工程熱力學A（422305）實驗教學大綱

01．教學單位名稱：伟德BETVLCTOR

02．實驗中心名稱：熱能工程實驗室

03．課程名稱：工程熱力學A

04．課程代碼：422305

05．課程類别：學科基礎課

06．課程性質：必修

07．課程學時：56學時，其中含實驗8學時。

08．課程學分：3.0

09．面向專業：能源與動力工程

10．實驗課程的教學目的、教學任務和教學要求

實驗教學目的

培養學生樹立和踐行社會主義核心價值觀，成為德智體美勞全面發展的社會主義事業合格建設者和可靠接班人。堅持知識、能力與素質有機融合，培養學生具備解決能源與動力工程領域複雜工程問題所需的熱工裝置實驗研究的綜合能力與高級思維。培養學生具備解決能源與動力工程領域複雜工程問題的适應熱工裝置試驗研究技術新發展的自主學習能力。

實驗教學任務

解讀實驗教學大綱。向學生解讀《工程熱力學A實驗教學大綱》，幫助學生理解實驗教學目的（立德樹人、應掌握知識、具備能力與素質）及其達成途徑（課程實驗）的關系，幫助學生建立實驗學習、實驗考核與實驗素養達成之間的關系，引導學生在課程學習中自查學習行為，調整學習方法并達成學習效果。
引導學生樹立和踐行社會主義核心價值觀，加強思想政治品德修養，珍惜時間，求知問學，明理悟道；志向高遠，不懈奮鬥，樂觀向上，自強不息，培養綜合素質能力和創新思維，樹立健康第一理念，加強體育鍛煉，健全人格、錘煉意志，全面加強和改進美育，堅持以美育人、以化育人，提高審美和人文素養，弘揚勞動精神，崇尚勞動、尊重勞動，能夠辛勤勞動、誠實勞動、創新性勞動。
培養學生能夠針對複雜工程問題，應用熱力學基本理論知識進行實驗研究并獲得科學有效結論的能力，即

培養學生掌握熱力學實驗的基本原理與方法，熟悉各種熱工測量儀表的使用，了解有關實驗裝置、實驗設備。
培養學生學生具備能夠根據實驗方法構建實驗系統，或利用已有實驗系統，安全地開展實驗，正确地記錄實驗數據。
培養學生具備能夠對實驗結果進行分析和解釋，并通過信息綜合得到合理有效的結論。
培養學生具備根據實驗目的開展設計性、創新性實驗能力，具備根據實驗原理搭建實驗台、獨自進行實驗與分析的能力。
4）培養學生具備解決複雜工程問題的熱工測試技術新發展的自主學習能力。

實驗教學要求

通過工程熱力學A實驗教學，實現實驗教學目的，達成如下實驗教學要求：

畢業要求指标點0：學生應樹立和踐行社會主義核心價值觀，成為德智體美勞全面發展的社會主義事業合格建設者和可靠接班人。
畢業要求指标點1.3：掌握并能夠應用工程基礎知識對複雜工程問題進行分析。
能夠根據研究方案制定實驗方案，或根據已有實驗系統，選擇合适的手段進行實驗，進而分析結果與解釋數據，綜合得到合理有效結論。
畢業要求指标點12.X：培養學生具備解決能源與動力工程領域複雜工程問題的适應熱工測試技術新發展的自主學習能力。

為達成上述實驗教學要求，針對教師、條件與學生，提出如下保障要求：

教師。要求積極備課，認真準備課程實驗；解讀實驗教學大綱，使學生清楚實驗教學内容與目标，以及應掌握知識、具備能力與素質；組織學生實施課程實驗，注重知識拓展，加強思政教育；與學生進行互動交流，引導學生達成實驗教學目标；開展課程考核、評價與持續改進。
實驗室和儀器、設備條件等符合相關标準要求。
學生：加強思想政治品德修養，踐行社會核心價值觀，珍惜時間，求知問學，明理悟道；志向高遠，不懈奮鬥，樂觀向上，自強不息，培養綜合素質能力和創新思維，樹立健康第一理念，加強體育鍛煉，健全人格、錘煉意志，全面加強和改進美育，堅持以美育人、以化育人，提高審美和人文素養，弘揚勞動精神，崇尚勞動、尊重勞動，能夠辛勤勞動、誠實勞動、創新性勞動；實現實驗教學目的，達成實驗教學要求。

11．學生應掌握的實驗技術及實驗能力

圍繞工程熱力學A實驗教學，學生應掌握的實驗技術及實驗能力包括：

理論聯系實際的能力。學生通過對實驗原理及實驗裝置的熟悉、實驗過程的了解與操作、實驗數據的處理與分析強化了對課堂理論知識的感性認識與理解。
實驗實施能力。學生能夠根據實驗方法構建實驗系統，或利用原有實驗系統，安全地開展實驗，正确地采集實驗數據的能力。
實驗分析能力。學生能夠對實驗結果進行分析和解釋，并通過信息綜合得到合理有效的結論。
适應發展能力。學生能夠适應熱工測試技術新發展的自主學習能力。
12.開設實驗項目
本課程實驗有四項必做實驗，占8學時。
(1) 噴管内氣體流動特性研究項目
針對能源與動力工程領域關聯噴管内氣體流動特性研究的複雜工程問題，自行完成選擇研究路線、設計實驗方案、制定實驗方法、構建試驗系統，或利用已有實驗系統，安全開展實驗。通過實驗，測繪不同背壓條件下測定漸縮噴管和縮放噴管中氣體壓力随位置的變化情況；測繪噴管中氣體流量（壓差）随背壓變化的關系；标定漸縮噴管和縮放噴管臨界截面位置，并測定噴管的臨界壓力；了解氣體在噴管流動中的膨脹不足和膨脹過度現象及其對噴管工作的影響。完成正确采集數據，分析解釋結果、綜合有效結論等一系列實驗任務。強調立德樹人，強調堅持知識、能力與素質有機融合，強調綜合考核、評價“德智體美勞全面發展”、“實驗研究”、“适應發展”等知識、能力與素質，達成噴管内氣體流動特性試驗研究的綜合能力與高級思維。
(2) 空氣定壓比熱測定項目
針對能源與動力工程領域關聯空氣定壓比熱實驗測定研究的複雜工程問題，自行完成選擇研究路線、設計實驗方案、制定實驗方法、構建試驗系統，或利用已有實驗系統，安全開展實驗。通過實驗，掌握氣體比定壓熱容的測量原理及其測量裝置；掌握混合氣體中組成氣體比熱容的測量及計算方法，測繪濕空氣及幹空氣的比熱容的随平均溫度變化曲線；了解影響比熱容測量精度的因素。完成正确采集數據，分析解釋結果、綜合有效結論等一系列實驗任務。強調立德樹人，強調堅持知識、能力與素質有機融合，強調綜合考核、評價“德智體美勞全面發展”、“實驗研究”、“适應發展”等知識、能力與素質，達成空氣定壓比熱測定實驗研究的綜合能力與高級思維。
（3）飽和蒸汽p-T關系測定項目
針對能源與動力工程領域關聯飽和蒸汽p-T關系研究的複雜工程問題，自行完成選擇研究路線、設計實驗方案、制定實驗方法、構建試驗系統，或利用已有實驗系統，安全開展實驗。通過實驗，加深理解蒸汽飽和狀态；掌握溫度計、壓力表、調壓器和大氣壓力計的使用方法。測量飽和蒸汽溫度與壓力的關系，繪制飽和蒸汽P—T關系曲線。完成正确采集數據，分析解釋結果、綜合有效結論等一系列實驗任務。強調立德樹人，強調堅持知識、能力與素質有機融合，強調綜合考核、評價“德智體美勞全面發展”、“實驗研究”、“适應發展”等知識、能力與素質，達成飽和蒸汽p-T關系實驗測定研究的綜合能力與高級思維。
（4）二氧化碳p-v-T關系測定項目
針對能源與動力工程領域關聯二氧化碳p-v-T關系測定研究的複雜工程問題，自行完成選擇研究路線、設計實驗方案、制定實驗方法、構建試驗系統，或利用已有實驗系統，安全開展實驗。通過實驗，觀察二氧化碳相變過程中的凝結（或汽化）現象；用定溫法測定二氧化碳的p-v-T關系。完成正确采集數據，分析解釋結果、綜合有效結論等一系列實驗任務。強調立德樹人，強調堅持知識、能力與素質有機融合，強調綜合考核、評價“德智體美勞全面發展”、“實驗研究”、“适應發展”等知識、能力與素質，達成二氧化碳p-v-T關系測定研究的綜合能力與高級思維。
表1 《工程熱力學A》開設的實驗項目一覽表

編号	名稱	類型	計劃分配學時	每組人數
42230201	噴管内氣體流動特性研究	設計或綜合性	必修２學時	10人
42230202	空氣定壓比熱測定	設計或綜合性	必修２學時	10人
42230203	飽和蒸汽P-T關系測定	設計或驗證性	必修２學時	10人
42230204	二氧化碳P-v-T關系測定	設計或綜合性	必修２學時	10人

13．實驗教材或指導書或主要參考資料

（1）《熱工課程實驗指導書》，熱能工程系自編。

（2）2018版《工程熱力學A課程教學大綱》及《工程熱力學A實驗教學大綱》。

(3)陳貴堂、王永珍，《工程熱力學》（第二版），北京理工大學出版社 2008

（4）華自強、張忠進、高青，《工程熱力學》（第4版），高等教育出版社 2009

14．考核要求、考核方式及成績評定标準

考核要求

考核學生實驗表現、對本課程實驗研究所要求的綜合能力和高級思維。針對實驗實施能力及實驗設計/實驗分析/适應發展能力進行評價打分。實驗課成績依據學生的實驗實施（現場操作）情況（是否遲到、實驗預習、實驗操作等）以及實驗報告等情況綜合評定。評分标準參見表2、3所示。

表2 實驗實施（現場操作）能力評分标準（每項實驗滿分5分）

實驗出勤，滿分1分

操作規範性，滿分4分

0分

1分

2分

3分

4分

實驗

遲到

實驗

準時

實驗沒預習，不聽從老師指揮，不配合實驗組工作，幹擾實驗進程。

實驗預習較差，在老師多次督促下能夠操作儀器，溝通協作能力較差，實驗現場記錄潦草。

實驗預習較好，能夠在老師指導下操作儀器，溝通協作能力一般，實驗現場記錄較為準确。

實驗預習及規劃很好，過程銜接緊密，能夠主動操作儀器，溝通協作能力較強，實驗現場記錄詳細、準确。

表3 實驗設計/實驗分析/适應發展能力評分标準（實驗報告滿分20分）

實驗方案合理性，滿分6分
0-2分		3-4分			5-6分
實驗目的、原理、裝置缺失2項以上；各項表述不清晰。		實驗目的、原理、裝置缺失1項；各項表述基本清晰。			實驗目的、原理、裝置無缺失；各項表述清晰。
手段科學性，滿分4分
0-2分				3-4分
實驗報告中表述的實驗手段過程存在缺失；通過實驗報告的描述無法完整重現整個實驗過程。				實驗報告中表述的實驗手段過程完整；通過實驗報告的描述能夠完整重現整個實驗過程。
數據準确性，滿分6分
0-2分		3-4分				5-6分
實驗數據記錄嚴重錯誤；數據處理計算有重大誤差，結果不可信；數據圖表存在嚴重錯誤或表達不科學。		實驗數據記錄較準确；數據處理計算基本完整、較準确，結果基本可信；數據圖表基本準确、表達較合理。				實驗數據記錄準确；數據處理計算完整、準确，結果可信；數據圖表準确、表達合理。
結論有效性，滿分4分
0分	2分		3分			4分
沒有對數據結果進行總結與誤差分析。	缺少對數據結果進行的總結或誤差分析，且總結或分析不全面透徹。		雖對數據結果進行總結與誤差分析。但結論不全面，誤差分析流于形式，不透徹。			對實驗結果進行合理科學總結，結論全面正确；能夠準确、透徹地進行誤差分析。