在保证教材内容的同时，课程组将国际核能最新前沿和课程组的研究成果穿插于课堂教学，主要知识模块如下：
第一章：核反应堆的发展（2学时）：
核反应堆发展概况，堆型简介，核反应堆热工分析的任务
第二章：堆的热源及其分布（4学时）：
核裂变产生的能量及其分布，堆芯功率的分布及其影响因子 2学时
控制棒、慢化剂和结构材料中热量的产生和分布，停堆后的功率 2学时
第三章：堆的传热过程（18学时）：
导热，单相对流换热 2学时
流动沸腾传热 4学时
燃料元件的型式、结构及设计要求，燃料元件材料的热物性 4学时
燃料元件的温度分布，包壳与芯块间的间隙及其随燃耗的变化 2学时
燃料元件温度场的数值解法，固体慢化剂和结构部件的冷却 2学时
专题介绍：环形窄缝通道内ONB点的测定(课程组课题研究) 2学时
第四章：堆内流体的流动过程及水力分析（12学时）
单相流体的流动压降 2学时
两相流体的流动压降 2学时
自然循环 2学时
冷却剂的喷放 2学时
流动不稳定性 4学时
专题介绍：矩形通道内流动与传热实验(课程组课题研究) 2学时
第五章：堆芯稳态热工分析（10学时）：
热工设计准则，堆芯冷却剂流量分配 2学时
热管因子和热点因子 2学时
典型的临界热流密度关系式 2学时
单通道模型的堆芯稳态热工分析 2学时
子通道模型的堆芯稳态热工分析 2学时
专题介绍：核动力系统稳态热工分析程序MISARS介绍（课题组） 2学时
第六章堆芯瞬态热工分析（14学时）：
燃料元件瞬态过程温度场分析 2学时
守恒方程 2学时
反应堆的安全问题 2学时
负荷丧失瞬态，失流事故 2学时
压水堆冷却剂丧失事故 4学时
其它堆型的冷却剂丧失事故 2学时
专题介绍：核动力系统瞬态热工分析程序MITARS介绍（课题组） 2学时
热工分析课程设计（一周）
热工分析教学实验（4学时）