摘要
针对新时期建筑环境与能源应用工程专业工程教育认证工作需要，在领悟工程教育认证体系的基础上进行了课程大纲顶层设计。以热质交换原理与设备课程为例，从课程信息和目标介绍、课程目标与毕业要求及其指标点的对应关系、课程主要内容与学时分配、课程教学方法和考核评价方式，以及课程推荐资料等方面详细阐述了课程大纲的设计方法和撰写思路。通过2021年兰州交通大学建环专业工程教育认证应用验证表明，该课程大纲设计方法符合工程教育认证要求，课程教学方法和考核评价合理，有利于课程目标达成度评价，可为工程教育认证其他专业课程大纲的修订提供参考。
关键词
为配套实施全国注册公用设备工程师职业资格制度，从2002年起住房和城乡建设部（以下简称住建部）开始组织实施了建筑环境与能源应用工程专业（以下简称建环专业）评估工
为此，针对建环专业工程教育认证工作，结合兰州交通大学建环专业认证过程中课程大纲制订时的工作体会，以热质交换原理与设备课程为例，分享了该课程大纲的设计思路与实施情况，以期为正在编写课程大纲的地方高校提供参考。
工程教育专业认证是工程教育的质量保障制
图1 工程教育认证中成果导向的教育教学体系图
在领悟工程教育认证内涵基础上，结合建环专业的人才培养方案，通过厘清毕业要求与课程目标的层级关系，按照以下思路做好课程大纲顶层设计工作。
首先，以建环专业人才培养方案为依据，通过广泛交流、学习和调研，确定课程体系与毕业要求12条各指标点对应的支撑矩阵。基于全国工程教育专业认证通用标
其次，以支撑关联矩阵为基准，根据课程核心知识点对毕业要求指标点的支撑特性，确立课程目标与毕业要求指标点的对应关系。在设定课程目标时，保证价值引领、知识传授和能力培养的有机统一，从知识、能力和素养三个方面设定课程目标及其数量，并建议课程目标与毕业要求指标点数量一一对应，或前者略多于后者，以为后续课程目标达成计算提供便利。另外，在课程目标设定时，贯彻高等学校课程思政建设指导纲要精神要
最后，以课程目标达成为主线，构建课程大纲的主体框架结构。课程大纲设计既要考虑大纲的必选项，也要考虑不同课程的差异及特色选项。对于课程大纲必选项建议包括课程信息、课程简介、课程目标、毕业要求及其指标点、课程主要内容与学时分配、课程教学方式方法、课程考核与评价方式、课程推荐资料等共8个方面的设置。此外，课程大纲应体现执笔人、课程负责人、审核人、参与修订的任课教师及修订时间等内容信息。
基于上述课程大纲的顶层设计方法，以兰州交通大学建环专业的热质交换原理与设备课程大纲为例，详细阐述了如何设计面向工程教育认证的标准化课程大纲。
课程基本信息主要为学习该课程的学生和任课教师提供课程代码、课程类别、学时学分等信息，其中热质交换原理与设备课程的基本信息如
| 课程代码 | 02031731 | 课程英文名称 | Fundamentals & Equipment of Heat-Mass Transfer | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 课程性质 | 必修 | 课程类别 | 专业教育 | 学分 | 3.0 | |
| 总学时 | 48学时（其中课程教学44学时，实验教学4学时） | |||||
| 开课学期 | 第五学期 | 开课学院 | 环境与市政工程学院 | |||
| 先修课程 | 高等数学、工程热力学、流体力学、传热学等 | |||||
| 后修课程 | 建筑冷热源暖通空调、城镇能源区域供应等 | |||||
| 适用专业 | 建筑环境与能源应用工程 | |||||
课程简介主要针对本课程在建环专业学习中的任务与作用，说明了课程属性、主讲内容，以及本课程学习应掌握的知识与达到的能力要求。热质交换原理与设备属于专业平台基础理论课程，主要介绍建环专业领域所涉及的热质交换原理与设备的共性内容，其目的是整合专业知识，减少专业课程体系的内容重复。课程由传质理论基础、传热传质问题分析与计算、空气热湿处理方法，以及热质交换设备热工计算等内容组成，以动量、热量及质量传输共同构成的传输理论为基础，重点学习营造和调控建筑、人工环境过程中发生的热质交换现象与规律及其相应能源转换设备的分析计算方法等。通过该课程学习，学生能够掌握建筑环境与能源应用工程领域内耦合发生的热质交换基本理论、空气处理基本方法及其相应设备的热工计算方法，具有对热质交换设备进行性能评价和优化设计的初步能力，为营造和控制良好室内人工环境的专业学习打下基础。热质交换原理与设备课程是建环专业重要的专业教育必修课程，特别是对建环专业后续专业课程的学习起着承上启下的桥梁作用。
课程目标是课程大纲的重要核心，课程目标决定毕业要求指标点。为此，在设定课程目标时要充分考虑课程目标与毕业要求指标点的对应关系，应避免出现匹配不当、无法支撑或多重支撑等问
课程目标1：通过学习传质理论基础、热质交换过程和空气热质处理等知识，理解动量、热量和质量传递现象间的类比方法，在熟练掌握空气热湿处理方法的基础上，能够运用传热传质理论知识对建环专业所涉及的传热传质问题进行分析和计算。同时，通过对热质交换基本理论发展史的了解，来培养学生勇于探索的精神。
课程目标2：熟悉建环专业常用热质交换设备的形式与结构，能够掌握和应用建环专业典型热质交换设备的热工计算方法，针对室内人工环境营造和调控复杂工程问题中的热质交换设备进行热性能评价和优化设计。通过高效热质交换设备和节能关系的学习，培养学生的社会可持续发展思想和专业责任感。
课程目标3：通过课内实验训练，理解散热器散热量的测定原理与方法，以及喷淋室的热湿处理过程，掌握营造人工环境中温度、湿度、流量和压力等数据的测定方法和技能。增强动手操作能力，能够对实验数据进行科学处理与分析，对散热器与喷淋室的综合性能给出合理的判定，编写实验分析报告并指出提高设备热性能的途径与方法，培养动手实践和勇于创新的意识。
根据建环专业人才培养方案中关于热质交换原理与设备课程与毕业要求指标点关联矩阵，确定该课程的课程目标与指标点对应关系，如
| 毕业要求 | 毕业要求指标点 | 课程目标 | 支撑强度 |
|---|---|---|---|
| 1.工程知识：掌握解决建筑环境营造、控制及其过程中能源应用复杂工程问题所必需的数学、自然科学、工程基础和专业知识 | 1.3掌握流体力学、传热学、工程热力学、建筑环境学、流体输配管网、热质交换原理与设备等专业基础知识，并能应用于建环专业领域复杂工程问题的分析 |
1 2 |
H （0.48） M （0.32） |
| 4.研究：能够基于科学原理并采用科学方法对建筑环境营造、控制及其过程中能源应用复杂工程问题及其解决方案进行分析、研究和验证，包括设计和开展实验、分析与解释数据，并通过信息综合得到合理有效的结论 | 4.2 能够针对建环专业领域复杂工程问题及其解决方案进行分析、研究和验证，包括设计和开展实验、分析与解释数据，并通过信息综合得到合理有效的结论 | 3 | L （0.20） |
课程内容是实现课程目标的支撑基础，课程内容不仅要覆盖建环专业规范所规定的课程核心知识
热质交换原理与设备课程主要涉及课堂理论教学和实验教学两部分内容，具体课程内容、学时分配及与课程目标对应关系如
| 序号 | 课堂教学主要内容 | 学时 分配 | 重点 | 难点 | 课程目标 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 建环专业涉及的主要热质交换设备的分类；本课程研究内容、地位及作用（本领域热质交换设备的发展历程、面临的挑战及从业者应承担的责任和具备的能力） | 2 |
①我国暖通空调领域热质交换设备新技术的未来展望与挑战 ②建环专业常见热质交换设备的分类方法 | 建环专业热质交换设备按工作原理分类的类型及其优缺点 | 1 |
| 2 | 传质的理论基础 （讲述传热传质基础理论发展史及从业者应具备的科学探索精神） | 8 |
①传质的基本概念 ②斐克定律 ③气体中的扩散过程 ④浓度边界层与对流传质 ⑤薄膜理论的内涵及物理意义 |
①传质速率的度量 ②斐克定律的普遍表达式 ③浓度边界层概念及意义 ④对流传质的数学描述与简化 | 1 |
| 3 | 传热传质的分析与计算 | 6 |
①三传方程 ②流体在管内与平板受迫流动时的质交换 ③同时进行传热传质的过程 ④湿球温度理论基础 |
①对流传质准则关联式的应用 ②同一表面上传质过程对传热过程的影响 ③焓湿图的理论基础 | 1 |
| 4 | 空气热湿处理方法（社会发展与空气调节技术及本课程的关系，培养专业归属感和责任感） | 8 |
①空气热湿处理的原理与方案 ②湿空气在冷表面的冷却降湿过程 ③空气与水热湿交换原理 ④与水直接接触时空气的状态变化过程 ⑤影响空气与水表面间质交换的主要因素 |
①空气处理的各种方案及工程实现途径 ②空气与固体及水表面之间热质交换的影响因素 ③空气与水直接接触时的热湿交换原理 | 1 |
| 5 | 吸附和吸收处理空气的原理和方法 | 1 |
①吸附与吸收的基本概念 ②等温吸附线 ③常用吸附剂与吸收剂的类型及性能 |
①干燥循环过程分析及动态吸附除湿的方法 ②常用液体除湿剂的类型及其优缺点 | 1 |
| 6 | 间壁式热质交换设备的热工计算； （结合我国能耗现状，分析高效热质交换设备和节能关系的学习，培养学生可持续发展观） | 6 |
①对数平均温差法，效能-传热单元数法 ②表冷器处理空气时热质交换的特点 ③表冷器的热工计算 ④空气加热器与散热器的热工计算 |
①对数平均温差法与效能传热单元数法的应用 ②表冷器处理空气时发生的热质交换过程分析 ③表冷器的设计计算 ④空气加热器与散热器热性能评价 | 2 |
| 7 | 混合式热质交换设备的热工计算 | 7 |
①喷淋室的类型与结构及其优缺点 ②喷淋室的热工计算方法 ③冷却塔的热工计算方法 |
①喷淋室的设计计算 ②冷却塔的设计计算 | 2 |
| 8 | 复合式热质交换设备的热工计算；（针对西北地区独特的气候条件，引入节能的蒸发冷却式空调技术，培养学生的节能意识） | 5 |
①直接蒸发冷却器的类型及热工计算 ②间接蒸发冷却器的类型及热工计算 ③一至三级蒸发冷却空调系统设计计算方法 |
①直接蒸发冷却器的性能评价 ②间接蒸发冷却器的性能评价 ③三级蒸发冷却空调系统设计计算 | 2 |
| 9 | 热质交换设备的优化设计与分析；（热质交换设备的发展趋势及其社会发展的需求，理解从业者创新探索精神的意义） | 1 | 热质交换设备的优化方法与评价参数 | 建环专业常见热质交换设备性能评价的确立原则 | 2 |
| 序号 | 实验名称 | 学时 分配 | 实验主要内容 | 课程 目标 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 散热器热工性能实验 | 2 | （1）通过实验掌握散热器散热量的测定原理及方法；（2）求解热媒为低温热水时，散热器的散热量与温差之间的函数关系式，通过动手实验计算出其系数；（3）对测试用散热器进行热工性能评价；（4）树立实验室安全观；动手实践和专业创新意识的培养 | 3 |
| 2 | 喷淋室热工性能实验 | 2 | （1）通过实验掌握空气干湿球温度、空气与水流量、水温及空气压力的测定方法；（2）利用焓差法计算空气流经喷淋室的换热量，运用空气与水之间的热量偏差考核实验装置的可靠性；（3）对喷淋室的热工性能评价；（4）动手实践和专业创新意识的培养 | 3 |
课程教学任务的中心是围绕课程目标来进行的，为了达到这一主旨，任课教师需要将以教师、教材和课堂为中心向以学生为中心转变，注重教与学的密切结
课程考核与评价是检验课程目标达成情况与评价依据合理性的重要环节，为毕业要求指标点达成计算提供数据支撑，也为课程教学的持续改进提供依据。基于工程教育认证的课程考核评价，应注重过程形成性考核和凸显学习产出效果，因此热质交换设备课程需从优化过程考核环节和完善课程评价体系两方面实施课程评价工作。
热质交换原理与设备课程考核方式采用过程形成性考核与结课考试考核相结合的方
为了科学规范地做好课程考核环节，以课程大纲附件的形式编写的热质交换原理与设备课程考核及成绩评定细则，包括过程形成性考核成绩评定细则、结课考试考核评定细则、课程成绩评定资格说明，以及执行说明及注意事项4方面内容。其中，过程形成性考核成绩评定细则重点阐述上述四个过程环节中以课程分目标达成为目的的考核重点、任务量要求及其成绩评定标准；结课考试考核评定细则主要针对课程分目标达成的命题任务、要求与分值分配；课程成绩评定资格说明是为强化形成性考核管理对平时出勤与过程环节中任务完成情况的具体要求，如缺勤累计学时达到课程总学时10%、旷课达到课程总学时5%、缺失过程考核4个环节中任意一个，或者过程考核成绩低于60%等，都会取消该门课程的成绩评定资格。
课程结束后，任课教师根据课程教学自评和学生学习成效情况，撰写教学总结和持续改进报告，以为工程教育认证的现场考察提供材料支撑。
课程评价主要是为课程目标达成度提供依据。热质交换原理与设备课程的目标达成与课程考核环节之间的对应关系如
课程目标 （j） | 课程考核环节（i） | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 作业（1） | 答（质）疑研讨（2） | 线下测验（3） | 实验（4） | 结课考试（5） | |
| 1 | √ | √ | √ | √ | |
| 2 | √ | √ | √ | √ | |
| 3 | √ | √ | √ | ||
| 课程成绩构成及比例 | 课程考核环节与其权重 （Ri） | 目标分值 （Mi） | 课程目标1权重（ri1） | 课程目标2权重（ri2） | 课程目标3权重（ri3） |
|---|---|---|---|---|---|
| 过程形成性考核成绩60分，占课程考核成绩的0.6 | 作业（R1=0.3） | M1=30 | r11=0.2 | r12=0.1 | r13=0.0 |
| 答质疑研讨（R2=0.05） | M2=5 | r21=0.02 | r22=0.02 | r23=0.01 | |
| 线下测试（R3=0.1） | M3=10 | r31=0.06 | r32=0.04 | r33=0.0 | |
| 实验（R4=0.15） | M4=15 | r41=0.0 | r42=0.0 | r43=0.15 | |
| 结课考试考核成绩100分，占课程考核成绩R5=0.4 | M5=100 | r51=0.20 | r52=0.16 | r53=0.04 | |
| 课程分目标占总目标的权重 | — | k1=0.48 | k2=0.32 | k3=0.20 | |
课程目标 （j） | 课程考核环节 （i） | 考核项目标分值 （mij） | 学生考核项实际得分（aij） | 课程分目标达成度Dj计算示例 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 课程目标1 （j=1） | 作业（11） | m11=20 | a11 | ||
| 答质疑研讨（21） | m21=2 | a21 | |||
| 线下测验（31） | m31=6 | a31 | |||
| 结课考试（51） | m51=50 | a51 | |||
| 课程目标2 （j=2） | 作业（12） | m12=10 | a12 | ||
| 答质疑研讨（22） | m22=2 | a22 | |||
| 线下测验（32） | m32=4 | a32 | |||
| 结课考试（52） | m52=40 | a52 | |||
| 课程目标3 （j=3） | 答质疑研讨（23） | m23=1 | a23 | ||
| 实验（43） | m43=15 | a43 | |||
| 结课考试（53） | m53=10 | a53 | |||
|
课程 总目标 | 课程考核成绩 | 100 | D=k1D1+k2D2+k3D3 | 当D≥0.65时，课程总目标达成 | |
| 毕业要求指标点 | 课程 目标 （j） | 课程考核环节 （i） | 考核项目标分值 （mij） | 学生考核项实际得分（aij） | 毕业指标点目标达成度 计算示例 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1.3 |
课程目标1 课程目标2 | 作业（11、12） | m11+m12=30 | a11+a12 | |
| 答质疑研讨（21、22） | m21+m22=4 | a21+a22 | |||
| 线下测验（31、32） | m31+m32=10 | a31+a32 | |||
| 结课考试（51、52） | m51+m52=90 | a51+a52 | |||
| 4.2 | 课程目标3 | 答质疑研讨（23） | m23=1 | a23 | |
| 实验（43） | m43=15 | a43 | |||
| 结课考试（53） | m53=10 | a53 |
注： 表8中的Dg1.3为毕业要求指标点1.3的达成度，Dg4.2为毕业要求指标点4.2的达成度，其他符号同上。
为方便课程目标达成度计算，针对
对于课程目标达成度评价包括课程分目标达成度评价和课程总目标达成度评价，具体计算方法如下：
| （1） |
| （2） |
式中，Dj为第j个课程分目标的达成度，计算示例见
本课程期望达成值的底线为0.65，任课教师根据课程目标实际达成值对期望达成值的达成情况进行分析，并提出持续改进措施及建议。
由于热质交换原理与设备课程目标有3个，其中课程目标1和2共同支撑着毕业要求指标点1.3，课程目标3支撑着毕业要求指标点4.2。为了给毕业要求达成评价提供有效支撑数据，有必要提供计算课程对应的毕业指标点目标达成度的计算方法。根据课程各考核环节的分值设置，以及毕业要求指标点与课程目标考核环节的对应关系，课程对应的毕业指标点目标达成度计算方法如
基于工程教育认证的课程大纲设计是一项系统工程，它涉及课程持续改进的质量观和构建课程考核的达成评价机制。兰州交通大学依托建环国家级一流专业，在广泛学习调研的基础上，通过分析工程认证体系，采取全员参与新课程大纲设计与实践工作，取得了较好的教学成效。在2021年建环专业评估（认证）中，兰州交通大学建环专业取得时长6年有效
参考文献
高等学校建筑环境与设备工程学科专业指导委员会编制.高等学校建筑环境与能源应用工程本科指导性专业规范［M］.北京：中国建筑工业出版社，2013. [百度学术]
中华人民共和国住房和城乡建设部高等教育建筑环境与能源应用工程专业评估委员会.全国高等学校建筑环境与能源应用工程专业评估（认证）文件［EB/OL］.（2019-06-26）， http：//www.mohurd.gov.cn/jsrc/zypg/w02020082622375550873593750.pdf. [百度学术]
李茂国，张志英，张彦通.积极推进专业评估与认证， 引导工程教育协调发展［J］.高等工程教育研究，2005（5）：10-14. [百度学术]
乐清华. 把握认证标准，深化专业建设，提高人才培养质量［R］.工程教育认证受理专业培训会议报告， 2019-2-26. [百度学术]
曹玉东，王冬霞，周城旭，等.基于工程教育认证和OBE理念的教学大纲设计——以数字信号处理课程为例［J］.大学教育， 2021，10 （3）： 88-90. [百度学术]
中国工程教育专业认证协会秘书处. 工程教育认证通用标准解读及使用指南（2020版， 试行）［EB/OL］.（2019-10-8）， https：//jd.tiangong.edu.cn/2020/0622/c5719a54100/page.htm. [百度学术]
教育部高等学校教学指导委员会. 普通高等学校本科专业类教学质量国家标准［M］.北京：高等教育出版社，2018. [百度学术]
中华人民共和国教育部. 高等学校课程思政建设指导纲要［EB/OL］.（2020-5-28）， http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202006/t20200603_462437.html. [百度学术]
李志义，王泽武.成果导向的课程教学设计［J］.高教发展与评估，2021，37（3）：91-98. [百度学术]
李志义.中国工程教育专业认证的“最后一公里”［J］.高教发展与评估，2020，36（3）：1-13. [百度学术]
李志义.解析工程教育专业认证的学生中心理念［J］. 中国高等教育， 2014（21）： 19-22. [百度学术]
管勇，胡万玲，周文和，等.参与模式下热质交换原理与设备课程教学和考核方法研究［J］.高等建筑教育，2018，27（4）：95-99. [百度学术]
中华人民共和国住房与城乡建设部. 关于公布高等学校建筑学、城乡规划、土木工程、给排水科学与工程、建筑环境与能源应用工程、工程管理、工程造价专业评估（认证）结论的通告［EB/OL］. （2021-6-28） ，http：//www.mohurd.gov.cn/jsrc/zypg/202107/t20210702_250658.html. [百度学术]