)領域先進的技術。1畢業(yè)要求2：問題分析【M】2.1能運用相關科學原理，識別和判斷材料成型工藝、模具設計與制造過程中復雜工程問題的關鍵環(huán)節(jié)。2畢業(yè)要求12：終身學習【L】12.1能在最廣泛的技術變革背景下，認識到自主和終身學習的必要性。3畢業(yè)要求8：職業(yè)規(guī)范【L】8.2恪守工程倫理、理解并遵守工程職業(yè)道德和規(guī)范，尊重相關國家和國際通行的法律法規(guī)。4課程學習內(nèi)容與方法三、課程學習內(nèi)容與方法表3-1課程目標、學習內(nèi)容和教學方法對應關系序號課程模塊學習內(nèi)容學習任務課程目標學習重點難點教學方法學時1緒論課程目標與任務拓展閱讀課后作業(yè)1、2、3、4重點：動量、熱量、質(zhì)量傳輸?shù)南嗨菩噪y點：傳輸過程的研究方法1.自主學習：利用國家慕課平臺預習課程內(nèi)容；2.講授法：相關概念和物理原理；2動量、熱量、質(zhì)量傳輸?shù)南嗨菩?、2、3、4傳輸過程的研究方法1、2、3、42流體的性質(zhì)流體的概念及連續(xù)介質(zhì)模型拓展閱讀拓展閱讀1、2、3、4重點：流體的主要物理性質(zhì)難點：流體的粘性和牛頓內(nèi)摩擦定律1.自主學習：利用國家慕課平臺預習課程內(nèi)容；2.講授法：相關概念和物理原理；2流體的主要物理性質(zhì)1、2、3、4流體的粘性和牛頓內(nèi)摩擦定律1、2、3、4非牛頓流體1、2、3、43流體動力學流體運動的描述拓展閱讀課后作業(yè)1、2、3、4重點：連續(xù)性方程實際流體動量傳輸方程—維納爾-斯托克斯方程難點：理想流體和實際流體的的伯努利方程1.自主學習：利用國家慕課平臺預習課程內(nèi)容；2.講授法：相關概念和物理原理；4連續(xù)性方程1、2、3、4理想流體動量傳輸方程-歐拉方程1、2、3、4實際流體動量傳輸方程—維納爾-斯托克斯方程1、2、3、4理想流體和實際流體的的伯努利方程1、2、3、4穩(wěn)定流的動量方程及其應用1、2、3、44層流流動及湍流流動流動狀態(tài)及阻力分類拓展閱讀課后作業(yè)1、2、3、4重點：流體在圓管中的層流運動流體在平行平板見的層流運動難點：流體在圓管中的湍流運動1.自主學習：利用國家慕課平臺預習課程內(nèi)容；2.講授法：相關概念和物理原理；4流體在圓管中的層流運動1、2、3、4流體在平行平板見的層流運動1、2、3、4流體在圓管中的湍流運動1、2、3、4沿程阻力系數(shù)的確定1、2、3、4局部阻力1、2、3、45邊界層理論平面層流邊界層微分方程拓展閱讀課后作業(yè)1、2、3、4重點：1平面層流邊界層微分方程2邊界層內(nèi)積分方程難點：平板繞流摩擦阻力計算1.自主學習：利用國家慕課平臺預習課程內(nèi)容；2.案例教學：課堂圍繞邊界層理論進行案例教學2邊界層內(nèi)積分方程1、2、3、4平板繞流摩擦阻力計算1、2、3、46熱量傳輸?shù)幕靖拍顭崃總鬟f方式與傅里葉導熱定律拓展閱讀課后作業(yè)1、2、3、4重點：熱量傳遞方式與傅里葉導熱定律難點：熱導率與熱擴散率1.自主學習：利用國家慕課平臺預習課程內(nèi)容；2.講授法：相關概念和物理原理；2溫度場、等溫面和溫度梯度1、2、3、4熱導率與熱擴散率1、2、3、47導熱導熱微分方程拓展閱讀課后作業(yè)1、2、3、4重點：導熱微分方程一維非穩(wěn)態(tài)導熱難點：一維穩(wěn)態(tài)導熱1.自主學習：利用國家慕課平臺預習課程內(nèi)容；2.講授法：相關概念和物理原理；4一維穩(wěn)態(tài)導熱1、2、3、4接觸熱阻1、2、3、4一維非穩(wěn)態(tài)導熱1、2、3、4二維及三維非穩(wěn)態(tài)導熱1、2、3、48對流換熱對流換熱的機理及影響因素拓展閱讀課后作業(yè)1、2、3、4重點：對流換熱微分方程組對流換熱的準數(shù)方程式難點：強制對流換熱的計算1.自主學習：利用國家慕課平臺預習課程內(nèi)容；2.案例教學：課堂圍繞對流換熱進行案例教學2對流換熱微分方程組1、2、3、4對流換熱的準數(shù)方程式1、2、3、4強制對流換熱的計算1、2、3、4自然對流換熱的計算1、2、3、49輻射換熱熱輻射的基本概念拓展閱讀課后作業(yè)1、2、3、4重點：固體和液體及灰體的輻射，黑體間的輻射換熱及角系數(shù)難點：灰體間的輻射換熱1.自主學習：利用國家慕課平臺預習課程內(nèi)容；2.講授法：相關概念和物理原理；2熱輻射的基本定律1、2、3、4對流與輻射共同存在時的熱量傳輸1、2、3、410質(zhì)量傳輸概念和方程濃度、速度、擴散通量密度拓展閱讀課后作業(yè)1、2、3、4重點：質(zhì)量傳輸微分方程難點：定解條件1.自主學習：利用國家慕課平臺預習課程內(nèi)容；2.講授法：相關概念和物理原理；4擴散系數(shù)1、2、3、4質(zhì)量傳輸微分方程1、2、3、4定解條件1、2、3、411分子傳質(zhì)一維穩(wěn)定態(tài)分子擴散拓展閱讀課后作業(yè)1、2、3、4重點：穩(wěn)定態(tài)分子擴散公式難點：穩(wěn)定態(tài)分子擴散模型1.自主學習：利用國家慕課平臺預習課程內(nèi)容；2.講授法：相關概念和物理原理；2非穩(wěn)定態(tài)分子擴散1、2、3、412對流傳質(zhì)對流傳質(zhì)概說拓展閱讀課后作業(yè)1、2、3、4重點：圓管內(nèi)的層流對流傳質(zhì)難點：動量、熱量和質(zhì)量傳輸?shù)念惐?.自主學習：利用國家慕課平臺預習課程內(nèi)容；2.案例教學：課堂圍繞對流傳質(zhì)進行案例教學2圓管內(nèi)的層流對流傳質(zhì)1、2、3、4對流傳質(zhì)系數(shù)的關聯(lián)式1、2、3、4傳質(zhì)系數(shù)模型1、2、3、4四、課程考核（一）考核內(nèi)容與考核方式表4-1課程目標、考核內(nèi)容與考核方式對應關系課程目標考核內(nèi)容所屬學習模塊/項目考核占比考核方式課程目標11.動量、熱量、質(zhì)量傳輸?shù)南嗨菩?50%課堂表現(xiàn)課后作業(yè)半期考試網(wǎng)絡學習期末考試2.流體的概念及連續(xù)介質(zhì)模型1、2、3、43.連續(xù)性方程1、2、3、44.流動狀態(tài)及阻力分類、流體在圓管中的層流運動15.平板繞流摩擦阻力計算16.流體流動過程中的相似準數(shù)17.熱量傳遞方式與傅里葉導熱定律18.一維穩(wěn)態(tài)導熱19.對流換熱的機理及影響因素110.熱輻射的基本定律111.擴散系數(shù)112.圓管內(nèi)的層流對流傳質(zhì)113.氣液兩相流動114.相間穩(wěn)態(tài)傳質(zhì)和雙膜理論1課程目標21.概括能力、邏輯推理能力和獨立思考能力水平1、235%課堂表現(xiàn)課后作業(yè)半期考試網(wǎng)絡學習期末考試2.材料加工冶金傳輸原理基本思想和方法的領悟水平1、23.運用材料加工冶金傳輸原理知識、思想和方法解決實際問題的能力水平1、2課程目標3是否具有嚴謹認真、實事求是、積極進取、勇于創(chuàng)新的學習態(tài)度與科學精神1、2、310%課堂表現(xiàn)課后作業(yè)網(wǎng)絡學習素質(zhì)考核是否具有良好的學習習慣，是否有終身學習的意識1、2、3是否掌握前后對比、理論聯(lián)系實踐等高效學習材料加工冶金傳輸原理的方法，自主學習能力水平1、2、3課程目標4是否具有安全與環(huán)保意識、社會責任感1、2、3、45%課堂表現(xiàn)網(wǎng)絡學習素質(zhì)考核是否具有愛國主義情懷1、2、3、4是否具有辨證唯物主義的世界觀和人生價值觀1、2、3、4表4-2課程目標與考核方式矩陣關系課程目標考核方式考核占比期末考試成績比例50%課堂表現(xiàn)成績比例10%課后作業(yè)成績比例10%半期考試成績比例10%網(wǎng)絡學習成績比例15%素質(zhì)考核成績比例5%課程目標160%45%50%60%40%050%課程目標240%30%30%40%30%035%課程目標3020%20%025%30%10%課程目標405%005%70%5%（二）成績評定1.平時成績評定（1）課堂表現(xiàn)（20%）：通過學生在課堂上闡明知識的情況及相關能力水平進行評價。包括課堂發(fā)言、討論、提問、回答問題、練習等。（2）課后作業(yè)（20%）：線下章節(jié)作業(yè)，主要考核學生綜合運用知識的能力。（3）半期考試（20%）：以閉卷的方式，考查學生對知識的認識、領會情況和綜合運用知識解決實際問題的能力。（4）網(wǎng)絡學習（30%）：精品在線開放課程平臺的任務點完成情況（包括課件、視頻、測驗、作業(yè)、考試）、章節(jié)學習次數(shù)和討論表現(xiàn)等，主要考察學生的知識掌握情況、自主學習能力、學習態(tài)度與終身學習意識，以及在討論中表現(xiàn)出的思想素質(zhì)、世界觀與人生價值觀等。（5）素質(zhì)考核（10%）：主要包括學生在言行中表現(xiàn)出的家國情懷、社會責任、學科專業(yè)意識、世界觀與人生價值觀、學習紀律、學習態(tài)度、學習興趣、科學精神、創(chuàng)新精神與創(chuàng)新能力水平與終身學習意識。2.期末成績評定期末考試以閉卷的方式進行。試題類型包括選擇、填空、判斷、簡答、論述五種。期末考試主要考察學生對基本理論、基礎知識和具體方法的融會與運用情況。要求學生能闡明材料加工冶金傳輸原理的基本概念、三傳的基本原理等知識，并能夠綜合運用這些知識解決材料加工冶金傳輸中的問題。材料加工冶金傳輸原理考試模塊包括緒論、流體的性質(zhì)、流體動力學、層流流動及湍流流動、邊界層理論、熱量傳輸?shù)幕靖拍?、導熱、對流換熱、輻射換熱、質(zhì)量傳輸概念和方程分子傳質(zhì)、對流傳質(zhì)，共12個模塊。3.總成績評定課程期末總成績由平時考核成績和期末考核成績構成。期末總成績（100%）=平時成績×（50%）+期末成績×（50%）（三）評分標準表5評分標準（非試卷考核項目）考核項目評分標準優(yōu)秀(100>x≥90)良好(90>x≥80)中等(80>x≥70)及格(70>x≥60)不及格(x<60)課堂表現(xiàn)（1）課堂紙練習、回答問題正確，且能進行解釋（50%）。（2）提問、討論發(fā)言觀點正確，問題有深度、有創(chuàng)新（50%）。（1）課堂測驗、回答問題正確，但解釋欠清楚（50%）。（2）提問、討論發(fā)言觀點正確，但問題無深度或無創(chuàng)新（50%）。（1）課堂測驗、回答問題大部分正確，且不能解釋（50%）。（2）提問、討論發(fā)言觀點基本正確，但問題無深度、無創(chuàng)新（50%）。（1）課堂測驗、回答問題錯誤率在30~50%之間，且不能解釋（50%）。（2）提問、討論發(fā)言觀點有部分錯誤，或邏輯不嚴密（50%）。（1）課堂測驗、回答問題錯誤率超過50%，且不能解釋（50%）。（2）提問、討論發(fā)言觀點錯誤，思路不清晰，邏輯不嚴密（50%）。如出現(xiàn)錯誤價值觀、反黨反社會言論，記為0課后作業(yè)（1）答案正確率超過90%（80%）。（2）部分作業(yè)完成方法、思路有創(chuàng)新（10%）。（3）書寫規(guī)范，無抄襲，態(tài)度端正（10%）。（1）作業(yè)正確率在80~89%（80%）。（2）整個作業(yè)完成方法、思路無創(chuàng)新（10%）。（3）書寫規(guī)范，無抄襲，態(tài)度端正（10%）。（1）作業(yè)正確率在70-79%（80%）。（2）整個作業(yè)完成方法、思路無創(chuàng)新（10%）。（3）書寫較規(guī)范，無抄襲，態(tài)度基本端正（10%）。（1）作業(yè)正確率在60-69%（80%）。（2）整個作業(yè)完成方法、思路無創(chuàng)新（10%）。（3）書寫不夠規(guī)范，或有少量抄襲痕跡（10%）。（1）作業(yè)正確率在60%以下（80%）。（2）整個作業(yè)完成方法、思路無創(chuàng)新（10%）。（3）書寫不規(guī)范，有明顯抄襲，或有部分作業(yè)未完成（10%）。未提交作業(yè)記0分網(wǎng)絡學習（1）按時學完全部任務點課件與視頻（40%）。（2）按時完成全部測驗，正確率在90－100%（20%）。（3）按時完成全部作業(yè)，正確率在90－100%（15%）。（4）按時完成考試，正確率在90－100%（15%）。（5）完成了全部平臺討論，觀點正確，問題有深度、有創(chuàng)新（5%）。（6）章節(jié)學習次數(shù)超過300次（5%）。（1）學完任務點課件與視頻80-89%（40%）。（2）完成全部測驗，正確率在80-89%（20%）。（3）完成全部作業(yè)，正確率在80-89%（15%）。（4）完成考試，正確率在80-89%（15%）。（5）完成了全部平臺討論，觀點正確，但問題深度、創(chuàng)新性不夠（5%）。（6）章節(jié)學習次數(shù)在250-300次之間（5%）。（1）學完任務點課件與視頻70-79%（40%）。（2）完成全部測驗，正確率在70-79%（20%）。（3）完成全部作業(yè)，正確率在70-79%（15%）。（4）完成考試，正確率在70-79%（15%）。（5）完成了全部平臺討論，觀點基本正確，但問題深度、創(chuàng)新性不夠（5%）。（6）章節(jié)學習次數(shù)在200-250次之間（5%）。（1）學完任務點課件與視頻60-69%（40%）。（2）完成全部測驗，正確率在60-69%（20%）。（3）完成全部作業(yè)，正確率在60-69%（15%）。（4）完成考試，正確率在60-69%（15%）。（5）完成了全部平臺討論，但觀點部分不正確，或存在明顯復制現(xiàn)象（5%）。（6）章節(jié)學習次數(shù)在150-200次之間（5%）。（1）學完任務點課件與視頻不足60%（40%）。（2）未全部完成測驗，或正確率在60%以下（20%）。（3）未全部完成作業(yè)，或正確率在60%以下（15%）。（4）完成考試，正確率在60%以下（15%）。（5）未全部完成平臺討論，或觀點不正確，或存在明顯復制現(xiàn)象（5%）。（6）章節(jié)學習次數(shù)低于150次（5%）。如出現(xiàn)錯誤價值觀、反黨反社會言論，記為0分。素質(zhì)考核（1）學習態(tài)度端正，能按時完成課前網(wǎng)絡平臺學習任務