基于“产学合作、项目驱动”模式的校内工程训练中心建设与实践

楼建明，傅越千，鲍淑娣，廖远江

（宁波工程学院电子与信息工程学院，浙江宁波 315016）

基于“产学合作、项目驱动”模式的校内工程训练中心建设与实践

楼建明，傅越千，鲍淑娣，廖远江

（宁波工程学院电子与信息工程学院，浙江宁波 315016）

阐述了校内工程训练中心的建设理念、建设方案以及工程训练中心改革实践经验。实践证明：“产学合作、项目驱动”是工程训练中心建设中行之有效的成功模式，按此模式建设的工程训练中心为培养“卓越工程师”提供了实景式工程训练环境，为培养学生的工程实践能力提供了切实的保障。

工程训练中心建设；产学合作；项目驱动；建设与实践

为促进高等教育区域协调发展，提高地方高等教育质量［1－3］，2010年起，中央财政在原“中央与地方共建高等学校专项资金”的基础上，设立支持地方高校发展专项资金，支持地方高校的重点发展和特色办学。2010年6月，我校被教育部列入61所“卓越工程师教育培养计划”试点院校之一。在中央财政支持地方高校发展专项资金资助下，我校把工程训练中心的建设作为促进学校发展和人才培养的重要工作内容之一，电子与控制工程训练中心按照“产学合作、项目驱动”建设模式，努力打造与企业接轨的工程环境，引进和开发了一批能够应用于工程实际的项目，注重学生工程实践能力和工程综合素质的培养，在建设具有鲜明地方特色的高校工程训练中心中作出了有益的探索。

1 建设理念

1.1 “产学合作、项目驱动”的内涵

“产学合作”教育起源于美国辛辛那提大学（University of Cincinnati），1906年辛辛那提大学工学院院长Herman Schneider首次提出了“产学合作”教育（Cooperrative Education），他设想出一种新的教育方法，即组织学生参加实际工作，然后再回到课堂学习。通过学习与工作相结合，实现理论与实践的结合、学校与社会的结合。其出发点是适应社会经济发展需要，培养用户需要的人才，使毕业生在人才市场上具有更大的竞争优势。迄今为止，美国实行产学合作教育的高校已有900多所，约占全美高校的1/3。近百年来的实践证明，“产学合作”教育方式具有强大的生命力［4－7］。

2007年12月，教育部和中国工程院共同实施工程教育改革实践项目试点，各高校加快了对工程训练中心建设与工程实践教学的改革与探索，逐步形成了多种“产学合作”模式。比较有代表性的模式有4种模式：①“工读结合，工学交替”模式；②教学实训基地模式；③科技园模式，这种模式属于精英教育培养模式，大多数地方高校不具备这种模式的培养条件；④多种形式的“产学合作、项目驱动”模式，如项目模式、订单式合作培养模式。产学合作是工程教育走出象牙塔、与专业实践紧密联系的必然选择［8］。

“项目驱动”是一种以现代企业的职业行为为目标的教育模式，它建立在建构主义教学理论基础上，是德国职业教育在20世纪80年代开始大力推行的一种“行为引导式”的教学形式，是一种以项目为主体的职业行业引导式的实践教学方式，通过组织学生参加实际工程的项目设计、项目履行和项目管理，在项目实施过程中完成工程项目训练任务。“项目驱动”倡导以“学”为中心，围绕“真实的工程项目”、“一线工程案例”组织工程项目训练。“项目驱动”的特征是“以项目为主线、教师为主导、学生为主体”。“项目驱动”是对以传授学科知识为主的传统工程教学模式的革命。这一模式在世界上以麻省理工学院为首的几十所大学操作实施，迄今已取得显著成效，并得到产业界高度评价。

1.2 建设理念

基于“产学合作、项目驱动”模式建设电子与控制工程训练中心，要坚持“面向行业需求、培养实用人才、倡导崇实学风、强化实训动手”建设理念，加强与行业、企业的联系与合作，整合高校、企业资源，发挥产、学各自优势，紧贴社会需求，营造一个与企业接轨的情景化的工程训练环境，以工程项目为导向，引进企业培训办法，贴近学业，贴近企业，贴近就业，实现项目真实度与岗位零距离，培养学生的职业技能、职业操守、质量意识、安全意识、协作精神，以及发现、分析、解决问题的工程应用与开发能力。

在工程训练中心建设中，要坚持硬件建设和软件建设并重的原则。要组织通晓工程应用与开发的“双师型”教师和企业工程技术人员，开发与引进一批具有针对性、专业性和先进性的工程训练项目，把工程能力训练融入到项目的各个环节中，组织学生参与项目组织、管理和实施，在项目执行过程中完成工程应用开发能力的训练，达到培养能够适应现代企业项目管理、生产、应用、开发等岗位要求的应用开发型工程技术人才目的。

2 建设方案

工程训练中心的建设要做到高标准、高起点，必须做好项目调研和方案制定。在认真考察同类高校工程训练中心和大中型电子信息与自动化生产企业的基础上，引进合作企业。校企合作的主要目的就在于引入企业力量，帮助学校的校内实训基地建设，毕竟校内实训基地才是学校实习、实训的主体［9］。要邀请行业权威专家，对训练中心建设项目进行严格、可行性论证，从顶层做好工程训练中心建设方案设计，保证建设方案的科学性、先进性和适用性。

工程训练项目设置要真正面向企业实际需求，以培养学生工程能力为导向，做到科学合理、项目引领、产学一体，把提高学生解决实际问题能力放在首位；项目设计要遵循先进性、适用性、仿真性和可移植性原则；项目内容要具有代表性、真实性、合理性和教学适应性。围绕真实的工程项目，开展项目组织、管理、实施。

电子与控制工程训练中心建设主要包括SMT工程训练平台和GE自动化工程训练平台建设。

2.1 SMT工程训练平台建设方案

SMT（surface mount technology）又称为表面贴装技术，是目前电子组装行业里最流行的一种技术。随着电子产品的高集成化、高可靠性化和高智能性化，表面贴装元器件得到了大量使用，全球电子产品硬件装配生产已经全面转变到以SMT为核心的第4代主流工艺。

通过对企业SMT生产线实地考察，结合同类高校工程训练中心SMT实验室建设经验，SMT工程训练平台内的SMT表面贴装组装线定位为全自动贴片组装线，该组装线与企业实际SMT生产线相一致。SMT表面贴装组装线示意图如图1所示。

图1 SMT表面贴装组装线示意图

SMT表面贴装组装线主要包括以下设备：

（1）上板机（LOADER）：自动进板。

（2）自动锡膏涂覆机（SCREEN PRINTER）：通过激光或蚀刻网板，以压力刮刀形式在电路板上涂覆焊锡膏。

（3）传送机（含检查工作台）（CONVEYOR）：贴片前检查锡膏涂覆状况。

（4）片式贴片机（CHIP SHOOTER）：将小型标准片式元件贴装到电路板上。

（5）多功能贴片机（MULTI－FUNCTION MOUNTER）：将大型或异型元件贴装到电路板上。

（6）传送机（含检查工作台）（CONVEYOR）：焊接前检查贴片状况。

（7）回流焊炉（REFLOW OVEN）：回流焊接。

（8）空压机系统：提供气源。

（9）炉温测试仪：炉温调试。

为了建成真正面向工程实际的工程训练平台，我校积极实施与探索“产学合作、项目驱动”建设模式，从项目论证、方案制定、设备选型、场地改造、项目验收等全过程，引进一家专业从事SMT加工的企业进行深度项目合作。项目建成后，企业将大量加工业务植入平台，保证了SMT组装线的正常运行，营造了与企业实际环境一致的工程训练环境，保证了训练项目与生产开发内容相一致（含SMT元器件认知，SMT印制板设计与制作，SMT生产线装配、调试和测试，SMT各道工序工艺，钢网制作及编程，生产QA检测等），企业派出工程技术人员，直接对学生和中心教师进行培训和SMT工艺实训指导工作，把企业的培训方法带到工程项目训练中来，在真实的工程环境中训练学生，使学生既学到技术，又提高实际动手能力［10］。通过训练，学生建立了工程意识，形成了SMT技术基本认知，通过现代电子产品先进制造实践训练，获得对工业生产方式和工艺过程的基本认识，受到工业工程等诸多方面的基本训练。

2.2 GE自动化工程训练平台建设方案

GE自动化工程训练平台（见图2）面向自动化领域最新技术，与实际工业现场相对接，可为学生提供一个工厂自动化现场实际生产流水线环境，让学生在学校里就接触到实际工业环境，将学生专业技术应用开发能力培养与来自真实工作任务的工程训练项目相结合。

图2 GE自动化工程训练平台组成方框图

GE自动化工程训练平台采用现场总线控制系统。基于总线的集散控制系统（FCS）是继DCS后的第5代控制系统，可广泛应用于过程控制、离散控制、楼宇自动化、车辆制造业等领域。GE自动化工程训练平台以现场总线技术为基础，采用GE现场总线控制器，以典型工程训练装置为控制对象。具体配置如下：

（1）控制器：各种现场总线和标准PAC（可编程自动化控制器）系统。包括高速计数模块、开关量输入模拟模块、CPU、触摸屏、模拟量输入模块、模拟量输出模块、输入模拟器、以太网从站接口、从站接口、总线控制器、总线控制器、总线从站单元和大学用集成软件包等。

（2）控制对象：包括基础实验设备、控制对象设备、运动控制设备和多总线自动生产线系统。具体装置如下：电梯工程训练装置、机械手工程训练装置、PLC工程训练装置、立体车库工程训练装置、物流仓储工程训练装置、三轴滑台工程训练装置、单轴滑台工程训练装置和MPS模块化制造工程训练装置。

GE自动化工程训练平台可用于组态软件、总线操作、先进控制算法验证、电机运动控制、机械手协调控制、PLC设计与应用、伺服电机的PLC控制、光电传感器应用等工程项目训练。其中，总线控制设备可开设PROFIBUS DP、FMS、PA总线以及监控平台等工程项目训练，运动控制设备可开设单机运动控制、分布式运动控制等工程项目训练。

3 工程训练实践教学体系的建设与改革

工程实践教学体系的建设关系到人才培养的质量，科学的实践教学体系应该注重学生工程实践能力和工程综合素质提高与培养。在工程训练实践教学体系的构建中，我们围绕学校“知行合一、双核协同”人才培养模式，对工程实践教学模式进行了积极探索，对原有的工程训练实践教学体系进行了大胆改革。依据工程训练实践教学的发展趋势，我们将工程训练实践教学的目标定位于学生工程素质的培养，在工程训练实践教学体系建设上，突出了工程素质分层次、分阶段的培养理念。这种工程训练实践教学体系符合 “实践、认识、再实践、再认识”的认识规律，在整个实践教学体系中，始终贯穿着“工程能力培养”这一主线。

工程训练实践教学体系必须进行多层次、多方位、多尺度的大胆改革［11］。通过改革，将工程训练系列实践课程贯穿于本科4年全过程，实践教学模式普遍采用了“项目驱动”、“任务驱动”和“案例驱动”模式。工程训练实践课程分3个层次和3个阶段进行。

（1）工程认识训练：针对大一学生对工程实践缺乏了解设立了学科导论、工程伦理、金工实习、电子工艺实习、工程环境认知等课程实践环节，通过参观SMT生产线、自动化柔性生产线、智能机器人等现场演示和教师讲解，完成普及基本工程知识，初步建立工程概念，激发兴趣和好奇心的教学目的与任务。

（2）工程基础训练：针对具有一定基本知识和基本概念的大二学生设立简单项目设计、技能实训、SMT工艺实习、电子线路课程设计等课程实践环节，以学习生成工艺、掌握操作技能、体验工程过程、增强工程实践能力为教学目的与任务。

（3）工程综合训练：针对具有一定专业知识的大三学生，教学内容实现工程化、模块化。如设置了LED点阵书写显示屏、基于GSM网络的智能远程控制系统、基于嵌入式网络的电能计量系统、基于摄像头路径识别的循迹车辆控制系统、基于FPGA的双路DDS信号发生器、数字化语音存储与回放系统、基于FPGA的高速数据采集系统、基于指纹识别技术的多用户门禁系统、恒温恒湿培养箱控制器、一般工业过程控制（温度、水位等）、集散控制系统及现场总线控制技术、智能仪表的调节与使用、组态软件使用与开发、过程设备监测与故障诊断、电机运动控制、机械手协调控制、伺服电机的PLC控制、PROFIBUS DP、FMS、PA总线以及监控平台及分布式运动控制等典型工程项目。通过完成典型工程项目研发全过程，达到“自我体验、自主学习、自由创造”的目的，达到激发学生潜能，培养创新能力，提高学生自主学习和独立工作能力，增强学生团队协作能力，体验产品研发过程的教学目的。

另外，面向高年级学生设立工程实验研究平台，为学科、专业建设提供工程技术创新平台。通过开放式实验室、博士论坛、学生科创项目、专业技术主题讲座、工程技术培训、专业技术大赛、学生创新实践、校企联合培养全方位培养学生工程创新能力。

4 实践效果

历经2年建设，电子与控制工程训练中心以培养应用电子和现代控制应用开发型工程技术人才为己任，按照“高水平、高效益、有特色、现代化”的要求，紧贴社会需求，集教学、实训、科研、生产等多功能于一体，探索“产学合作、项目驱动”建设模式，打造的SMT表面贴装和GE自动化控制2个实景式工程环境已成为我校特色鲜明、硬件和软件水平先进、示范性与开放性兼备的工程训练中心，在工程实践教学方面已初步形成了自己的特色，即：“注重实践、注重能力、注重应用”的“三注重”教学理念，“理论与实践结合，知识与能力结合，学业与就业结合”的“三结合”的教学方法；“素质教育，实践优先；实践教学，能力优先；能力培养，应用优先”的“三优先”的培养目标。

2年来，中心已累计为电子信息工程、电子科学与技术、电气工程及其自动化等专业640名学生的电子工艺实习、SMT工艺实习、技能实训、项目设计等工程训练环节提供了超过12 800人时数的实践课时。同时，中心每年为企业提供了100余万元加工产值的SMT贴片服务，为地方经济服务作出了贡献。

2012年5月，浙江省教育厅组织专家组对我校电子与控制工程训练中心进行省级实验教学示范中心评估验收，专家组认为电子与控制工程训练中心在“工程型实验室建设方面形成了自己鲜明的特色”。2012年10月，教育部专家组对我校进行本科教学工作合格评估，电子与控制工程训练中心基于“产学合作、项目驱动”建设模式得到了专家组的充分肯定，认为该中心在深入开展校企合作，共建工程型实验室，实行项目化训练模式，为培养卓越工程师营造实景式工程训练环境方面作出了有益的探索。

5 结束语

工程训练中心建设是新时期高校工程实践教学改革的基础，正处在一个不断研究探索和强化建设的重要发展阶段。工程训练中心的良性发展也必将对学生的工程实践和工程创新能力的培养质量发挥十分重要的作用［12］。电子与控制工程训练中心建设实践表明：“产学合作、项目驱动”是工程训练中心建设行之有效的成功模式，对深化工程教学改革、促进工程教育质量的提高、培养应用开发型工程人才发挥着重要的作用。

（References）

［1］汪全友，赵建平.基于校企联合培养新机制的工程训练中心建设探索［J］.中国现代教育装备，2012（21）：25－28.

［2］杨晨光.教育部“卓越工程师教育培养计划”实施进展综述［EB/OL］.（2011－01－02）［2013－03－20］.http：//www.jyb.cn.

［3］赵立兵，王丽英.回归工程实践的勇敢尝试［N］.中国教育报，2012－12－11（006）.

［4］李志华，陈正伟，朱建华.德国“双元制”模式在工程实践教学中的应用研究［J］.实验技术与管理，2011，28（9）：172－174.

［5］周玲，孙艳丽，康小燕.回归工程服务社会：美国大学工程教育的案例分析与思考［J］.清华大学教育研究，2011，32（6）：117－124.

［6］周继烈，钱俊，唐洁.大工程背景下高校工程训练及工程训练中心的建设［J］.实验技术与管理，2012，29（8）：119－121.

［7］赵韩强，郭宝龙，赵东方，等.国外大学产学合作教育对我国实施卓越工程师教育培养计划的启示［J］.高等理科教育，2010（4）：49－52.

［8］顾征，李文.以工程实践教育为特征的产学合作经典模式［J］.高等工程教育研究，2010（6）：29－38.

［9］夏建国，杨若凡，李晓军.新建本科院校产学合作的实践探索［J］.高等工程教育研究，2012（5）：108－113.

［10］平子良，程韧，王燕.探索校企结合模式，建设一流工程教育训练基地［J］.实验技术与管理，2012，29（3）：318－321.

［11］张志芹.开放式创新实验教学的研究与实践［J］.廊坊师范学院学报，2011，11（1）：117－119.

［12］梁延德.我国高校工程训练中心的建设与发展［J］.实验技术与管理，2013，30（6）：6－8.

Construction and practice of engineering training center in univercity based on mode of industry－university cooperation and project driving

Lou Jianming，Fu Yueqian，Bao Shudi，Liao Yuanjiang
（School of Electronic and Information Engineering，Ningbo University of Technology，Ningbo 315016，China）

Taking the construction practice of technology electronic and control engineering training center in Ningbo University of Technology supported by the central finance as an example，this paper describes the construction idea，construction scheme and practice of engineering training reform of engineering training center in university.The practice has proved that“industry－university cooperation，project driving”is a successful mode in engineering training center construction which has created an actual engineering training environment for the excellent engineers training.and also has provided the safeguard for the cultivation of students’ability in engineering practice.

engineering training；construction of center；industry－university cooperation；project driving；construction and practice

G642.0

B

1002－4956（2014）1－0123－04

2013－05－09

2009年浙江省新世纪高等教育教学改革一类项目（yb09077）；2011年度高校实验室工作研究重点项目（Z201104）；2013年浙江省教育厅高等教育教学改革项目“面向专业认证的3I特质卓越工程师培养体系构建与实施”

楼建明（1966—），男，浙江宁波，副教授，宁波工程学院电子与信息工程学院副院长，主要从事电子与控制系统、工程实践教学、实验室建设与管理等研究工作.