地?zé)釋W(xué)課程教學(xué)大綱

《地?zé)釋W(xué)》課程教學(xué)大綱課程名稱：地?zé)釋W(xué)Geothermic課程編號(hào)：020060120課程性質(zhì)：R必修□選修課程類別：￡通識(shí)課程R專業(yè)課程￡實(shí)踐教學(xué)適用專業(yè)：新能源科學(xué)與工程課程學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)32，其中理論28、實(shí)驗(yàn)4課程學(xué)分：2應(yīng)開課學(xué)期：第四學(xué)期先修課程：工程熱力學(xué)、巖體力學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、地下水文學(xué)任課學(xué)院、系部：能源科學(xué)與工程學(xué)院新能源科學(xué)與工程系一、課程簡介本課程為新能源科學(xué)與工程專業(yè)的專業(yè)必修課。課程設(shè)置總學(xué)時(shí)32學(xué)時(shí)，由理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩部分組成。地?zé)釋W(xué)主要講述地?zé)峥碧?、開發(fā)的基本原理和主要方法。本課程不僅為學(xué)生學(xué)習(xí)有關(guān)專業(yè)課程提供必要的基礎(chǔ)理論知識(shí)，也為從事相關(guān)專業(yè)技術(shù)工作、科學(xué)研究工作及管理工作提供重要的理論基礎(chǔ)。通過使學(xué)生掌握地?zé)衢_發(fā)及利用的方法及其原理，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論和地?zé)釋I(yè)知識(shí)分析解決地?zé)峥碧?、開發(fā)技術(shù)問題的基本能力。二、課程教學(xué)的目標(biāo)及與畢業(yè)要求的關(guān)系（一）課程目標(biāo)課程總目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論和地?zé)釋I(yè)知識(shí)分析解決地?zé)峥碧健㈤_發(fā)技術(shù)問題的基本能力。課程目標(biāo)1：使學(xué)生掌握地?zé)衢_發(fā)的基本原理，掌握地?zé)豳Y源開發(fā)及利用過程中基本概念、基本方法和主要技術(shù)，了解國內(nèi)外地?zé)峁こ贪l(fā)展現(xiàn)狀、前沿及其發(fā)展趨勢(shì)。課程目標(biāo)2：使學(xué)生掌握地?zé)釡y(cè)量與判溫方法，基本地?zé)崮Ｐ驮恚責(zé)峥碧郊暗責(zé)嵩u(píng)價(jià)等方法。課程目標(biāo)3：使學(xué)生掌握地?zé)衢_發(fā)及利用的方法及其原理，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論和地?zé)釋I(yè)知識(shí)分析解決地?zé)衢_發(fā)技術(shù)問題的基本能力。課程目標(biāo)4：初步具有從實(shí)際問題抽象為理論，并運(yùn)用理論分析解決實(shí)際問題能力。（二）課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系本課程目標(biāo)支持的主要畢業(yè)要求如下表：課程目標(biāo)畢業(yè)要求1．使學(xué)生掌握地?zé)衢_發(fā)的基本原理，掌握地?zé)豳Y源開發(fā)及利用過程中基本概念、基本方法和主要技術(shù)，了解國內(nèi)外地?zé)峁こ贪l(fā)展現(xiàn)狀、前沿及其發(fā)展趨勢(shì)。2.使學(xué)生掌握地?zé)釡y(cè)量與判溫方法，基本地?zé)崮Ｐ驮恚責(zé)峥碧郊暗責(zé)嵩u(píng)價(jià)等方法。畢業(yè)要求2：能夠應(yīng)用新能源科學(xué)與工程理論與技術(shù)，并結(jié)合數(shù)學(xué)、自然科學(xué)等基本原理，通過理論分析和文獻(xiàn)研究，對(duì)新能源勘查、開發(fā)、利用過程中遇到的問題進(jìn)行綜合分析。具備獨(dú)立思考、善于發(fā)現(xiàn)和提出問題并獨(dú)立分析工程問題的能力，掌握基本的分析問題和總結(jié)歸納的方法。3．使學(xué)生掌握地?zé)衢_發(fā)及利用的方法及其原理，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論和地?zé)釋I(yè)知識(shí)分析解決地?zé)衢_發(fā)技術(shù)問題的基本能力。4.初步具有從實(shí)際問題抽象為理論，并運(yùn)用理論分析解決實(shí)際問題能力。畢業(yè)要求4：能夠基于科學(xué)原理與方法，結(jié)合具體生產(chǎn)實(shí)踐，分析、解決新能源勘查和開發(fā)利用中的技術(shù)問題。能夠正確認(rèn)識(shí)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)，具備文獻(xiàn)信息提煉、歸納能力。能夠提出工程問題的關(guān)鍵理論問題和技術(shù)難題，善于利用文獻(xiàn)資料及團(tuán)隊(duì)技能開展初步科學(xué)研究與技術(shù)攻關(guān)。三、課程教學(xué)的基本內(nèi)容及教學(xué)安排（一）課程教學(xué)的內(nèi)容及學(xué)時(shí)安排知識(shí)單元知識(shí)點(diǎn)學(xué)時(shí)數(shù)課程目標(biāo)線下授課線上授課實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐1緒論1.1地?zé)峥碧介_發(fā)現(xiàn)狀1.2地?zé)釋W(xué)研究對(duì)象及其主要內(nèi)容1.3地?zé)釋W(xué)研究方法2課程目標(biāo)12地?zé)峄A(chǔ)知識(shí)2.1巖石熱物理參數(shù)2.2地溫場(chǎng)與地?zé)嵩?.3地?zé)岙惓＜捌浒鍓K構(gòu)造背景2.4地?zé)醾鲗?dǎo)與區(qū)域?qū)α?.5地?zé)嵯到y(tǒng)的地球物理和地球化學(xué)特征4課程目標(biāo)13地?zé)釡y(cè)量與判溫方法3.1地溫測(cè)量及數(shù)據(jù)分析和解釋3.2地?zé)崤袦胤椒ǎ?）二氧化硅地?zé)釡貥?biāo)（2）鈉鉀、鉀鎂及鈉鉀鈣地?zé)釡貥?biāo)（3）硫酸鹽—氧同位素地?zé)釡貥?biāo)（4）氣體地?zé)釡貥?biāo)（5）同位素地?zé)釡貥?biāo)（6）混合溫標(biāo)3.3鉆孔實(shí)測(cè)溫度確定地溫3.4地?zé)釡囟扔?jì)算的方法、參數(shù)3.5地?zé)釡囟扔?jì)算實(shí)例4課程目標(biāo)1、24地?zé)崮Ｐ?.1簡單解析模型（單井、多井開采模型）4.2集中參數(shù)模型4.3分布參數(shù)模型4.4模型實(shí)例—昆明地溫地?zé)崽铩⒐埠团璧馗蔁釒r熱田4課程目標(biāo)2、35地?zé)豳Y源分布與評(píng)價(jià)5.1地?zé)豳Y源分布特征5.2地?zé)豳Y源評(píng)價(jià)概論5.3熱儲(chǔ)中各地?zé)彷d體的比重5.4地?zé)豳Y源評(píng)價(jià)方法5.5地?zé)醿?chǔ)量分級(jí)與計(jì)算原則2課程目標(biāo)2、36地?zé)醿?chǔ)熱能量的提取6.1地?zé)豳Y源發(fā)電（1）干蒸汽發(fā)電原理及技術(shù)（2）熱液系統(tǒng)發(fā)電原理及技術(shù)（3）二元發(fā)電原理及技術(shù)（有機(jī)朗肯循環(huán)）6.2低溫地?zé)豳Y源利用—地源熱泵（1）地源熱泵基本原理（2）地源熱泵熱力學(xué)（3）地源熱泵熱效率分析6.3地?zé)豳Y源的直接利用（1）熱能傳遞的性質(zhì)（2）區(qū)域供熱（3）食品生產(chǎn)6.4地?zé)醿?chǔ)熱能量提取經(jīng)濟(jì)效益分析4課程目標(biāo)2、37增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)（EGS）7.1增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)概念7.2增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)特征7.3增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)發(fā)展歷程7.4增強(qiáng)型地?zé)醿?chǔ)層水力壓裂儲(chǔ)層改造技術(shù)7.5地?zé)醿?chǔ)層的可持續(xù)發(fā)展4課程目標(biāo)3、48地?zé)峄毓嗷A(chǔ)理論與技術(shù)8.1地?zé)峄毓囝愋团c回灌模式8.2地?zé)峄毓噙^程中地下熱水的運(yùn)動(dòng)8.3地?zé)峄毓嗄Ｐ偷慕馕龇椒?.4地?zé)峄毓喾椒?.5地?zé)峄鶐r熱儲(chǔ)回灌實(shí)踐—天津市區(qū)為例4課程目標(biāo)3、4合計(jì)284（二）課堂實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容及要求序號(hào)項(xiàng)目名稱內(nèi)容、要求學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐類別實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐類型每組人數(shù)必做/選做課程目標(biāo)1地源熱泵機(jī)組COP測(cè)定1、了解熱泵的工作過程及性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)；2、熟悉熱泵裝置的組成，領(lǐng)會(huì)制冷與供熱的對(duì)立與統(tǒng)一關(guān)系；3、測(cè)定蒸氣壓縮式制冷循環(huán)的性能；4、通過本實(shí)驗(yàn)，了解測(cè)定熱泵壓縮機(jī)主要性能指標(biāo)──壓縮機(jī)的制冷量和輸入功率的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T?5773－2004容積式熱泵壓縮機(jī)性能試驗(yàn)方法）；5、通過本實(shí)驗(yàn)，掌握測(cè)定熱泵主要性能指標(biāo)（壓縮機(jī)的制冷量和輸入功率）的一種試驗(yàn)方法──第二制冷劑量熱法；6、通過本實(shí)驗(yàn)，掌握一種測(cè)定換熱器2熱損失系數(shù)的方法。4專業(yè)操作10必做課程目標(biāo)1、2、3基本要求1．實(shí)驗(yàn)采用教師課堂演示、學(xué)生上機(jī)操作的實(shí)驗(yàn)方式；2．上機(jī)實(shí)驗(yàn)前，學(xué)生應(yīng)認(rèn)真預(yù)習(xí)有關(guān)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；3．學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后須撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告；注：實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐類別：專業(yè)、上機(jī)等實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐類型：操作型、驗(yàn)證型、演示型、綜合型等。四、本課程與其他課程的聯(lián)系本課程的預(yù)修課程為《工程熱力學(xué)》、《巖體力學(xué)》、《構(gòu)造地質(zhì)學(xué)》、《巖體力學(xué)》，其為學(xué)生提供學(xué)習(xí)本課程所必須掌握的地質(zhì)、熱力學(xué)及力學(xué)等方面的基礎(chǔ)知識(shí)。本課程是新能源科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生在整個(gè)專業(yè)課學(xué)習(xí)過程中所必不可少的基礎(chǔ)專業(yè)知識(shí)。主要研究地?zé)峥碧健㈤_發(fā)的基本原理和主要方法。本課程不僅為學(xué)生學(xué)習(xí)有關(guān)專業(yè)課程提供必要的基礎(chǔ)理論知識(shí)，也為從事相關(guān)專業(yè)技術(shù)工作、科學(xué)研究工作及管理工作提供重要的理論基礎(chǔ)。通過使學(xué)生掌握地?zé)衢_發(fā)及利用的方法及其原理，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論和地?zé)釋I(yè)知識(shí)分析解決地?zé)峥碧?、開發(fā)技術(shù)問題的基本能力，為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力打好堅(jiān)實(shí)的地?zé)釋W(xué)基礎(chǔ)，為解決新能源專業(yè)中的地?zé)釂栴}奠定基礎(chǔ)，為后續(xù)課程、實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好基礎(chǔ)。五、教材與其他教學(xué)資源（含教學(xué)參考書或在線資源）（一）建議教材[1]MalcolmA.Grant等.熱儲(chǔ)工程學(xué)[M].測(cè)繪出版社,2013.[2]徐世光,郭遠(yuǎn)生.地?zé)釋W(xué)基礎(chǔ)[M].科學(xué)出版社,2009.（二）其他教學(xué)資源[1]王社教，閆家泓.可再生能源系列：地?zé)崮埽ǖ?版）[GeothermalEnergy:RenewableEnergyandtheEnvironment（SecondEdition）][M].石油工業(yè)出版社,2017.[2]邱楠生，胡圣標(biāo).沉積盆地地?zé)釋W(xué).[M].中國石油大學(xué)出版社,2019.[3]BrownD,DuchaneD,HeikenG,etal.MiningtheEarth‘sHeat.[M].Springer，2012.[4]何滿潮.中國中低焓地?zé)峁こ碳夹g(shù)[M].科學(xué)出版社,2004.六、教學(xué)方法與學(xué)習(xí)建議授課方式：互動(dòng)式教學(xué)采用多媒體課件、自學(xué)與討論等形式進(jìn)行，可以發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體作用，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性、積極性，讓學(xué)生能在課堂中主動(dòng)參與，使課堂成為積極互動(dòng)的、高質(zhì)高效的課堂，使學(xué)生和教師一道成為課堂的主人。多媒體課件主要用于課程要點(diǎn)、難點(diǎn)的講解，圖形圖像資料和模擬演示等。自學(xué)與討論通過網(wǎng)絡(luò)課堂、資料閱讀、習(xí)題練習(xí)、課堂討論等形式來完成非重點(diǎn)難點(diǎn)和描述性內(nèi)容的學(xué)習(xí)；鼓勵(lì)學(xué)生通過閱讀參考文獻(xiàn)、撰寫課程論文、開展課堂討論來調(diào)動(dòng)主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。公布所有教學(xué)與實(shí)習(xí)資源，根據(jù)課程體系結(jié)構(gòu)和實(shí)習(xí)大綱組織學(xué)生參觀、實(shí)習(xí)和動(dòng)手操作。重點(diǎn)：地?zé)釋W(xué)的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)、地質(zhì)與地球物理特征、地?zé)釡y(cè)量與判溫方法、地?zé)崮Ｐ图暗責(zé)嵩u(píng)價(jià)、淺層及中深層地?zé)崮芰μ崛∨c利用、增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)及地?zé)峄毓嗷A(chǔ)理論與技術(shù)。難點(diǎn)：地?zé)釡y(cè)量與判溫方法、地?zé)崮Ｐ图暗責(zé)嵩u(píng)價(jià)、淺層及中深層地?zé)崮芰μ崛∨c利用、增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)。后續(xù)自主學(xué)習(xí)：結(jié)合新能源開發(fā)理論與技術(shù)深入了解地源熱泵及干熱巖開發(fā)理論與技術(shù)。七、課程考核及成績?cè)u(píng)定方式（一）課程考核本課程考試若采用閉卷（筆試）的方式，題型有名詞解釋、填空、簡答及論述計(jì)算題。著重考核基本概念、基本理論、基本方法和運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。本課程成績?cè)u(píng)定包括平時(shí)考核（考勤）、過程考核（作業(yè)、測(cè)試和實(shí)驗(yàn)報(bào)告）和終結(jié)性評(píng)價(jià)（期末考試）三部分，其中平時(shí)成績占課程總成績的10％，過程成績占課程總成績的30％，期末考試成績占課程總成績的60％。（二）課程目標(biāo)與考核內(nèi)容的關(guān)系課程具體目標(biāo)與知識(shí)單元和考試內(nèi)容的關(guān)系如下：課程目標(biāo)知識(shí)單元考試內(nèi)容1．使學(xué)生掌握地?zé)衢_發(fā)的基本原理，掌握地?zé)豳Y源開發(fā)及利用過程中基本概念、基本方法和主要技術(shù)，了解國內(nèi)外地?zé)峁こ贪l(fā)展現(xiàn)狀、前沿及其發(fā)展趨勢(shì)。1.緒論；2地?zé)峄A(chǔ)知識(shí)3地?zé)釡y(cè)量與判溫方法考核知識(shí)點(diǎn)：地?zé)釋W(xué)的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)、地質(zhì)與地球物理特征，地?zé)釡y(cè)量與判溫方法；考核要求：掌握地?zé)釋W(xué)的基本概念和基本知識(shí)、六種地?zé)崤袦胤椒?、鉆孔實(shí)測(cè)溫度確定地溫方法及地?zé)釡囟扔?jì)算的方法和參數(shù)；2.使學(xué)生掌握地?zé)釡y(cè)量與判溫方法，基本地?zé)崮Ｐ驮?，地?zé)峥碧郊暗責(zé)嵩u(píng)價(jià)等方法3地?zé)釡y(cè)量與判溫方法4地?zé)崮Ｐ?地?zé)豳Y源分布與評(píng)價(jià)6地?zé)醿?chǔ)熱能量的提取考核知識(shí)點(diǎn)：地?zé)崮Ｐ图暗責(zé)嵩u(píng)價(jià)；考核要求：掌握獲取地?zé)嵯到y(tǒng)的形成條件、特性和參數(shù)等信息，通過擬合、展現(xiàn)熱儲(chǔ)層大部分有用的數(shù)據(jù)與信息，搞清楚實(shí)際熱儲(chǔ)的條件與特性，預(yù)測(cè)溫度和壓力在未來的變化；3．使學(xué)生掌握地?zé)衢_發(fā)及利用的方法及其原理，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論和地?zé)釋I(yè)知識(shí)分析解決地?zé)衢_發(fā)技術(shù)問題的基本能力4地?zé)?/p>