基于工程教育认证的《热力学基础》课程教学目标达成度分析

张海波　张恒运

《热力学基础》课程是机械与汽车工程学院汽车工程专业（卓越计划）和汽车服务工程专业本科生大学四年教学培养计划中的专业主干课程。课程目标是培养学生关于热力学的基本概念和逻辑思维能力.培养学生利用热力学模型进行定量分析与工程决策的素质，培养学生从复杂的热力学系统中抽取有效信息、建立热力学模型的能力，并应用于实际问题的分析和计算。

本文采用工程教育认证的基本指标一目标达成度，对2018—2019学年第2学期汽车工程专业（卓越计划）和汽车服务工程专业的《热力学基础》课程的教学质量进行了评价，并对评价基本指标——目标达成度提出合理的建议。

1课程教学目标和教学效果

教学目标：培养学生关于热力学的基本概念和逻辑思维能力;培养学生从复杂的热力学系统中，抽取有效信息，建立热力学模型的能力，并应用于实际问题的分析和计算：培养学生利用热力学模型进行定量分析与工程决策的素质。

教学效果：（1）通过本课程的学习，学生可具备从热力学系统的角度思考问题、解决问题的基本能力和意识：（2）从实际的热力学系统中，明确系统目标、确定影响变量、提炼系统约束条件，建立恰当的热力学模型的能力;（3）了解热力学模型基本的求解方法，运用Excel等软件求解热力学模型;（4）将模型求解结果还原至实际问题，进行正确判断与科学解释，修正与改进既有热力学模型。

2课程教学内容与教学效果对照表

基于工程教育认证的《热力学基础》课程教学内容与教学效果对照表如表1所示。

3基于工程教育认证的《热力学基础》课程教学内容和教学要求

基于工程教育认证的《热力学基础》课程教学内容：（1）热力学基本概念：热力学学科背景、研究内容和研究方法;应用与展望;热能与机械能相互转换;热力系统;状态参数;功与热量。（2）热力学第一定律：热力系统基本概念，基本状态参数：热力学第一定律的实质和数学表达式：焓以及物理意义;可逆过程的特点和实现条件;（3）理想气体的性质与热力过程：理想气体的特征，状态方程式：理想氣体的热力学能、热容、焓和熵的概念：理想混合气体的定义：定容过程、定压过程、定温过程、绝热过程、多变过程以及状态方程式。（4）热力学第二定律：自然过程的方向性与热力学第二定律的表述，卡诺循环与卡诺定理，熵概念，熵的推导及孤立系统熵增原理，熵方程及能量贬值原理，火用分析。（5）实际气体的性质及热力学关系：理想气体状态方程偏差，范德瓦尔方程和R-K方程，对应态原理，热力学能、焓和熵的一般关系式。（6）气体动力循环：气体动力循环的分析方法，活塞式内燃机的理想循环与实际循环，热力学比较，燃气轮机装置循环。（7）制冷装置循环：逆卡诺循环，蒸气压缩制冷装置及循环，其他制冷装置及循环，制冷剂。（8）化学热力学基础：热力学第一定律解析式，化学反应热力学平衡和平衡常数，平衡条件，燃料电池工作原理。

基于工程教育认证的《热力学基础》课程教学要求：（1）热力学基本概念：了解热力学背景、研究内容和研究方法;了解学热能与机械能相互转换;掌握热力系统的概念，功与热量。（2）热力学第一定律：掌握热力学第一定律的实质和表述：能够根据热力学第一定律建立能量方程，包括开口系统和闭口系统。（3）理想气体的性质与热力过程：利用理想气体状态方程式计算理想气体的状态参数：掌握热容的定义及理想气体热容的特点：掌握理想气体热力学能、焓、熵的计算方法：掌握理想混合气体成分的描述方法，掌握理想混合气体状态参数的计算方法：掌握理想气体基本热力过程的过程方程式、状态参数坐标图上的表示及状态参数的变化与过程中的功量、热量的计算方法。（4）热力学第二定律：热力学第二定律、卡诺定理。（5）实际气体的性质及热力学关系：了解理想气体状态方程偏差，掌握范德瓦尔方程和R-K方程。（6）气体动力循环：理解活塞式内燃机的理想循环与实际循环。（7）制冷装置循环：理解逆卡诺循环以及蒸气压缩制冷装置及循环。（8）化学热力学基础：理解化学反应热力学平衡和平衡常数，平衡条件，燃料电池工作原理和过程。