工程教育背景下交通工程專業實驗室建設與改革

張洪賓，譚德榮，郇榮，孫鋒，張敬磊

（山東理工大學 交通與車輛工程學院，山東 淄博）

一 引言

專業認證是推動專業建設的重要舉措，是推動專業內涵式發展的一種方式，是讓中國工科畢業生走向世界的通行證[1]。我校交通工程專業于2019年10月提交認證申請書并獲受理工作。課程評價是教學過程質量監控的核心，也是畢業要求達成評價的依據，是基礎數據的（幾乎）唯一可靠來源，是持續改進的主要著力點。因此，建立面向產出的課程評價機制是內部質量保障的核心，也是認證的“底線”。根據工程教育認證通用標準，工程實踐與畢業設計學分不低于總學分的20%，其中工程實踐與畢業設計包括實習、實驗、課程設計及畢業設計四部分內容。各教學環節應積極貫徹“學生中心、產出導向、持續改進”三大理念[2]。實踐教學環節評價是課程評價的重要組成部分，如何將畢業要求指標點任務落實到具體教學活動（課程或相關教學環節）中，并有效評價顯得尤為重要。

高校實驗室作為開展實驗教學、科研活動、實踐創新的載體，在人才培養及服務社會方面的重要性日益凸顯[3]。隨著高校實驗室規模的擴大、種類的增加、功能的多元化，實驗室的建設愈加復雜、管理的難度逐漸增加。本文對實驗室整體情況進行梳理，探討了基于工程教育認證要求的實驗教學改革，從實驗室規劃與建設、實驗室信息化管理、實驗室安全風險評估體系、實驗室安全管理防控機制四大方面提出了實驗室未來建設的方向和思路，為交通工程專業工程教育認證奠定基礎。

二 實驗室整體情況

根據工程教育專業認證12條畢業要求，課程的學習由原來的“知識”的灌輸全面轉化為“掌握知識、提高能力、培養素質”的“知識-能力-素質”一體化教學模式。知識教育體現了適應發展的能力基礎，重在拓展；能力培養體現了處理與解決復雜工程問題的能力，重在創新；素質養成體現了適應國家戰略發展需要的價值觀，重在責任。

基于行業需求、學校定位和專業特色，我校交通工程專業培養目標為根據國家和山東省交通行業對人才的需求，培養具有較高人文素養、良好職業道德和高度社會責任感，掌握交通工程領域基本理論、方法和技能，具備交通運輸系統規劃與設計、道路設計與施工、交通設施施工與管理、交通系統控制與管理等方面基本能力，能夠在交通工程領域從事交通系統規劃與設計、道路設計、建設與管理，交通系統及其設施運營與管理，智能交通系統設計與研發的高級工程技術及管理人才。

交通工程專業具有很強的應用性和實踐性特點，實驗教學是該專業教學計劃中重要的組成部分。實驗室是完成實驗教學和科研任務的主要場所，實驗室建設的好壞直接關系著教學質量和科研水平[4]。

交通工程專業依托車輛工程與交通國家級虛擬仿真實驗教學中心、國家城市道路交通裝備智能化工程技術研究中心分中心、山東省道路智能控制與安全運輸工程技術研究中心、山東省基礎地理空間信息工程技術研究中心以及與青島海信網絡科技股份有限公司、山東東泰工程咨詢有限公司、山東昊泰交通設施工程有限公司、山東淄博星志電子有限公司、山東凱創智慧城市設施有限公司和淄博市公安局交通警察支隊等6家企業建立的實踐教學基地，開展學生的專業實踐能力培養。擁有交通運輸工程實驗室，下設六個分室，分別為交通工程實驗室、智能交通管控實驗室、交通行為及安全仿真實驗室、軌道交通行車組織及控制實驗室、智慧物流與物流網實驗室和智能網聯實驗室，其中交通工程實驗室、智能交通管控實驗室、交通行為及安全仿真實驗室主要服務于交通工程專業實踐教學，見圖1-圖3。

圖1 交通工程實驗室

圖2 交通行為及安全仿真實驗室

圖3智能交通管控實驗室

三 基于畢業要求達成的實驗教學改革

國內外對高校實驗室規劃、建設、使用、發展、安全管理等方面進行了討論，有些構建實驗室信息化管理系統。已有研究主要從宏觀層面開展實驗室的建設與管理，未充分考慮不同學科實驗室的差異化，可操作性不強；很少通過對實驗室的歷史數據進行梳理，從實驗室規劃與建設、實驗室信息化管理、實驗室安全風險評估體系、實驗室安全管理防控機制四個部分，進行實驗室體系的系統建設與實踐。

目前該專業實驗室日常管理工作由專業老師兼任。專業課程中交通工程學、交通調查與分析、交通管理與控制、道路建筑材料、路基路面工程、交通仿真、交通GIS等課程設有實驗項目。其中交通工程學課程設有交通流理論觀測實驗、地點車速觀測實驗、信號交叉口交通量和飽和流率觀測實驗，交通調查與分析課程設有OD調查與數據分析實驗、車輛停放調查與數據分析實驗和公交調查與數據分析實驗，交通管理與控制課程設有平面交叉口不同控制方法比較分析與單點信號配時、平面干線交叉口聯動控制與協調信號配時實驗。根據工程教育認證要求，交通工程專業實驗教學以產為導向，實現畢業要求的達成，進行了以下幾方面的改革。

（一） 現有實驗內容的梳理與改革

基于近5年交通工程專業開設的實驗項目，對其進行梳理，圍繞畢業要求內涵觀測點的達成，建立畢業要求觀測點與教學目標的一一對應關系。實驗項目實現由認識性實驗和驗證性實驗向能力型、設計型和創新型實驗改革，確定每個實驗項目的類型、支撐的教學目標，制定相應的評價依據和評分標準。

（二） 實驗儀器效用評估與未來規劃

根據本專業課程開設的所有實驗項目，梳理項目使用的儀器、儀器使用頻次，確定需要購置的儀器，對已有實驗儀器效用進行科學評估，科學規劃未來分年度需要購置的必備儀器，并提升學生使用現代工具的能力。

（三） 未來實驗項目增設及要求

以成果導向教育理念為指引，科學合理設計交通工程專業未來5年將要增設的實驗項目。根據實驗項目進行能力型、設計型和創新型實驗分類，緊緊圍繞畢業要求內涵觀測點的達成。

（四） 實驗教學目標達成評價

針對相關課程的課程目標，確定實驗項目的考核依據及評分標準，其中及格標準與對應本環節畢業要求基本一致，及格標準將體現課程目標達成的“底線”。

（五） 實驗教學持續改進

從實驗的視角對學生學習效果進行達成評價，通過課程目標達成情況評價，發現實驗教學的短板，提出持續改進課程質量的措施。

（六） 協同育人建設

加強實驗室與企業間的產學研合作，構建校內及校外實習和實踐基地，為學生提供開展創新工程實踐和項目開發的平臺，培養實驗技術人員的工程實踐能力，增強實驗教師的工程教育觀念[5]。

四 實驗室未來建設方向和思路

未來將從以下幾方面持續改進實驗室建設和運行管理工作機制。

（一） 構建實驗室信息化管理體系

基于交通工程專業近5年開設的實驗項目、項目使用的儀器、實驗儀器使用頻次、實驗過程中安全注意事項及指導教師情況的梳理，構建基于實驗項目和實驗儀器的實驗室信息化體系，結合專業與學科發展的需要，針對未來5年將要增設的實驗項目，進行實驗室規劃與建設。

（二） 構建實驗室安全風險評估體系

根據交通運輸工程綜合實驗室6個分實驗室近5年來的實驗項目實施情況，根據使用的儀器及操作風險等信息，確定實驗室安全風險評估指標，構建實驗室安全風險評估體系。

（三） 構建實驗室安全管理防控機制

為保證高校實驗室安全，支撐畢業要求中安全開展實驗的要求，根據安全風險評估結果，建立交通運輸工程綜合實驗室所有6個分實驗室的安全管理長效機制。

（四） 實驗室安全風險預評估

以交通工程實驗室、交通行為及安全仿真實驗室、智能交通管控實驗室3個分室為試點，基于過去及未來5年將要增設的實驗項目，對實驗室安全風險進行預評估。

（五） 學科專業一體化發展

統一凝練學科方向和專業特色，促使學科與專業建設有機融合，實施科研教學一體化培育，將實驗儀器技能應用于教學，又能應用于老師的科學研究中，提高實驗儀器的利用率，建立高水平科學研究支撐專業和人才培養的有效機制。

五 總結

交通工程專業實驗教學緊緊圍繞產出為導向，以實現實驗考核內容、方式能夠有效支撐畢業要求指標點和能力培養，考核深度和廣度與評分標準能夠有效反映課程目標要求等方面進行改革。通過開展工程教育認證，確定培養目標、畢業要求、課程體系、課程之間的相互支撐關系，清晰梳理是實驗教學的內容、評價依據、評分標準和達成的課程目標，從而能更清楚地認識到實驗室當前存在的問題與不足，為實驗室的未來建設提供方向和思路。實驗室的建設是一項系統的工程，每一環節都對實驗教學質量產生重要影響。只有堅持不懈地開展實驗室的基礎設施建設、配備完善的儀器設備、建立健全實驗室管理制度、努力提高實驗技術人員的整體素質，才能提高工程教育的人才培養質量[6]。