西安交通大学材料传热基础课程教学大纲一、课程基本信息材料传热基础课程名称Fundamentals of Materials Heat Transfer课程编号MATL400802课程学分232总学时理论：32实验：0上机：0课外：0学时分配（课外学时不计入总学时）口公共课程口通识课程课程类型口学科门类基础课口专业大类基础课口√专业核心课口集中实践口专业选修课□1-1□1-2□2-1□2-2□V3-1□3-2开课学期□4-1□4-2□5-1□5-2先修课程材料科学基础，材料力学性能，物理化学教材、参考[序号］作者1，作者2.教材名称.出版地：出版者，出版年书及其他例：[1】刘国钧，陈绍业.电路分析.北京：高等教育出版社，资料1994.使用教材：[1]杨世铭著，传热学基础.北京：高等教育出版社，2004年参考教材：[1]曹玉璋编，传热学．北京：北京航空航天大学出版社，2001年[2]杨世铭、陶文铨编著，传热学（第四版）：北京：高等教育出版社，2006二、课程目标及学生应达到的能力、2.1 课程的基本要求传热学是研究热量传递规律的科学，是材料制备、材料加工工程专业的技术基础课。它不仅为学生学习有关的专业课程提供基础理论知识，也为从事材料制备、材料加工的工程技术人员打下必要的基础。通过本课程的学习，使学生掌握热量传递的三种方式（导热、对流和辐射）的基本概念和基本定律：掌握分析工程传热问题的基本能力，掌握热量传递的基本规律
西安交通大学材料传热基础课程教学大纲 一、课程基本信息 课程名称 材料传热基础 Fundamentals of Materials Heat Transfer 课程编号 MATL400802 课程学分 2 总学时 32 学时分配 理论: 32 实验: 0 上机: 0 课外: 0 （课外学时不计入总学时） 课程类型 公共课程 通识课程 学科门类基础课 专业大类基础课 专业核心课 专业选修课 集中实践 开课学期 1-1 1-2 2-1 2-2 3-1 3-2 4-1 4-2 5-1 5-2 先修课程 材料科学基础，材料力学性能，物理化学 教材、参考 书及其他 资料 [序号] 作者 1，作者 2.教材名称.出版地：出版者，出版年. 例：[1] 刘国钧，陈绍业.电路分析.北京：高等教育出版社， 1994. 使用教材： [1] 杨世铭著，传热学基础.北京：高等教育出版社，2004 年 参考教材： [1]曹玉璋编, 传热学. 北京：北京航空航天大学出版社，2001 年 [2] 杨世铭、陶文铨编著，传热学（第四版）.北京：高等教育 出版社，2006 二、课程目标及学生应达到的能力、 2.1 课程的基本要求 传热学是研究热量传递规律的科学，是材料制备、材料加工工程专业的技术 基础课。它不仅为学生学习有关的专业课程提供基础理论知识，也为从事材料制 备、材料加工的工程技术人员打下必要的基础。通过本课程的学习，使学生掌握 热量传递的三种方式(导热、对流和辐射)的基本概念和基本定律；掌握分析工程 传热问题的基本能力，掌握热量传递的基本规律
由于传热学知识在材料制备加工、能源、电力、冶金、动力机械、石油化工、环境与建筑等以及许多高新技术领域（如电子信息工程、航天航空、医学与生物工程）都是必不可少的基础知识，教学过程中将结合材料制备与加工过程涉及的传热现象，主要讲授热量传递的基本规律和优化热量传递过程的基本方法。主要内容包括：热量传递的基本方式及其在材料工程领域的应用；导热基本理论：稳态导热：非稳态导热；导热问题的数值解法；对流换热基本理论：自然对流与强制对流换热；相似理论：辐射换热基本规律；复合换热与传热基础。通过系统教学使学生了解常见的热传递现象的物理机理和特点，并能进行定量的计算；能够对典型的传热现象能进行分析，建立合适的数学模型，并进行正确的求解；能利用传热学的基本原理和基本知识，理解材料工程所涉及的一些典型的传热问题求解方法。同时，通过数值计算部分的学习为学生使用计算机求解典型传热问题打下一定的基础，为今后研究、处理、解决材料制备与加工过程涉及的与传热相关的工程问题奠定必要的技术理论基础。课程组织学生进行随堂测试，测试内容除了对所学章节基础知识的掌握进行考察外，还涉及部分在材料制备工艺设计中涉及传热学知识的内容，使学生了解材料及复杂构件制造过程中的各流程对材料设计目标和技术方案的影响，同时锻炼学生发散思维考量具体工程问题的能力。2.2课程的目标及学生应该达到的能力1.传热学的重要性及领域内基础知识热量传递控制在材料制备、材料加工、材料服役优化与控制中具有不可或缺的重要作用，又是能源化工、治金、先进制造、航天航空等重要工业领域材料获得应用的基础，因此，是材料制备加工的基础核心课程，是材料传热学从事材料制备加工领域技术人员必须掌握的基础知识。本课程结合所有传热问题都以具体材料为载体的特征，结合材料特性在传热中的作用，使学生自发认识到本门课的重要性，从而激发学习积极性，同时掌握传热的三种形式，传热的基本理论、常规数值计算方法及复合换热等重要概念。支撑毕业要求指标点1-2：针对工程实践中涉及的物理、化学等问题，能够应用自然科学基础知识进行分析和解释。2.材料制造工艺的设计及开发解决方案
由于传热学知识在材料制备加工、能源、电力、冶金、动力机械、石油化工、 环境与建筑等以及许多高新技术领域（如电子信息工程、航天航空、医学与生物 工程）都是必不可少的基础知识，教学过程中将结合材料制备与加工过程涉及的 传热现象，主要讲授热量传递的基本规律和优化热量传递过程的基本方法。主要 内容包括：热量传递的基本方式及其在材料工程领域的应用；导热基本理论；稳 态导热；非稳态导热；导热问题的数值解法；对流换热基本理论；自然对流与强 制对流换热；相似理论；辐射换热基本规律；复合换热与传热基础。通过系统教 学使学生了解常见的热传递现象的物理机理和特点，并能进行定量的计算；能够 对典型的传热现象能进行分析，建立合适的数学模型，并进行正确的求解；能利 用传热学的基本原理和基本知识，理解材料工程所涉及的一些典型的传热问题求 解方法。同时，通过数值计算部分的学习为学生使用计算机求解典型传热问题打 下一定的基础，为今后研究、处理、解决材料制备与加工过程涉及的与传热相关 的工程问题奠定必要的技术理论基础。 课程组织学生进行随堂测试，测试内容除了对所学章节基础知识的掌握进行 考察外，还涉及部分在材料制备工艺设计中涉及传热学知识的内容，使学生了解 材料及复杂构件制造过程中的各流程对材料设计目标和技术方案的影响，同时锻 炼学生发散思维考量具体工程问题的能力。 2.2 课程的目标及学生应该达到的能力 1. 传热学的重要性及领域内基础知识 热量传递控制在材料制备、材料加工、材料服役优化与控制中具有不可或 缺的重要作用，又是能源化工、冶金、先进制造、航天航空等重要工业领域材 料获得应用的基础，因此，是材料制备加工的基础核心课程，是材料传热学从 事材料制备加工领域技术人员必须掌握的基础知识。本课程结合所有传热问题 都以具体材料为载体的特征，结合材料特性在传热中的作用，使学生自发认识 到本门课的重要性，从而激发学习积极性，同时掌握传热的三种形式，传热的 基本理论、常规数值计算方法及复合换热等重要概念。 支撑毕业要求指标点 1-2：针对工程实践中涉及的物理、化学等问题，能够 应用自然科学基础知识进行分析和解释。 2. 材料制造工艺的设计及开发解决方案
使学生养成理论建模、物理问题理论化与理论联系实际解决问题的方法及能力。材料传热学基础课程作为材料学科专业基础核心课程，是一门与其他课程不同、主要对“传热”这一物理对象，通过数学建模获得传热学相关的数学模型、针对具体的不同类型的传热学问题进行理论求解，不仅能够培养学生掌握物理问题的数学或理论建模的方法、以及将一般物理问题提升至理论求解的方法并提升其能力，而且可以培养学生理论结合实际解决实际问题的思维方法与能力，而且基于独特的对于对变量问题求解的无量纲化方法，使学生锻炼将复杂问题简化而进行求解的方法，其次，通过基于无量纲准则的相似理论或相似原理，使学生理解并具有追求普适性规律的思想。引导学生提升应用计算机解决实际问题的能力。针对本学科课程对计算机应用需求较少，因此学生缺乏应用计算机解决问题的动力，从而潜力有待发挥的问题，结合例题与数值传热学内容，通过采用计算机求解具体问题的锻炼，提升应用计算机的积极性与能力。拓宽学生思维、养成基于多学科知识思考问题的方法。材料传热学基础以材料传热为主，涉及传热学相关的热工、热力学、流体力学、流体动力学、与电磁波相关的辐射理论等，在该课程的学习过程中，结合相关领域知识的简介，不仅能在传热学的基础上拓展知识领域，而且更重要的是，使学生学生养成基多学科知识考虑与解决同题的思维方法。支撑毕业要求指标点3-1：掌握材料单元、部件、系统或工艺在全周期、全流程设计/开发的基本方法和技术，了解各种因素对材料设计目标和技术方案的影响。3.结合材料传热学基础知识及应用前沿，解决复杂工程问题问题，养成创造性的发散思维习惯结合材料传热学是以材料为基础而发生传热的特点，在强调传热学在材料制备加工处理与应用中的重要性的同时，通过传热学的特点，结合实例，引导学生在学习过程中，不限于课本知识的学习，基于文献检索调研而思考基于本课知识在其他领域的应用。如在介绍材料热传导特征时，基于金属材料热传导率与电导率之间的关系，启发学生当发现热传导率高的材料时，应该考虑该材料是否也具有高电导率；基于平板与球体的稳态传热问题，不仅理解不同类材料热导率的测量方法，同时可进行平板热导仪与球体热导仪的设计、基于球形空腔模型进行材
使学生养成理论建模、物理问题理论化与理论联系实际解决问题的方法及 能力。材料传热学基础课程作为材料学科专业基础核心课程，是一门与其他课 程不同、主要对“传热”这一物理对象，通过数学建模获得传热学相关的数学 模型、针对具体的不同类型的传热学问题进行理论求解，不仅能够培养学生掌 握物理问题的数学或理论建模的方法、以及将一般物理问题提升至理论求解的 方法并提升其能力，而且可以培养学生理论结合实际解决实际问题的思维方法 与能力，而且基于独特的对于对变量问题求解的无量纲化方法，使学生锻炼将 复杂问题简化而进行求解的方法，其次，通过基于无量纲准则的相似理论或相 似原理，使学生理解并具有追求普适性规律的思想。引导学生提升应用计算机 解决实际问题的能力。针对本学科课程对计算机应用需求较少，因此学生缺乏 应用计算机解决问题的动力，从而潜力有待发挥的问题，结合例题与数值传热 学内容，通过采用计算机求解具体问题的锻炼，提升应用计算机的积极性与能 力。拓宽学生思维、养成基于多学科知识思考问题的方法。材料传热学基础以 材料传热为主，涉及传热学相关的热工、热力学、流体力学、流体动力学、与 电磁波相关的辐射理论等，在该课程的学习过程中，结合相关领域知识的简介， 不仅能在传热学的基础上拓展知识领域，而且更重要的是，使学生学生养成基 于多学科知识考虑与解决问题的思维方法。 支撑毕业要求指标点 3-1：掌握材料单元、部件、系统或工艺在全周期、 全流程设计/开发的基本方法和技术，了解各种因素对材料设计目标和技术方 案的影响。 3. 结合材料传热学基础知识及应用前沿，解决复杂工程问题问题，养成创造性 的发散思维习惯 结合材料传热学是以材料为基础而发生传热的特点，在强调传热学在材料制 备加工处理与应用中的重要性的同时，通过传热学的特点，结合实例，引导学生 在学习过程中，不限于课本知识的学习，基于文献检索调研而思考基于本课知识 在其他领域的应用。如在介绍材料热传导特征时，基于金属材料热传导率与电导 率之间的关系，启发学生当发现热传导率高的材料时，应该考虑该材料是否也具 有高电导率；基于平板与球体的稳态传热问题，不仅理解不同类材料热导率的测 量方法，同时可进行平板热导仪与球体热导仪的设计、基于球形空腔模型进行材
料热辐射仪的设计等。支撑毕业要求4-1：基于材料科学原理，针对材料领域复杂工程问题，通过文献检索调研、分析现有或相近问题的解决方案。课程目标与专业毕业要求的关联关系毕业要求/235678149101112课程目标课程目标1M课程目标2M课程目标3M注：1,2,3….12对应于专业认证毕业要求12条。课程目标与专业毕业要求的关联关系用H/M/L标注。三、教学内容简介参考序号章节名称知识点学时1绪论1.1传热学的研究对象及其在热量传递的三种基本方式：导12热加工工艺中的应用热、对流和热辐射；热阻；传1.2热量传递的三种基本方式热过程和传热系数；1.3单位制2导热基本定律温度场、温度梯度、付里叶定2.1傅里叶定律22律和导热系数；导热微分方程、2.2导热微分方程式初始条件与边界条件；2.3初始条件及边界条件3稳定导热单层及多层平壁的导热：单层3.1通过平壁的导热及多层圆筒壁的导热；肋片导3.2通过圆筒壁和球壁的导热热、肋片效率，形状因子；接343.3表面有散热的长杆的导热触热阻3.4接触热阻3.5形状因子
料热辐射仪的设计等。 支撑毕业要求 4-1：基于材料科学原理，针对材料领域复杂工程问题， 通过 文献检索调研、分析现有或相近问题的解决方案。 课程目标与专业毕业要求的关联关系 毕 业 要求 / 课程目标 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课程目标 1 M 课程目标 2 M 课程目标 3 M 注：1,2,3.12 对应于专业认证毕业要求 12 条。课程目标与专业毕业要求的 关联关系用 H/M/L 标注。 三、教学内容简介 序号 章节名称 知识点 参考 学时 1 1 绪论 1.1 传热学的研究对象及其在 热加工工艺中的应用 1.2 热量传递的三种基本方式 1.3 单位制 热量传递的三种基本方式：导 热、对流和热辐射；热阻；传 热过程和传热系数； 2 2 2 导热基本定律 2.1 傅里叶定律 2.2 导热微分方程式 2.3 初始条件及边界条件 温度场、温度梯度、付里叶定 律和导热系数；导热微分方程、 初始条件与边界条件； 2 3 3 稳定导热 3.1 通过平壁的导热 3.2 通过圆筒壁和球壁的导热 3.3 表面有散热的长杆的导热 3.4 接触热阻 3.5 形状因子 单层及多层平壁的导热；单层 及多层圆筒壁的导热；肋片导 热、肋片效率，形状因子；接 触热阻 4
4非稳态导热非稳态导热的基本概念：第一4.1非稳态导热的基本概念类边界条件下的一维非稳态导4.2第一类边界条件下的一维热的分析解；伴有相变边界的非稳态导热一维非稳态导热（铸件凝固时4.3伴有相变边界的一维非稳温度分布）；第三类边界条件下态导热的一维非稳态导热；二维、三4.4第三类边界条件下的一维维非稳态导热问题的求解；集48非稳态导热总参数法；不同形状物体加热4.5二维及三维非稳态导热与冷却速度（热处理加热冷却4.6集总参数法传热）；集中热源下的非稳态导4.7不同星湖脏物体加热或冷热（电弧、激光等加工时的传却速度的比较热问题）；4.8集中热源作用下的非稳态导热导热问题的数值解法稳态5导热问题的数值解法导热有限差分法：非稳态导热5.1稳态导热有限差分方程5有限差分法：差分方程组的求5.2非稳态导热有限差分方程4解；5.3边界条件5.4差分方程组的求解对流换热概述，牛顿公式，换热系数及其影响因素：能量微6对流换热分方程的建立；动量微分方程6.1牛顿冷却公式和表面传热及连续方程；速度边界层和热系数边界层的概念：对流换热微分6.2影响对流换热的主要因素6方程组及边界条件：对流换热46.3对流换热微粉方程组的无量纲准则与微分方程组的6.4对流换热的无量纲准则无量纲化；自然对流换热的计6.5自然对流换热的计算算（沿平板流动的层流换热的6.6强制对流换热的计算积分方程及其解）；强制对流换热计算
4 4 非稳态导热 4.1 非稳态导热的基本概念 4.2 第一类边界条件下的一维 非稳态导热 4.3 伴有相变边界的一维非稳 态导热 4.4 第三类边界条件下的一维 非稳态导热 4.5 二维及三维非稳态导热 4.6 集总参数法 4.7 不同星湖脏物体加热或冷 却速度的比较 4.8 集中热源作用下的非稳态 导热 非稳态导热的基本概念；第一 类边界条件下的一维非稳态导 热的分析解；伴有相变边界的 一维非稳态导热（铸件凝固时 温度分布）；第三类边界条件下 的一维非稳态导热；二维、三 维非稳态导热问题的求解；集 总参数法；不同形状物体加热 与冷却速度（热处理加热冷却 传热）；集中热源下的非稳态导 热（电弧、激光等加工时的传 热问题）； 8 5 5 导热问题的数值解法 5.1 稳态导热有限差分方程 5.2 非稳态导热有限差分方程 5.3 边界条件 5.4 差分方程组的求解 导热问题的数值解法 稳态 导热有限差分法；非稳态导热 有限差分法；差分方程组的求 解； 4 6 6 对流换热 6.1 牛顿冷却公式和表面传热 系数 6.2 影响对流换热的主要因素 6.3 对流换热微粉方程组 6.4 对流换热的无量纲准则 6.5 自然对流换热的计算 6.6 强制对流换热的计算 对流换热概述，牛顿公式，换 热系数及其影响因素；能量微 分方程的建立；动量微分方程 及连续方程；速度边界层和热 边界层的概念；对流换热微分 方程组及边界条件；对流换热 的无量纲准则与微分方程组的 无量纲化；自然对流换热的计 算（沿平板流动的层流换热的 积分方程及其解）；强制对流换 热计算 4
7辐射换热74热辐射基本概念；热辐射的基7.1热辐射的基本概念本定律：两个黑体间的辐射换7.2热辐射的基本定律热；角系数；灰体间的辐射换7.3两个黑体间的辐射换热热；气体辐射；火焰辐射；等7.4角系数离子体辐射；7.5灰体间的辐射换热7.6气体辐射7.7火焰辐射8复合换热与传热848.1陶瓷基复合材料中的增强传热过程及其计算；换热器平纤维均温压8.2复合材料的力学行为8.3纤维增强陶瓷基复合材料的力学行为四、教学安排详表
7 7 辐射换热 7.1 热辐射的基本概念 7.2 热辐射的基本定律 7.3 两个黑体间的辐射换热 7.4 角系数 7.5 灰体间的辐射换热 7.6 气体辐射 7.7 火焰辐射 热辐射基本概念；热辐射的基 本定律；两个黑体间的辐射换 热；角系数；灰体间的辐射换 热；气体辐射；火焰辐射；等 离子体辐射； 4 8 8 复合换热与传热 8.1 陶瓷基复合材料中的增强 纤维 8.2 复合材料的力学行为 8.3 纤维增强陶瓷基复合材料 的力学行为 传热过程及其计算；换热器平 均温压 4 四、教学安排详表
教学方式章节学时教学要求对课程目标（授教学内容顺序分配（知识要求及能力要求）的支撑关系课、自学)热量传递的三种基本方式：导热、对掌握传热方式、传热物理过程等传热学中的基本2流和热辐射：热阻：传热过程和传热概念，通过介绍传热学在各产业中的重要应用，课程目标1授课第一章系数：使学生认识到传热学的重要性，增加学生对专业的认同感。温度场、温度梯度、付里叶定律和2授课，使学生掌握导热基本定律以及使用的场合，为其导热系数：导热微分方程、初始条件第二章课程目标1在材料工艺开发中的应用打下理论基础。与边界条件。单层及多层平壁的导热：单层及多层使学生能够掌握稳态导热的基本概念及重要定4圆筒壁的导热：肋片导热、肋片效率，授课，课程目标1律。能够分辨出典型材料热加工工艺中的稳态导第三章形状因子：接触热阻自学热场合，熟练掌握和应用稳态导热方程进行简单课程目标2的运算。非稳态导热的基本概念；第一类边界使学生能够认识到非稳态导热在材料热加工工8条件下的一维非稳态导热的分析解：艺中的重要性。掌握非稳态导热和稳态导热的主伴有相变边界的一维非稳态导热（铸要区别。通过系统教学使学生掌握非稳态导热的件凝固时温度分布）：第三类边界条件基本概念及重要定律。能够将典型材料热加工工授课，课程目标2第四章下的一维非稳态导热：二维、三维非艺中传热问题简化为非稳态导热过程，熟练掌握自学课程目标3稳态导热问题的求解：集总参数法：和应用非稳态导热方程进行简单的运算。通过重不同形状物体加热与冷却速度（热处点讲授第三类边界条件和集中热源下的非稳态理加热冷却传热）：集中热源下的非稳导热问题，启发学生联系材料热加工工艺中的铸态导热（电弧、激光等加工时的传热造过程及焊接和增材制造技术中的热过程，并联
章节 顺序 教学内容 学时 分配 教学方 式 （授 课、自 学） 教学要求 （知识要求及能力要求） 对课程目标 的支撑关系 第一章 热量传递的三种基本方式：导热、对 流和热辐射；热阻；传热过程和传热 系数； 2 授课 掌握传热方式、传热物理过程等传热学中的基本 概念，通过介绍传热学在各产业中的重要应用， 使学生认识到传热学的重要性，增加学生对专业 的认同感。 课程目标 1 第二章 温度场、温度梯度、付里叶定律和 导热系数；导热微分方程、初始条件 与边界条件。 2 授课, 使学生掌握导热基本定律以及使用的场合，为其 在材料工艺开发中的应用打下理论基础。 课程目标 1 第三章 单层及多层平壁的导热；单层及多层 圆筒壁的导热；肋片导热、肋片效率， 形状因子；接触热阻 4 授课， 自学 使学生能够掌握稳态导热的基本概念及重要定 律。能够分辨出典型材料热加工工艺中的稳态导 热场合，熟练掌握和应用稳态导热方程进行简单 的运算。 课程目标 1 课程目标 2 第四章 非稳态导热的基本概念；第一类边界 条件下的一维非稳态导热的分析解； 伴有相变边界的一维非稳态导热（铸 件凝固时温度分布）；第三类边界条件 下的一维非稳态导热；二维、三维非 稳态导热问题的求解；集总参数法； 不同形状物体加热与冷却速度（热处 理加热冷却传热）；集中热源下的非稳 态导热（电弧、激光等加工时的传热 8 授课， 自学 使学生能够认识到非稳态导热在材料热加工工 艺中的重要性。掌握非稳态导热和稳态导热的主 要区别。通过系统教学使学生掌握非稳态导热的 基本概念及重要定律。能够将典型材料热加工工 艺中传热问题简化为非稳态导热过程，熟练掌握 和应用非稳态导热方程进行简单的运算。通过重 点讲授第三类边界条件和集中热源下的非稳态 导热问题，启发学生联系材料热加工工艺中的铸 造过程及焊接和增材制造技术中的热过程，并联 课程目标 2 课程目标 3
问题）；系材料组织及性能特征，后发学生紧提材料制造全流程的设计开发解决方案及发散思维能力。稳态导热有限差分法：非稳态导热有以有限差分法为主要计算方法，使学生掌握4限差分法：差分方程组的求解：其在稳态导热和非稳态导热中的应用方法。能够通过Excel等简单计算工具对典型稳态导热及非授课课程目标2稳态导热问题进行数值求解。同时，通过进一步第五章拓展讲解为学生使用计算机求解典型传热问题课程目标3打下一定的基础，为今后研究、处理、解决材料制备与加工过程涉及的与传热相关的工程问题奠定必要的技术理论基础。对流换热概述，牛顿公式，换热系数4及其影响因素：能量微分方程的建立；使学生掌握对流换热的科学概念，能够对日常生动量微分方程及连续方程：速度边界活中及工业生产特别是材料热加工过程中的对层和热边界层的概念：对流换热微分课程目标1授课，流问题进行科学认识。掌握牛顿公式、换热系数、第六章方程组及边界条件：对流换热的无量课程目标2自学速度边界层和热边界层的概念。能够应用所学的纲准则与微分方程组的无量纲化；自课程目标3计算方法对自然对流换热及强制对流换热中的然对流换热的计算（沿平板流动的层热过程进行计算。流换热的积分方程及其解）；强制对流换热计算热辐射基本概念：热辐射的基本定律：使学生掌握辐射换热的科学概念，能够对日常生4两个黑体间的辐射换热：角系数：灰活中及工业生产特别是材料热加工过程中的辅体问的辐射换热：气体辐射：火焰辐射换热问题进行科学认识。掌握热辐射的基本定课程目标2第七章授课射：等离子体辐射：课程目标3律、黑体及灰体的概念，能够应用所学的辐射换热基本定律对典型的黑体及灰体换热问题进行求解计算，了解火焰辐射和等离子体辑射的基本
问题）； 系材料组织及性能特征，启发学生掌握材料制造 全流程的设计开发解决方案及发散思维能力。 第五章 稳态导热有限差分法；非稳态导热有 限差分法；差分方程组的求解； 4 授课 以有限差分法为主要计算方法，使学生掌握 其在稳态导热和非稳态导热中的应用方法。能够 通过 Excel 等简单计算工具对典型稳态导热及非 稳态导热问题进行数值求解。同时，通过进一步 拓展讲解为学生使用计算机求解典型传热问题 打下一定的基础，为今后研究、处理、解决材料 制备与加工过程涉及的与传热相关的工程问题 奠定必要的技术理论基础。 课程目标 2 课程目标 3 第六章 对流换热概述，牛顿公式，换热系数 及其影响因素；能量微分方程的建立； 动量微分方程及连续方程；速度边界 层和热边界层的概念；对流换热微分 方程组及边界条件；对流换热的无量 纲准则与微分方程组的无量纲化；自 然对流换热的计算（沿平板流动的层 流换热的积分方程及其解）；强制对流 换热计算 4 授课， 自学 使学生掌握对流换热的科学概念，能够对日常生 活中及工业生产特别是材料热加工过程中的对 流问题进行科学认识。掌握牛顿公式、换热系数、 速度边界层和热边界层的概念。能够应用所学的 计算方法对自然对流换热及强制对流换热中的 热过程进行计算。 课程目标 1 课程目标 2 课程目标 3 第七章 热辐射基本概念；热辐射的基本定律； 两个黑体间的辐射换热；角系数；灰 体间的辐射换热；气体辐射；火焰辐 射；等离子体辐射； 4 授课 使学生掌握辐射换热的科学概念，能够对日常生 活中及工业生产特别是材料热加工过程中的辐 射换热问题进行科学认识。掌握热辐射的基本定 律、黑体及灰体的概念，能够应用所学的辐射换 热基本定律对典型的黑体及灰体换热问题进行 求解计算，了解火焰辐射和等离子体辐射的基本 课程目标 2 课程目标 3
概念，及其在加热材料方面的工业应用。复合换热，传热过程及其计算：换热掌握复合换热的概念，能够利用传热及计算相关4器平均温差内容分离出复合换热过程中三种热传递形式的课程目标2第八章份额并采用相应的定律和边界条件进行计算。通课程目标3过举例使学生了解复合换热在材料热加工中的典型应用
概念，及其在加热材料方面的工业应用。 第八章 复合换热，传热过程及其计算；换热 器平均温差 4 掌握复合换热的概念，能够利用传热及计算相关 内容分离出复合换热过程中三种热传递形式的 份额并采用相应的定律和边界条件进行计算。通 过举例使学生了解复合换热在材料热加工中的 典型应用。 课程目标 2 课程目标 3
五、考核方式及成绩构成5.1考核成绩构成平时：30%，（包含：平时作业，随堂测试）期末：70%5.2课程自标的考核环节与评分标准1课程教学与考核环节及其对应的课程目标的汇总课程考核采取过程考核与期末考试相结合的方式。过程考核包括平时作业成绩及平时章节测试成绩，期末考试采用闭卷考核方式。平时作业主要考核学生对本课程专业知识掌握情况。在教学过程中，教师为学生布置与基础知识、具体工业问题分析及发散思维考察相关的题目，支撑课程目标1、2、3，且占比约为33%，33%，33%。由学生通过课后自学、查阅文献完成，由教师根据评分标准给出分数。主要以随堂测试为主要手段，随堂测试主要考察学生除了考察基础知识的掌握程度外，还考察学生通过发散性思维及课后自学解决复杂工程问题及就业后设计开发与制定解决方案的能力。每次测试的时间为30分钟左右，随堂测试的次数约为5次左右，主讲教师按照评分标准打分，取平均分作为随堂测试的最终成绩。该环节对应于课程目标1、2、3，占比分别为33.3%、33.3%、33.3%。另外，在期末考试试题（满分100分）中，有30分对应于课程目标1，用以考察学生对基础知识的理解能力；有40分对应与课程目标2，对应于课程目标2，用以考察学生对全周期、全流程设计/开发的基本方法和技术的掌握；有40分对应于课程目标3，用以考察学生对复杂工程问题的分析能力和设计开发与解决方案的能力。期末试题的评分见试题答案与评分标准。具体如表5-1所示。表5-1课程各教学环节与课程目标达成计算的比例考核与评价方式平时作业及随堂测试课程考试（100分）（100分）33. 330课程目标1(1-2)3033.3课程目标2（3-2)
五、考核方式及成绩构成 5.1 考核成绩构成 平时： 30 %，（包含：平时作业，随堂测试） 期末： 70 % 5.2 课程目标的考核环节与评分标准 1 课程教学与考核环节及其对应的课程目标的汇总 课程考核采取过程考核与期末考试相结合的方式。 过程考核包括平时作业 成绩及平时章节测试成绩，期末考试采用闭卷考核方式。 平时作业主要考核学生对本课程专业知识掌握情况。在教学过程中，教师为 学生布置与基础知识、具体工业问题分析及发散思维考察相关的题目，支撑课程 目标 1、2、3，且占比约为 33%，33%，33%。由学生通过课后自学、查阅文献完 成，由教师根据评分标准给出分数。 主要以随堂测试为主要手段，随堂测试主要考察学生除了考察基础知识的掌 握程度外，还考察学生通过发散性思维及课后自学解决复杂工程问题及就业后设 计开发与制定解决方案的能力。每次测试的时间为 30 分钟左右，随堂测试的次 数约为 5 次左右，主讲教师按照评分标准打分，取平均分作为随堂测试的最终成 绩。该环节对应于课程目标 1、2、3，占比分别为 33.3%、33.3%、33.3%。 另外，在期末考试试题（满分 100 分）中，有 30 分对应于课程目标 1，用 以考察学生对基础知识的理解能力；有 40 分对应与课程目标 2,对应于课程目标 2，用以考察学生对全周期、全流程设计/开发的基本方法和技术的掌握；有 40 分对应于课程目标 3，用以考察学生对复杂工程问题的分析能力和设计开发与解 决方案的能力。期末试题的评分见试题答案与评分标准。具体如表 5-1 所示。 表 5-1 课程各教学环节与课程目标达成计算的比例 考核与评价方式 平时作业及随堂测试 （100 分） 课程考试 （100 分） 课程目标 1 （1-2） 33.3 30 课程目标 2 （3-2） 33.3 30