曲阜师范大学：物理工程学院核心主干课程《热学》教学大纲

曲华师范大学教学大纲热学课程名称课程号072106学院物理工程学院业物理学专

教 学 大 纲 课程名称 热学 课 程 号 072106 学 院 物理工程学院 专 业 物理学

《热学》教学大纲课程类别072106专业必修课课程编号课程名称热学Thermology英文名称32建议修读学期学分0实验学时54其中实践学时18总学时数其他学时18力学，高等数学预修课程考核方式平时考核（平时作业、课堂表现、阶段性测验）、期末考试适用专业物理学闫循旺大纲审核人王海龙大纲执笔人一、课程性质热学是物理学专业的一门专业核心课程，是普通物理学的一个组成部分，通过本课程的学习，使学生系统地掌握与热现象有关的基本概念和基本知识，建立起鲜明的物理图像，熟悉热学理论的一些实际应用，培养学生分析和解决一般热学问题的能力.本课程为热力学与统计物理学等后续课程的学习打下基础，又为学生毕业后从事科学研究、教学和技术工作提供基本的热学知识二、课程目标1.使学生建立热学的大局观：认同热学这门课程中特殊的研究方法：基于实验，加上逻辑推理；认同热学规律的高可靠性和普适性：承认热学的局限性（支撑毕业要求3、4、6、8)2.使学生准确掌握与物质热运动有关的基本概念和规律，（支撑毕业要求2、3、7)3.使学生能够合理运用所学的热学知识独立地解决与热有关的一般问题有意识地培养学生的物理思维，能够为一般的物理问题建立合适的模型：（支撑毕业要求3、4、7)三、课程目标与毕业要求的对应关系毕业要求指标点课程目标毕业要求2教育情怀1：对教师职业有强烈的认同，具有积极的从教课程目标2

《热学》教学大纲 课程编号 072106 课程类别 专业必修课 课程名称 热学 英文名称 Thermology 学分 3 建议修读学期 2 总学时数 54 其中：实践学时 18 实验学时 0 其他学时 18 预修课程 力学, 高等数学 考核方式 平时考核（平时作业、课堂表现、阶段性测验）、期末考试 适用专业 物理学 大纲执笔人 闫循旺 大纲审核人 王海龙 一、课程性质 热学是物理学专业的一门专业核心课程, 是普通物理学的一个组成部分, 通 过本课程的学习, 使学生系统地掌握与热现象有关的基本概念和基本知识, 建 立起鲜明的物理图像, 熟悉热学理论的一些实际应用, 培养学生分析和解决一 般热学问题的能力. 本课程为热力学与统计物理学等后续课程的学习打下基础， 又为学生毕业后从事科学研究、教学和技术工作提供基本的热学知识. 二、课程目标 1. 使学生建立热学的大局观:认同热学这门课程中特殊的研究方法: 基于 实验, 加上逻辑推理; 认同热学规律的高可靠性和普适性; 承认热学的局限性. (支撑毕业要求 3、4、6、8) 2. 使学生准确掌握与物质热运动有关的基本概念和规律. (支撑毕业要求 2、 3、7) 3. 使学生能够合理运用所学的热学知识独立地解决与热有关的一般问题. 有意识地培养学生的物理思维, 能够为一般的物理问题建立合适的模型. (支撑 毕业要求 3、4、7) 三、课程目标与毕业要求的对应关系 毕业要求 指标点 课程目标 毕业要求2 教育情怀 1. 对教师职业有强烈的认同，具有积极的从教 课程目标2

意愿和动机，端正的从教态度，认同教师工作的专业性和意义。2.具有人文底蕴与科学精神，富有爱心、责任心和事业心，自觉成为学生锤炼品格、学习知识、创新思维、奉献祖国的引路人。体现热学课程中科学家的科学精神。1．通过热学课程的学习，掌握热学的知识框课程目标1架.毕业要求3学科素养课程目标22.培养起正确的物理思维，科学的分析物理问课程目标3题能够通过学情分析，对与热有关的教学活动I.进行合理规划和安排，形成一定的教学设计课程目标1毕业要求4教学能力能力.课程目标32.能够处理解决一般的热学习题1.了解中学生身心发展的一般规律，了解中学教育原理和规律，与热学教学相结合。课程目标1毕业要求6综合育人2.了解学校文化和教育活动的育人内涵和方法，能够在热学教学中融入思政和德育内容，对学生进行有效的教育和引导。通过查阅文献资料获取有价值信息，养成终1.身学习的习惯，具有在物理教育和科研等专业领域发展的意识课程目标2毕业要求7学会反思课程目标32.通过学习热学课程的基本原理、定律和方法以及其应用，掌握一定的反思方法和技能，具有一定的创新意识和批评性思维。通过学习，认识到热学相关规律是通过大量1.毕业要求8沟通合作的实验事实，许多科研人员不断讨论总结而课程目标1成

意愿和动机，端正的从教态度，认同教师工 作的专业性和意义。 2. 具有人文底蕴与科学精神，富有爱心、责任 心和事业心，自觉成为学生锤炼品格、学习 知识、创新思维、奉献祖国的引路人。 体现热学课程中科学家的科学精神。 毕业要求3 学科素养 1. 通过热学课程的学习, 掌握热学的知识框 架. 2. 培养起正确的物理思维, 科学的分析物理问 题. 课程目标1 课程目标2 课程目标3 毕业要求4 教学能力 1. 能够通过学情分析, 对与热有关的教学活动 进行合理规划和安排, 形成一定的教学设计 能力. 2. 能够处理解决一般的热学习题. 课程目标1 课程目标3 毕业要求 6 综合育人 1. 了解中学生身心发展的一般规律，了解中学 教育原理和规律，与热学教学相结合。 2. 了解学校文化和教育活动的育人内涵和方 法，能够在热学教学中融入思政和德育内容， 对学生进行有效的教育和引导。 课程目标1 毕业要求7 学会反思 1. 通过查阅文献资料获取有价值信息，养成终 身学习的习惯，具有在物理教育和科研等专 业领域发展的意识； 2. 通过学习热学课程的基本原理、定律和方法 以及其应用，掌握一定的反思方法和技能， 具有一定的创新意识和批评性思维。 课程目标2 课程目标3 毕业要求8 沟通合作 1. 通过学习, 认识到热学相关规律是通过大量 的实验事实, 许多科研人员不断讨论总结而 成. 课程目标1

四、教学内容及课时安排章节、学时内容支撑课程目标1.了解热物理学中的两种描述方法：热力学，统计力学；第一章 导论课程目标12.掌握平衡态，温度，压强以及他们(10 学时)课程目标2满足的物态方程；3.熟悉物质结构的微观模型1.掌握理想气体的麦氏分布律：速度分布律，速率分布律；第二章分子动理学理论的平衡课程目标12.掌握麦氏分布律的应用：气体分态理论课程目标2子碰壁数(8 学时)课程目标33.了解玻尔兹曼分布；4.掌握能量均分定理熟悉三种输运现象的宏观规律：1.黏性现象-牛顿黏性定律，扩散现象-菲克定律，热传导现象-傅里叶定律；第三章输运现象与分子动理学课程目标1理论的非平衡态理论2.微观上：掌握气体分子的平均自课程目标2(8学时)由程，了解输运现象的微观机理一课程目标3不均匀造成；熟悉气体输运系数的导出；理解稀薄气体的输运过程3.1.掌握本章中的基本概念：准静态过程，可逆过程，功和热量，热容，烩。2．掌握热力学第一定律第四章热力学第一定律课程目标13.掌握理想气体的四个基本过程：(12学时)课程目标2等温，等压，等体和绝热过程；熟悉卡诺热机，掌握热机效率的4.计算；5．了解焦耳-汤姆逊效应及制冷机1．掌握热力学第二定律的开氏和克第五章热力学第二定律与熵课程目标1氏描述及其本质；(10学时)课程目标22.熟悉卡诺定理；

四、教学内容及课时安排 章节、学时 内容 支撑课程目标 第一章 导论 (10 学时) 1. 了解热物理学中的两种描述方法: 热力学, 统计力学; 2. 掌握平衡态, 温度, 压强以及他们 满足的物态方程; 3. 熟悉物质结构的微观模型. 课程目标1 课程目标2 第二章 分子动理学理论的平衡 态理论 (8 学时) 1. 掌握理想气体的麦氏分布律: 速 度分布律, 速率分布律; 2. 掌握麦氏分布律的应用: 气体分 子碰壁数 3. 了解玻尔兹曼分布; 4. 掌握能量均分定理. 课程目标1 课程目标2 课程目标3 第三章 输运现象与分子动理学 理论的非平衡态理论 (8 学时) 1. 熟悉三种输运现象的宏观规律: 黏性现象-牛顿黏性定律, 扩散现 象-菲克定律, 热传导现象-傅里 叶定律; 2. 微观上: 掌握气体分子的平均自 由程, 了解输运现象的微观机理- 不均匀造成; 熟悉气体输运系数 的导出; 3. 理解稀薄气体的输运过程 课程目标1 课程目标2 课程目标3 第四章 热力学第一定律 (12 学时) 1. 掌握本章中的基本概念: 准静态 过程, 可逆过程, 功和热量, 热 容, 焓. 2. 掌握热力学第一定律 3. 掌握理想气体的四个基本过程: 等温, 等压, 等体和绝热过程; 4. 熟悉卡诺热机, 掌握热机效率的 计算; 5. 了解焦耳-汤姆逊效应及制冷机. 课程目标1 课程目标2 第五章 热力学第二定律与熵 (10 学时) 1. 掌握热力学第二定律的开氏和克 氏描述及其本质; 2. 熟悉卡诺定理; 课程目标1 课程目标2

掌握摘的概念和摘增加原理。3.课程目标3了解物质的形态以及三态之间的1.相变；2.熟悉液体的表面现象：表面张力课程目标1附加压强；熟悉毛细现象；第六章物态与相变课程目标23.熟悉气液相变：气化和凝结以及(6 学时)课程目标3真实气体的等温线；了解范德瓦尔斯等温线以及临界点；4.了解克拉伯龙方程推导，会简单使用。五、教学方法结合多媒体与板书授课，组织课堂讨论/课堂提问，相关的章节习题加强练习六、教学评价评价方式为平时考核30%，期中考核20%，期末考核50%平时考核如下：课堂讨论表现20%，作业10%期中考试和期末考试均采用闭卷考试，各占20%50%课程目标考核内容评价依据1.课堂表现课程目标1.使学生建立热学的大局观：平衡态，温度等基本概念1.2.习题完成认同热学这门课程中特殊的研究方法：的定义以及意义；度基于实验，加上逻辑推理；认同热学规物质微观结构的内容；2.律的高可靠性和普适性；承认热学的局3.期中/期3.热学的研究方法限性.末考试1.课堂表现1.基本定律的概念，如热力学2.习题完成课程目标2．使学生准确掌握与物质热运定律，能均分定律，麦式分度布律等.动有关的基本概念和规律3.期中/期2.相变概念等末考试1.课堂表现课程目标3.使学生能够合理运用所学的热力学基本定律的应用1.热学知识独立地解决与热有关的一般问（针对理想气体）2.习题完成度题.有意识地培养学生的物理思维，能够2摘的计算

3. 掌握熵的概念和熵增加原理. 课程目标3 第六章 物态与相变 (6 学时) 1. 了解物质的形态以及三态之间的 相变; 2. 熟悉液体的表面现象: 表面张力, 附加压强; 熟悉毛细现象; 3. 熟悉气液相变: 气化和凝结以及 真实气体的等温线;了解范德瓦尔 斯等温线以及临界点; 4. 了解克拉伯龙方程推导, 会简单 使用. 课程目标1 课程目标2 课程目标3 五、教学方法 结合多媒体与板书授课，组织课堂讨论/课堂提问, 相关的章节习题加强练习. 六、教学评价 评价方式为平时考核 30%, 期中考核 20%, 期末考核 50%. 平时考核如下：课堂讨论表现 20%，作业 10%. 期中考试和期末考试均采用闭卷考试, 各占 20%, 50%. 课程目标 考核内容 评价依据 课程目标1. 使学生建立热学的大局观: 认同热学这门课程中特殊的研究方法: 基于实验, 加上逻辑推理; 认同热学规 律的高可靠性和普适性; 承认热学的局 限性. 1. 平衡态, 温度等基本概念 的定义以及意义; 2. 物质微观结构的内容; 3. 热学的研究方法. 1. 课堂表现 2. 习题完成 度 3. 期中/期 末考试 课程目标2. 使学生准确掌握与物质热运 动有关的基本概念和规律. 1. 基本定律的概念, 如热力学 定律, 能均分定律, 麦式分 布律等. 2. 相变概念等. 1. 课堂表现 2. 习题完成 度 3. 期中/期 末考试 课程目标 3. 使学生能够合理运用所学的 热学知识独立地解决与热有关的一般问 题.有意识地培养学生的物理思维, 能够 1. 热力学基本定律的应用 (针对理想气体) 2. 熵的计算 1. 课堂表现 2. 习题完成 度

3.期中/期为一般的物理问题建立合适的模型3.附加压强/克拉伯龙方程4.分子力的简化、理想气体末考试七、成绩评定方法本课程的评定采用课堂表现、作业、期中考试和期末考试的综合评定办法，各占20%、10%.20%和50%课堂表作业期中考期末考试课程目标现(20%)(10%)试课程分目标达成评价方法(50%)(20%)分目标达成度=【（0.2x分目标在出勤与课堂参与的平均20课程目标1202020得分+0.1x分目标在作业中平均得分+0.2x分目标在期中考试中的平均得分+0.5x分目标在期末考试中的平均5050课程目标25050得分）／（0.2x分目标在出勤与课堂参与中总分+0.1x分目标在作业成绩中总分+0.2x分目标在期中考试中的总课程目标330303030分+0.5x分目标在期末考试中的总分））八、教材与参考资料教材：《热学》.秦允豪，高等教育出版社，第四版，2017。主要参考书：《热学》.李椿等，高等教育出版社，第二版，2008。九、课程学习建议自主性学习：鼓励学生自己预习，提炼重点难点，对相关物理问题进行讨论提炼自己的解决思路，可形成小课程论文

为一般的物理问题建立合适的模型. 3. 附加压强/克拉伯龙方程. 4. 分子力的简化、理想气体 3. 期中/期 末考试 七、成绩评定方法 本课程的评定采用课堂表现、作业、期中考试和期末考试的综合评定办法, 各 占 20%、10%, 20%和 50%. 八、教材与参考资料 教材：《热学》.秦允豪，高等教育出版社，第四版, 2017。 主要参考书: 《热学》.李椿等，高等教育出版社，第二版, 2008。 九、课程学习建议 自主性学习：鼓励学生自己预习, 提炼重点难点, 对相关物理问题进行讨论, 提炼自己的解决思路, 可形成小课程论文。 课程目标 课堂表 现（20%） 作业 （10%） 期中考 试 （20%） 期末考 试 （50%） 课程分目标达成评价方法 课程目标1 20 20 20 20 分目标达成度={（0.2ｘ分目 标在出勤与课堂参与的平均 得分+0.1ｘ分目标在作业中 平均得分+0.2ｘ分目标在期 中考试中的平均得分+0.5ｘ 分目标在期末考试中的平均 得分）/（0.2ｘ分目标在出勤 与课堂参与中总分+0.1ｘ分 目标在作业成绩中总分+0.2 ｘ分目标在期中考试中的总 分+0.5ｘ分目标在期末考试 中的总分）} 课程目标2 50 50 50 50 课程目标3 30 30 30 30

十、评分标准7079606905990-1008089课程教学目标优良中及格不及格课程目标1.使学生建立热学的大局观：认同热学这门课程中特殊的建立起对热学的宏观建立起对热学的宏观认识到热学规律的高认识到热学规律的高对热学规律的高可靠研究方法：基于实验，认知，深刻认识热学规认知，认识到热学规律可靠性、普适性和局限可靠性、普适性和局限性、普适性和局限性，加上逻认同热律的高可靠性、普适性的高可靠性、普适性和性.性不了解。学规律的高靠性和普和局限性局限性适性：承认热学的局限性.熟练掌握课程中的基较好掌握课程中的基基本掌握课程中的基部分掌握课程中的基不能掌握课程中的基课程目标2.使学生准本概念：熟练运用热本概念：较好运用热本概念：基本运用热本概念：部分运用热本概念：不能运用热确掌握与物质热运动有力学第一定律，第二力学第一定律，第二力学第一定律，第二力学第一定律，第二力学第一定律，第二关的基本概念和规律定律对理想气体的应定律对理想气体的应定律对理想气体的应定律对理想气体的应定律对理想气体的应用，熟练计算理想气用，较好计算理想气用，基本计算理想气用，部分计算理想气用，不能计算理想气体在可逆/非可逆过程体在可逆/非可逆过程体在可逆/非可逆过程体在可逆/非可逆过程体在可逆/非可逆过程7

7 十、评分标准 课程教学目标 90-100 80-89 70-79 60-69 0-59 优 良 中 及格 不及格 课程目标1. 使学生建 立热学的大局观:认同 热学这门课程中特殊的 研究方法: 基于实验, 加上逻辑推理; 认同热 学规律的高可靠性和普 适性; 承认热学的局限 性. 建立起对热学的宏观 认知，深刻认识热学规 律的高可靠性、普适性 和局限性. 建立起对热学的宏观 认知，认识到热学规律 的高可靠性、普适性和 局限性. 认识到热学规律的高 可靠性、普适性和局限 性. 认识到热学规律的高 可靠性、普适性和局限 性. 对热学规律的高可靠 性、普适性和局限性. 不了解。 课程目标2. 使学生准 确掌握与物质热运动有 关的基本概念和规律. 熟练掌握课程中的基 本概念; 熟练运用热 力学第一定律, 第二 定律对理想气体的应 用, 熟练计算理想气 体在可逆/非可逆过程 较好掌握课程中的基 本概念; 较好运用热 力学第一定律, 第二 定律对理想气体的应 用, 较好计算理想气 体在可逆/非可逆过程 基本掌握课程中的基 本概念; 基本运用热 力学第一定律, 第二 定律对理想气体的应 用, 基本计算理想气 体在可逆/非可逆过程 部分掌握课程中的基 本概念; 部分运用热 力学第一定律, 第二 定律对理想气体的应 用, 部分计算理想气 体在可逆/非可逆过程 不能掌握课程中的基 本概念; 不能运用热 力学第一定律, 第二 定律对理想气体的应 用, 不能计算理想气 体在可逆/非可逆过程

中的摘差：熟练运用中的炳差：较好运用中的烯差：基本运用中的摘差：部分运用中的摘差：不能运用麦氏分布律的应用：麦氏分布律的应用：麦氏分布律的应用：麦氏分布律的应用：麦氏分布律的应用：熟练运用能均分定理较好运用能均分定理基本运用能均分定理部分运用能均分定理不能运用能均分定理对理想气体的应用，对理想气体的应用，对理想气体的应用，对理想气体的应用，对理想气体的应用，熟练计算热机的热机较好计算热机的热机基本计算热机的热机部分计算热机的热机不能计算热机的热机效率：熟练掌握液体效率：较好掌握液体效率：基本掌握液体效率：部分掌握液体效率：不能掌握液体的表面现象和规律：的表面现象和规律；的表面现象和规律：的表面现象和规律：的表面现象和规律：熟练运用克拉伯龙方较好运用克拉伯龙方部分运用克拉伯龙方基本运用克拉伯龙方不能运用克拉伯龙方程计算相应的性质程计算相应的性质，程计算相应的性质，程计算相应的性质，程计算相应的性质课程目标3.使学生能够合理运用所学的热学熟练且准确地运用热熟练且准确地运用热能够运用热学知识解能够运用热学知识解不能运用热学知识解知识独立地解决与热有学知识独立地解决与学知识解决与热有关决与热有关的一般问决与热有关的一般问决与热有关的问题.不关的一般问题，有意识热有关的一般问题的一般问题，能够为题。能够为一般的物题，能够为一般的物能为一般的物理问题地培养学生的物理思能够为一般的物理问一般的物理问题建立理问题建立合适的模理问题建立合适的模建立合适的模型型.型.维，能够为一般的物理题建立合适的模型合适的模型。问题建立合适的模型

8 中的熵差; 熟练运用 麦氏分布律的应用; 熟练运用能均分定理 对理想气体的应用, 熟练计算热机的热机 效率; 熟练掌握液体 的表面现象和规律; 熟练运用克拉伯龙方 程计算相应的性质. 中的熵差; 较好运用 麦氏分布律的应用; 较好运用能均分定理 对理想气体的应用, 较好计算热机的热机 效率; 较好掌握液体 的表面现象和规律; 较好运用克拉伯龙方 程计算相应的性质. 中的熵差; 基本运用 麦氏分布律的应用; 基本运用能均分定理 对理想气体的应用, 基本计算热机的热机 效率; 基本掌握液体 的表面现象和规律; 基本运用克拉伯龙方 程计算相应的性质. 中的熵差; 部分运用 麦氏分布律的应用; 部分运用能均分定理 对理想气体的应用, 部分计算热机的热机 效率; 部分掌握液体 的表面现象和规律; 部分运用克拉伯龙方 程计算相应的性质. 中的熵差; 不能运用 麦氏分布律的应用; 不能运用能均分定理 对理想气体的应用, 不能计算热机的热机 效率; 不能掌握液体 的表面现象和规律; 不能运用克拉伯龙方 程计算相应的性质. 课程目标3. 使学生能 够合理运用所学的热学 知识独立地解决与热有 关的一般问题. 有意识 地培养学生的物理思 维, 能够为一般的物理 问题建立合适的模型. 熟练且准确地运用热 学知识独立地解决与 热有关的一般问题. 能够为一般的物理问 题建立合适的模型. 熟练且准确地运用热 学知识解决与热有关 的一般问题. 能够为 一般的物理问题建立 合适的模型. 能够运用热学知识解 决与热有关的一般问 题. 能够为一般的物 理问题建立合适的模 型. 能够运用热学知识解 决与热有关的一般问 题. 能够为一般的物 理问题建立合适的模 型. 不能运用热学知识解 决与热有关的问题.不 能为一般的物理问题 建立合适的模型