基于工程教育認證的《熱力學基礎》課程教學目標達成度分析

張海波　張恒運

《熱力學基礎》課程是機械與汽車工程學院汽車工程專業（卓越計劃）和汽車服務工程專業本科生大學四年教學培養計劃中的專業主干課程。課程目標是培養學生關于熱力學的基本概念和邏輯思維能力.培養學生利用熱力學模型進行定量分析與工程決策的素質，培養學生從復雜的熱力學系統中抽取有效信息、建立熱力學模型的能力，并應用于實際問題的分析和計算。

本文采用工程教育認證的基本指標一目標達成度，對2018—2019學年第2學期汽車工程專業（卓越計劃）和汽車服務工程專業的《熱力學基礎》課程的教學質量進行了評價，并對評價基本指標——目標達成度提出合理的建議。

1課程教學目標和教學效果

教學目標：培養學生關于熱力學的基本概念和邏輯思維能力;培養學生從復雜的熱力學系統中，抽取有效信息，建立熱力學模型的能力，并應用于實際問題的分析和計算：培養學生利用熱力學模型進行定量分析與工程決策的素質。

教學效果：（1）通過本課程的學習，學生可具備從熱力學系統的角度思考問題、解決問題的基本能力和意識：（2）從實際的熱力學系統中，明確系統目標、確定影響變量、提煉系統約束條件，建立恰當的熱力學模型的能力;（3）了解熱力學模型基本的求解方法，運用Excel等軟件求解熱力學模型;（4）將模型求解結果還原至實際問題，進行正確判斷與科學解釋，修正與改進既有熱力學模型。

2課程教學內容與教學效果對照表

基于工程教育認證的《熱力學基礎》課程教學內容與教學效果對照表如表1所示。

3基于工程教育認證的《熱力學基礎》課程教學內容和教學要求

基于工程教育認證的《熱力學基礎》課程教學內容：（1）熱力學基本概念：熱力學學科背景、研究內容和研究方法;應用與展望;熱能與機械能相互轉換;熱力系統;狀態參數;功與熱量。（2）熱力學第一定律：熱力系統基本概念，基本狀態參數：熱力學第一定律的實質和數學表達式：焓以及物理意義;可逆過程的特點和實現條件;（3）理想氣體的性質與熱力過程：理想氣體的特征，狀態方程式：理想氣體的熱力學能、熱容、焓和熵的概念：理想混合氣體的定義：定容過程、定壓過程、定溫過程、絕熱過程、多變過程以及狀態方程式。（4）熱力學第二定律：自然過程的方向性與熱力學第二定律的表述，卡諾循環與卡諾定理，熵概念，熵的推導及孤立系統熵增原理，熵方程及能量貶值原理，火用分析。（5）實際氣體的性質及熱力學關系：理想氣體狀態方程偏差，范德瓦爾方程和R-K方程，對應態原理，熱力學能、焓和熵的一般關系式。（6）氣體動力循環：氣體動力循環的分析方法，活塞式內燃機的理想循環與實際循環，熱力學比較，燃氣輪機裝置循環。（7）制冷裝置循環：逆卡諾循環，蒸氣壓縮制冷裝置及循環，其他制冷裝置及循環，制冷劑。（8）化學熱力學基礎：熱力學第一定律解析式，化學反應熱力學平衡和平衡常數，平衡條件，燃料電池工作原理。

基于工程教育認證的《熱力學基礎》課程教學要求：（1）熱力學基本概念：了解熱力學背景、研究內容和研究方法;了解學熱能與機械能相互轉換;掌握熱力系統的概念，功與熱量。（2）熱力學第一定律：掌握熱力學第一定律的實質和表述：能夠根據熱力學第一定律建立能量方程，包括開口系統和閉口系統。（3）理想氣體的性質與熱力過程：利用理想氣體狀態方程式計算理想氣體的狀態參數：掌握熱容的定義及理想氣體熱容的特點：掌握理想氣體熱力學能、焓、熵的計算方法：掌握理想混合氣體成分的描述方法，掌握理想混合氣體狀態參數的計算方法：掌握理想氣體基本熱力過程的過程方程式、狀態參數坐標圖上的表示及狀態參數的變化與過程中的功量、熱量的計算方法。（4）熱力學第二定律：熱力學第二定律、卡諾定理。（5）實際氣體的性質及熱力學關系：了解理想氣體狀態方程偏差，掌握范德瓦爾方程和R-K方程。（6）氣體動力循環：理解活塞式內燃機的理想循環與實際循環。（7）制冷裝置循環：理解逆卡諾循環以及蒸氣壓縮制冷裝置及循環。（8）化學熱力學基礎：理解化學反應熱力學平衡和平衡常數，平衡條件，燃料電池工作原理和過程。