《材料工程基础》课程教学大纲大纲主撰人：罗伟大纲审核人：陈文娟一、课程基本情况课程代码：1012139002课程名称（中/英文）：材料工程基础/FundamentalsofMaterialsEngineer课程类别：专业必修课程学分：4.5总学时：72理论学时：60实验/实践学时：12适用专业：无机非金属材料工程（专升本）适用对象：本科先修课程：高等数学、大学物理、工程化学、物理化学等教学环境：线下或混合式教学开课学院：材料科学与工程学院二、课程简介1.课程任务与目的《材料工程基础》是无机非金属材料工程（专升本）专业重要的专业基础课与主干课程之一。本课程主要围绕无机非金属材料生产过程主要涉及到的工程问题，介绍与之相关的基础理论与研究方法。本课程内容降引入在经济发展过程中节能降耗、绿水青山就是金山银色的绿色工业思维，培养学生环保与节能意识，并介绍我国无机非金属材料行业、企业取得的成就，增强学生爱国情况。2.对接培养的岗位能力通过本课程的学习使学生掌握无机非金属材料生产过程中涉及的流体力学、传热、干燥以及燃料燃烧等方面的热工基本概念、基本理论、运算技能以及工程基础知识，具备一定的工程研究能力。三、课程教学目标本课程教学目标对应毕业要求1、2、3、12，具体指标点内容如下：教学目标1：掌握流体力学、传热学、燃烧理论等基本原理，并能用来分析无机非金属材料生产、制备过程的工程问题，支撑毕业要求指标点1.3。教学目标2：掌握流体力学、传热学、燃烧理论等基本原理和方法，并能用来解决无机非金属材料生产、制备过程的工程问题，支撑毕业要求指标点1.4。教学目标3：能运用材料工程基本原理和方法表达无机非金属材料生产、制备过程的工18
18 《材料工程基础》课程教学大纲 大纲主撰人：罗伟 大纲审核人：陈文娟 一、课程基本情况 课程代码：1012139002 课程名称（中/英文）：材料工程基础/ Fundamentals of Materials Engineer 课程类别：专业必修课程 学分：4.5 总学时：72 理论学时：60 实验/实践学时：12 适用专业：无机非金属材料工程（专升本） 适用对象：本科 先修课程：高等数学、大学物理、工程化学、物理化学等 教学环境：线下或混合式教学 开课学院：材料科学与工程学院 二、课程简介 1. 课程任务与目的 《材料工程基础》是无机非金属材料工程（专升本）专业重要的专业基础课与主干课程 之一。本课程主要围绕无机非金属材料生产过程主要涉及到的工程问题，介绍与之相关的基 础理论与研究方法。本课程内容降引入在经济发展过程中节能降耗、绿水青山就是金山银色 的绿色工业思维，培养学生环保与节能意识，并介绍我国无机非金属材料行业、企业取得的 成就，增强学生爱国情况。 2. 对接培养的岗位能力 通过本课程的学习使学生掌握无机非金属材料生产过程中涉及的流体力学、传热、干燥 以及燃料燃烧等方面的热工基本概念、基本理论、运算技能以及工程基础知识，具备一定的 工程研究能力。 三、课程教学目标 本课程教学目标对应毕业要求 1、2、3、12，具体指标点内容如下： 教学目标 1：掌握流体力学、传热学、燃烧理论等基本原理，并能用来分析无机非金属 材料生产、制备过程的工程问题，支撑毕业要求指标点 1.3。 教学目标 2：掌握流体力学、传热学、燃烧理论等基本原理和方法，并能用来解决无机 非金属材料生产、制备过程的工程问题，支撑毕业要求指标点 1.4。 教学目标 3：能运用材料工程基本原理和方法表达无机非金属材料生产、制备过程的工
程问题，支撑毕业要求指标点2.1。教学目标4：能运用材料工程基本原理和方法，分析无机非金属材料工艺环节的影响因素和控制参数，支撑毕业要求指标点2.2。教学目标5：能运用材料工程基本原理和方法，分析无机非金属材料制备、加工与应用流程的合理性以及存在的问题，并得出相关结论，支撑毕业要求指标点2.3。教学目标6：在进行无机非金属材料工艺环节初步设计时，能考虑使用流体力学、传热学、燃烧理论等基本原理和理论，科学合理的分析设计效果。支撑毕业要求指标点3.2。教学目标7：在学习和工作中能应用材料工程的基本原理和方法，发现与解决问题，支撑毕业要求指标点12.2。四、教学课时安排（一）学时分配学时主题或完成课程教学内容总学时知识点讲课实验实践教学目标224主题 11801、2、3、7流体力学基础主题26605、6、7流体力学工程应用16主题3传热学原理1601、2、3、6、712主题4干燥原理16405、6、712840主题5燃料及燃烧理论1、2、3、6、7合计7212600（二）实验教学安排实验/实实验/实每组实验/实完成课程序号实验/实践项目名称人数践学时践类型践要求教学目标2综合性必做3~43、4阀门局部阻力的测定22综合性必做3~43、4沿程阻力系数的测定3综合性必做干燥综合实验43~43、44煤的工业分析4综合性必做3~43、4五、教学内容及教学设计（一）理论教学主题1流体力学基础1.教学内容流体的概念及主要物理性质、流体力学基本概念、流体受力分析、静止流体压强分布及19
19 程问题，支撑毕业要求指标点 2.1。 教学目标 4：能运用材料工程基本原理和方法，分析无机非金属材料工艺环节的影响因 素和控制参数，支撑毕业要求指标点 2.2。 教学目标 5：能运用材料工程基本原理和方法，分析无机非金属材料制备、加工与应用 流程的合理性以及存在的问题，并得出相关结论，支撑毕业要求指标点 2.3。 教学目标 6：在进行无机非金属材料工艺环节初步设计时，能考虑使用流体力学、传热 学、燃烧理论等基本原理和理论，科学合理的分析设计效果。支撑毕业要求指标点 3.2。 教学目标 7：在学习和工作中能应用材料工程的基本原理和方法，发现与解决问题，支 撑毕业要求指标点 12.2。 四、教学课时安排 （一）学时分配 主题或 知识点 教学内容 总学时 学时 完成课程 讲课 实验 实践 教学目标 主题 1 流体力学基础 22 18 4 0 1、2、3、7 主题 2 流体力学工程应用 6 6 0 5、6、7 主题 3 传热学原理 16 16 0 1、2、3、6、7 主题 4 干燥原理 16 12 4 0 5、6、7 主题 5 燃料及燃烧理论 12 8 4 0 1、2、3、6、7 合计 72 60 12 0 （二）实验教学安排 序号 实验/实践项目名称 实验/实 践学时 实验/实 践类型 实验/实 践要求 每组 人数 完成课程 教学目标 1 阀门局部阻力的测定 2 综合性 必做 3~4 3、4 2 沿程阻力系数的测定 2 综合性 必做 3~4 3、4 3 干燥综合实验 4 综合性 必做 3~4 3、4 4 煤的工业分析 4 综合性 必做 3~4 3、4 五、教学内容及教学设计 （一）理论教学 主题 1 流体力学基础 1. 教学内容 流体的概念及主要物理性质、流体力学基本概念、流体受力分析、静止流体压强分布及
特性、流体静力学基本方程及应用、流体运动的描述、边界层概念、流体动力学的基础知识、流体的连续性方程、流体的动量方程、流体动力学的能量方程（伯努利方程）及应用、流体流动阻力、管路计算、不可压缩气体的流动。2.教学重点流体静力学基本方程及其应用，连续性方程，伯努利方程及其应用，管内流体流动动力管路计算，不可压缩气体的流动。3.教学难点伯努利方程及其应用，不可压缩气体的流动4.教学方案设计采用课堂现场讲授的教学方法，在教学过程中增加与学生动手参与的环节，通过问题讨论及启发式等形式来提高学生们的学习兴趣。主题2流体力学工程应用1.教学内容工业窑炉中引导气体流动的设备（烟窗等），颗粒流体力学，风机的分类，离心式风机的结构及工作原理，离心式风机性能及工况调节，离心泵的安装高度，离心风机及泵的选型。2.教学重点烟窗的设计计算，悬浮速度，离心泵与风机的特性曲线，离心风机与泵的工作点，离心泵和风机的选用。3.教学难点烟窗的设计，离心式风机与泵的工作调节。4.教学方案设计采用课堂现场讲授的教学方法，在教学过程中增加与学生动手参与的环节，通过问题讨论及启发式等形式来提高学生们的学习兴趣。主题3传热学原理1.教学内容传热的基本概念，基本方式及特点，傅立叶定律，导热微分方程，无内热源的一维稳态传热（平壁导热、圆筒壁导热），对流换热分析，牛顿冷却定律，相似律与相似准数、准数方程、热辐射的基本概念与基本定律、黑体间的辐射的传热、灰体之间的辐射传热，气体与火焰辐射、通过间壁的综合传热（平壁传热、通过圆筒壁的传热）、强化和削弱传热过程的途径，以及采用科学的思维节能降耗。2.教学重点傅立叶定律，无内热源的一维稳态传热计算，对流换热分析，热辐射的基本概念与基本定律，灰体之间的辐射传热。3.教学难点20
20 特性、流体静力学基本方程及应用、流体运动的描述、边界层概念、流体动力学的基础知识、 流体的连续性方程、流体的动量方程、流体动力学的能量方程（伯努利方程）及应用、流体 流动阻力、管路计算、不可压缩气体的流动。 2. 教学重点 流体静力学基本方程及其应用，连续性方程，伯努利方程及其应用，管内流体流动动力， 管路计算，不可压缩气体的流动。 3. 教学难点 伯努利方程及其应用，不可压缩气体的流动 4. 教学方案设计 采用课堂现场讲授的教学方法，在教学过程中增加与学生动手参与的环节，通过问题讨 论及启发式等形式来提高学生们的学习兴趣。 主题 2 流体力学工程应用 1. 教学内容 工业窑炉中引导气体流动的设备（烟囱等），颗粒流体力学，风机的分类，离心式风机 的结构及工作原理，离心式风机性能及工况调节，离心泵的安装高度，离心风机及泵的选型。 2. 教学重点 烟囱的设计计算，悬浮速度，离心泵与风机的特性曲线，离心风机与泵的工作点，离心 泵和风机的选用。 3. 教学难点 烟囱的设计，离心式风机与泵的工作调节。 4. 教学方案设计 采用课堂现场讲授的教学方法，在教学过程中增加与学生动手参与的环节，通过问题讨 论及启发式等形式来提高学生们的学习兴趣。 主题 3 传热学原理 1. 教学内容 传热的基本概念，基本方式及特点，傅立叶定律，导热微分方程，无内热源的一维稳态 传热（平壁导热、圆筒壁导热），对流换热分析，牛顿冷却定律，相似律与相似准数、准数 方程、热辐射的基本概念与基本定律、黑体间的辐射的传热、灰体之间的辐射传热，气体与 火焰辐射、通过间壁的综合传热（平壁传热、通过圆筒壁的传热）、强化和削弱传热过程的 途径，以及采用科学的思维节能降耗。 2. 教学重点 傅立叶定律，无内热源的一维稳态传热计算，对流换热分析，热辐射的基本概念与基本 定律，灰体之间的辐射传热。 3. 教学难点
导热微分方程、相似准数与准数方程、灰体之间的辐射传热4.教学方案设计采用课堂现场讲授的教学方法，在教学过程中增加与学生动手参与的环节，通过问题讨论及启发式等形式来提高学生们的学习兴趣。主题4干燥原理1.教学内容物料干燥方法及特点，湿空气的性质，湿-烩图的结构及其应用，干燥过程中空气状态的确定，固体物料中水分的性质，水分在气固相间的平衡，干燥速率、影响干燥速率的因素，干燥过程及特点，干燥过程的物料平衡和热量平衡。2.教学重点湿空气的性质，干燥过程及干燥速率3.教学难点湿空气性质的换算，干燥过程平衡计算4.教学方案设计采用课堂现场讲授的教学方法，在教学过程中增加与学生动手参与的环节，通过问题讨论及启发式等形式来提高学生们的学习兴趣。主题5燃料及燃烧理论1.教学内容燃料的种类，燃料的组成及其表示方法，燃料的热工性质及选用原则，理论空气量和实际空气量的计算，理论烟气量及实际烟气量及其组成的计算，过剩空气系数的概念及计算方法，燃烧温度计算，燃料燃烧机理，燃烧新技术，并考虑绿色环保、可续发展工业的思路介绍我国建材行业企业的绿色、智能化发展。2.教学重点燃料的组成及表示，燃料的热工性质，燃料计算。3.教学难点燃烧温度计算4.教学方案设计采用课堂现场讲授的教学方法，在教学过程中增加与学生动手参与的环节，通过问题讨论及启发式等形式来提高学生们的学习兴趣。（二）实验教学实验项目1：阀门局部阻力的测定实验自的：验证局部阻力的影响因素，掌握阻力测定方法实验内容和要求：在不同流速下测定局部阻力损失系数。要求掌握局部阻力系数的内涵，局部阻力系数的影响因素。21
21 导热微分方程、相似准数与准数方程、灰体之间的辐射传热 4. 教学方案设计 采用课堂现场讲授的教学方法，在教学过程中增加与学生动手参与的环节，通过问题讨 论及启发式等形式来提高学生们的学习兴趣。 主题 4 干燥原理 1. 教学内容 物料干燥方法及特点，湿空气的性质，湿-焓图的结构及其应用，干燥过程中空气状态 的确定，固体物料中水分的性质，水分在气固相间的平衡，干燥速率、影响干燥速率的因素， 干燥过程及特点，干燥过程的物料平衡和热量平衡。 2. 教学重点 湿空气的性质，干燥过程及干燥速率 3. 教学难点 湿空气性质的换算，干燥过程平衡计算 4. 教学方案设计 采用课堂现场讲授的教学方法，在教学过程中增加与学生动手参与的环节，通过问题讨 论及启发式等形式来提高学生们的学习兴趣。 主题 5 燃料及燃烧理论 1. 教学内容 燃料的种类，燃料的组成及其表示方法，燃料的热工性质及选用原则，理论空气量和实 际空气量的计算，理论烟气量及实际烟气量及其组成的计算，过剩空气系数的概念及计算方 法，燃烧温度计算，燃料燃烧机理，燃烧新技术，并考虑绿色环保、可续发展工业的思路， 介绍我国建材行业企业的绿色、智能化发展。 2. 教学重点 燃料的组成及表示，燃料的热工性质，燃料计算。 3. 教学难点 燃烧温度计算 4. 教学方案设计 采用课堂现场讲授的教学方法，在教学过程中增加与学生动手参与的环节，通过问题讨 论及启发式等形式来提高学生们的学习兴趣。 （二）实验教学 实验项目 1：阀门局部阻力的测定 实验目的：验证局部阻力的影响因素，掌握阻力测定方法 实验内容和要求：在不同流速下测定局部阻力损失系数。要求掌握局部阻力系数的内涵， 局部阻力系数的影响因素
教学手段和方法：老师进行演示实验，演示结束后，同学们进行自主实验。实验项目2：沿程阻力系数的测定实验目的：验证局部阻力的影响因素，掌握阻力测定方法实验内容和要求：要测定层流状态下的水头损失，感性上了解流速等因素对阻力的影响；数据处理要求画出阻力系数和雷诺数之间的关系曲线。要求学生学会操作该实验设备，掌握沿程阻力损失的影响因素。教学手段和方法：老师进行演示实验，演示结束后，同学们进行自主实验。实验项目3：干燥实验实验目的：了解气流常压干燥设备的基本流程和工作原理，掌握物料干燥速率曲线的测定方法，了解影响干燥速率曲线的因素。实验内容和要求：测定物料（纸板或其他）在恒定干燥条件下（空气温度、湿度、流速）的干燥速率曲线，处理、分析实验数据；数据处理要求画出阻力系数和雷诺数之间的关系曲线。学会测定物料（纸板或其他）在恒定干燥条件下（空气温度、湿度、流速）的干燥速率曲线的测定方法、步骤，学会正确处理、分析实验数据。教学手段和方法：老师进行演示实验，演示结束后，同学们进行自主实验。实验项目4：煤的工业分析实验目的：通过实验正确掌握煤的工业分析原理及测试方法。实验内容和要求：包括煤样、试样容器处理，马弗炉、干燥箱的温度设置、升温制度，样品的精确称量，样品取放，实验数据处理，结果分析等。掌握煤的工业分析方法、步骤，能够对马弗炉、天平等相关设备正确的使用。教学手段和方法：老师进行演示实验，演示结束后，同学们进行自主实验。六、学生成绩评定1.成绩评定方法本课程成绩考核评定办法为：平时成绩占50%，其中作业与课堂表现共20%，阶段测试为10%，实验占20%；期末考试占50%。学生成绩评定表平时成绩期中考核期末答辩出勤作业阶段测验项目考试课堂表现小论文其他方式考试VVN实验成绩比1010102050例%2.课程教学目标考核方式本课程教学目标与考核方式评价权重如表所示：22
22 教学手段和方法：老师进行演示实验，演示结束后，同学们进行自主实验。 实验项目 2：沿程阻力系数的测定 实验目的：验证局部阻力的影响因素，掌握阻力测定方法 实验内容和要求：要测定层流状态下的水头损失，感性上了解流速等因素对阻力的影响； 数据处理要求画出阻力系数和雷诺数之间的关系曲线。要求学生学会操作该实验设备，掌握 沿程阻力损失的影响因素。 教学手段和方法：老师进行演示实验，演示结束后，同学们进行自主实验。 实验项目 3：干燥实验 实验目的：了解气流常压干燥设备的基本流程和工作原理，掌握物料干燥速率曲线的测 定方法，了解影响干燥速率曲线的因素。 实验内容和要求：测定物料（纸板或其他）在恒定干燥条件下（空气温度、湿度、流速） 的干燥速率曲线，处理、分析实验数据；数据处理要求画出阻力系数和雷诺数之间的关系曲 线。学会 测定物料（纸板或其他）在恒定干燥条件下（空气温度、湿度、流速）的干燥速 率曲线的测定方法、步骤，学会正确处理、分析实验数据。 教学手段和方法：老师进行演示实验，演示结束后，同学们进行自主实验。 实验项目 4：煤的工业分析 实验目的：通过实验正确掌握煤的工业分析原理及测试方法。 实验内容和要求：包括煤样、试样容器处理，马弗炉、干燥箱的温度设置、升温制度， 样品的精确称量，样品取放，实验数据处理，结果分析等。掌握煤的工业分析方法、步骤， 能够对马弗炉、天平等相关设备正确的使用。 教学手段和方法：老师进行演示实验，演示结束后，同学们进行自主实验。 六、学生成绩评定 1. 成绩评定方法 本课程成绩考核评定办法为：平时成绩占 50%，其中作业与课堂表现共 20％，阶段测 试为 10%，实验占 20%；期末考试占 50%。 学生成绩评定表 考核 方式 平时成绩 期中 考试 期末 考试 出勤 作业 课堂表现 阶段测验 答辩 项目 小论文 其他 √ √ √ 实验 成绩比 例 % 10 10 10 20 50 2. 课程教学目标考核方式 本课程教学目标与考核方式评价权重如表所示：