专业认证背景下电气与控制工程实验中心建设改革与实践

章治国，刘述喜，2，冯 波，2，杨 倩，2

(1.重庆理工大学 电气与电子工程学院，重庆 400054；2.重庆市能源互联网工程技术研究中心，重庆 400054)

工程教育是中国高等教育的重要组成部分。工程教育专业认证(以下简称专业认证)是国际通行的工程教育质量保障制度，也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。专业认证是一种以培养目标和毕业出口要求为导向的合格性评价，其核心就是要确认工科专业毕业生达到行业认可的既定质量标准要求。通过专业认证是目前地方院校各类工科专业质量建设、发展、评估合格的基本要求，是专业生存的必经之道。重庆理工大学(以下简称理工大学)作为市属重点高校，近年来加大力度推动专业认证工作，测控技术与仪器专业率先通过认证，其他很多专业也在积极申请当中。作为地方性高校，专业认证工作虽然困难重重，但还是必须保质保量地完成。专业认证工作的开展对于推动学校内涵式发展、特色发展、创新发展，加快建设特色鲜明、西部一流的高水平应用研究型大学具有重要支撑作用。

理工大学电气工程及其自动化专业和自动化专业隶属于电气与电子工程学院。根据学校的统一部署，从2018年起这2个专业启动了专业认证工作，这2个专业只是先行一步，其余3个专业也将陆续启动专业认证。专业认证工作是大势所趋，一是从制度上保证了学生的培养质量，二是对专业的发展有指引作用。通过专业认证的专业可以吸引更多的生源，招收到优秀的学生，促进该专业良性健康发展[1]。

电气与控制工程实验中心(以下简称实验中心)是学生理论联系实际、锻炼工程实践能力的主战场。该中心承担了电气工程及其自动化、自动化、电子信息工程等专业60多门专业课程的实验教学及电气工程综合设计、电气控制技术应用设计等设计类专业课程的实践环节。可见该中心在培养学生动手能力、实践能力、创新能力及综合发展能力等方面的作用不可或缺，也是专业认证能否顺利通过的关键环节之一[2-3]。学校和学院都非常重视该中心的建设改革与实践。

1 实验中心需要解决的问题

实验中心现有专兼职教师25人，面积5 000余平方米，下设15个实验室，主要实验室设置情况如图1所示。实验中心除了为各专业开设的专业实验、课程设计、毕业设计等实践教学环节提供教学实验环境，还要为教师、学生和社会的科研提供必要条件。

图1 实验中心实验室组成情况

实验室建设与管理是专业认证的重要环节，实践能力培养更是人才培养的重要组成部分。在专业认证中，评审认证专家会重点考察实验室的硬件建设、开放情况、教学科研互动性；考察实验中心能否面向不同层次学生开设基础性、综合性、创新性实验，促使学生尽快实现从科目分科学习到面向工程实际综合分析、从知识积累向能力生成转化。专家可通过查看实验大纲、实验指导书、实验报告、实验记录、实验室规章制度等了解学生的能力培养情况[4-5]。

对照专业认证的要求，实验中心目前存在许多问题，从专家考察的几个点来看，没有一个达到要求。因此要想使学院各个专业顺利通过专业认证，实验中心的任务很重，需要加大力度对实验中心有针对性地进行建设改革。

理工大学实验中心存在的主要问题如下：

1)部分老师认为专业认证是一件麻烦事，因其工作琐碎且精力不足，不愿意去学习，面对工程教育认证工作不知道怎么做，非常迷茫。

2)实验室的设备比较陈旧，只能开设一些基础性的实验，综合性实验、设计性实验比例偏少，创新性实验受众面又太少。

3)部分专业实验室设备台套数不足，实验批次受限(绩效实施引起的)，学生人数多，在实验时很难让全体学生得到锻炼。

4)实验室的设备不成体系的多，难以胜任培养学生对于复杂工程问题的分析能力的工作，各个实验室设备相互独立，实验中心没有考虑过将设备进行资源整合，进而开出一些有特色的实验。

5)实验室的开放程度不够，这其中有客观因素，如电气实验室涉及强电、高低压，难以保障学生安全。实验室的开放程度直接影响学生理论与实践相结合的程度。因此学生的动手能力受到了时间、空间的限制，将不利于学生的全面发展。

6)其他方面诸如实验报告的涉及、实验成绩评定方法等环节也与专业认证标准相距甚远。

不管存在多少问题，开展专业认证对实验中心的发展是一个绝好的机遇，可以建促改。管理规范、符合专业认证要求的实验中心对教师的科研、全体学生的学习都有益处。

2 以专业认证为背景的实验中心建设措施

实验中心专职教师认真学习了专业认证对实验室建设提出的新要求、新做法，积极转变观念，探索专业实验室在人才培养，特别是实践能力培养方面的改革与建设思路。在启动专业认证工作之初，部分教师很不适应专业认证这套做法，认为其太琐碎，形式大于内容，而且给教师增加了非常大的工作量，有畏难情绪。可见一线教师能否真正理解、认同专业认证的基本理念、价值内涵并自觉加以践行，直接关系到能否真正打通教育教学改革的“最后一公里”。实验中心兼职教师则在各自专业系结合实验设计学习专业认证知识。通过调查研究，借鉴通过专业认证的，特别是同一层次的高校专业实验室的建设经验，可以少走弯路，如重庆邮电大学、重庆交通大学等。学校组织了多批次的专家讲座，所有教师都积极参加，按照专业认证的要求逐步修改实验教学大纲。教学大纲是开设实验课的指南，据此可控制好基础性实验、综合性实验、设计性实验的比例，按照专业认证的要求修订专业实验室的各项规章制度，使其与专业认证相适应[6-7]。

专业认证标准中的通用标准要求：通过专业认证的毕业生具有系统的工程实践学习经历，具有设计和实施工程实践的能力，并能对实验结果进行分析等。这些认知的建设和训练大部分在实验中心进行，这对实验室建设、可持续发展提出了更高要求。因此在后续的实验室建设中，一要整合以前的实验室资源，二要充分考虑建设的系统性、成套性及层次性。

近3年，实验中心新建了一批实验室，具体情况见图2。以前电气专业中诸如新能源发电与控制技术之类的无法开设实验的课程现已有了良好的实验环境。

图2 近年新建实验室情况

对已有的实验室和新建的实验室，需要进行资源整合，以专业认证要求为出发点，加强实验中心的特色建设，即突出3个平台的建设。

1)专业训练平台

在专业实验室构建专业训练平台。结合学生兴趣与特长，通过有针对性的项目有计划、有步骤地由浅入深地展开训练，达到理论与实际融会贯通的目的。通过带领学生参加大学生科技项目、实践活动、科技竞赛，让学生体验主动的、实践的、课程间紧密联系的学习过程。实验中心给学生提供这样的专业训练平台，对于专业基础较好的同学通过训练以获得更好成绩，同时亦能吸引更多的同学参与进来获益。新建的现代电力电子及电气控制创新实验室就是这样的专业训练平台之一。该实验室在综合性、直观性、科学性、安全性等方面独具特点。

2)工程实践平台

研究或引入1套可与企业实际接轨的教学和实训方法，构建工程实践平台，如电气工程专业的发、输、变、配一体化实验平台就与企业的真实生产环境非常接近，学生在这样一个设备环境中实习、实践，缩短了理论教学与实际应用之间的距离。研究是指融入教师的科研成果，或者将已有的设备进行资源组合，从而构建一个系统。如三相可编程电源、AC/DC变换器、电子负载、计算机、示波器、万用表等单个的个体，就可以通过教师的努力，组建成一个专业的电气电子测试系统，用于学生和教师的科研。引入是指与企业联合构建实验室，如实验中心与南京南瑞继保建立“变电站综合自动化联合实验室”等。在后续的实验中心硬件设备投入中，要优先考虑系统性、台套数等因素。

3)虚拟仿真平台

充分利用计算机仿真技术构建虚拟仿真平台，可以弥补硬件设备投入的不足，如台套数不足等。尤其是电气工程专业的电气设备，通常工作在高电压、大电流的工况下，对人身具有较大的危险性，还有的电气设备在不宜实现的极限条件下工作，所以，构建包括电力系统、电机、电力电子等内容的电气虚拟仿真平台，可以满足专业的教学基本需要，在学生实践教学中真正发挥作用。基于此，理工大学投入较大经费建立了“双馈风力发电机系统虚拟平台”等，该平台已成功申请重庆市级虚拟仿真教学平台。学生在虚拟仿真实验平台上面，可以大胆地尝试，不怕出错，不会烧设备，可以看各种波形，从而更加充分地了解各种电路及系统的工作原理。通过仿真把原理搞懂之后，再结合实物进行实验，两者相得益彰。

继续深入探索专业实验室开放模式。实验中心的开放一直是实验室工作的痛点，理想情况是做到24小时开放。实验室的开放程度既是专业认证考察的重要方面，也是人才培养的直接需要，关系到学生实践能力培养的时间要素问题。在师资力量有限的情况下，如何实现专业实验室的部分开放进而到将来的全面开放，还有许多的工作要做。一是实验中心关于实验室开放的规章制度的完善，二是实验硬件设施的完备，三是电气实验室安全措施的落实等，需要全面综合考虑。

3 结果评价

自理工大学启动专业认证以来，实验中心非常重视自身的建设与改革，重新制定了规章制度，删除了以往不符合专业认证方面的内容。实验室硬件建设、开放情况、教学科研互动情况得到好转。但面临的困难还是很多，需要假以时日才能真正达到或超过专业认证的要求。实验室资源得到进一步优化整合，基础性、综合性、创新性实验比例合理，设备利用率进一步提高，教师对学生的考核也更加客观、公平、合理。

以电气工程综合设计课程为例，从实验报告封面的变化可以看出专业认证实施前后的变化。图3所示为专业认证实施前的封面情况，对学生的考核就是4个方面：考勤、实作、报告、答辩。图4所示为专业认证实施后的封面情况，对学生的考核更加细化，强化了过程管理。所以教师在教学过程中要注重资料的收集，才能做到公平的考核。

图3 专业认证实施前的考核情况

图4 专业认证实施后的考核情况

4 结语

本文探讨了地方高校实验中心在专业认证中的重要作用。分析了实验中心在如火如荼的专业认证背景下还存在的不足和努力方向。只有加快实验中心的改革和建设，才不会拖相关专业认证顺利通过的后腿。实验中心的老师与专业系老师应加强合作，实现教学科研互动，整合现有资源。同时也要加大力度建设符合当前背景的实验室，培养学生的创新能力。