基于“產學合作、項目驅動”模式的校內工程訓練中心建設與實踐

樓建明，傅越千，鮑淑娣，廖遠江

（寧波工程學院電子與信息工程學院，浙江寧波 315016）

基于“產學合作、項目驅動”模式的校內工程訓練中心建設與實踐

樓建明，傅越千，鮑淑娣，廖遠江

（寧波工程學院電子與信息工程學院，浙江寧波 315016）

闡述了校內工程訓練中心的建設理念、建設方案以及工程訓練中心改革實踐經驗。實踐證明：“產學合作、項目驅動”是工程訓練中心建設中行之有效的成功模式，按此模式建設的工程訓練中心為培養“卓越工程師”提供了實景式工程訓練環境，為培養學生的工程實踐能力提供了切實的保障。

工程訓練中心建設；產學合作；項目驅動；建設與實踐

為促進高等教育區域協調發展，提高地方高等教育質量［1－3］，2010年起，中央財政在原“中央與地方共建高等學校專項資金”的基礎上，設立支持地方高校發展專項資金，支持地方高校的重點發展和特色辦學。2010年6月，我校被教育部列入61所“卓越工程師教育培養計劃”試點院校之一。在中央財政支持地方高校發展專項資金資助下，我校把工程訓練中心的建設作為促進學校發展和人才培養的重要工作內容之一，電子與控制工程訓練中心按照“產學合作、項目驅動”建設模式，努力打造與企業接軌的工程環境，引進和開發了一批能夠應用于工程實際的項目，注重學生工程實踐能力和工程綜合素質的培養，在建設具有鮮明地方特色的高校工程訓練中心中作出了有益的探索。

1 建設理念

1.1 “產學合作、項目驅動”的內涵

“產學合作”教育起源于美國辛辛那提大學（University of Cincinnati），1906年辛辛那提大學工學院院長Herman Schneider首次提出了“產學合作”教育（Cooperrative Education），他設想出一種新的教育方法，即組織學生參加實際工作，然后再回到課堂學習。通過學習與工作相結合，實現理論與實踐的結合、學校與社會的結合。其出發點是適應社會經濟發展需要，培養用戶需要的人才，使畢業生在人才市場上具有更大的競爭優勢。迄今為止，美國實行產學合作教育的高校已有900多所，約占全美高校的1/3。近百年來的實踐證明，“產學合作”教育方式具有強大的生命力［4－7］。

2007年12月，教育部和中國工程院共同實施工程教育改革實踐項目試點，各高校加快了對工程訓練中心建設與工程實踐教學的改革與探索，逐步形成了多種“產學合作”模式。比較有代表性的模式有4種模式：①“工讀結合，工學交替”模式；②教學實訓基地模式；③科技園模式，這種模式屬于精英教育培養模式，大多數地方高校不具備這種模式的培養條件；④多種形式的“產學合作、項目驅動”模式，如項目模式、訂單式合作培養模式。產學合作是工程教育走出象牙塔、與專業實踐緊密聯系的必然選擇［8］。

“項目驅動”是一種以現代企業的職業行為為目標的教育模式，它建立在建構主義教學理論基礎上，是德國職業教育在20世紀80年代開始大力推行的一種“行為引導式”的教學形式，是一種以項目為主體的職業行業引導式的實踐教學方式，通過組織學生參加實際工程的項目設計、項目履行和項目管理，在項目實施過程中完成工程項目訓練任務。“項目驅動”倡導以“學”為中心，圍繞“真實的工程項目”、“一線工程案例”組織工程項目訓練。“項目驅動”的特征是“以項目為主線、教師為主導、學生為主體”。“項目驅動”是對以傳授學科知識為主的傳統工程教學模式的革命。這一模式在世界上以麻省理工學院為首的幾十所大學操作實施，迄今已取得顯著成效，并得到產業界高度評價。

1.2 建設理念

基于“產學合作、項目驅動”模式建設電子與控制工程訓練中心，要堅持“面向行業需求、培養實用人才、倡導崇實學風、強化實訓動手”建設理念，加強與行業、企業的聯系與合作，整合高校、企業資源，發揮產、學各自優勢，緊貼社會需求，營造一個與企業接軌的情景化的工程訓練環境，以工程項目為導向，引進企業培訓辦法，貼近學業，貼近企業，貼近就業，實現項目真實度與崗位零距離，培養學生的職業技能、職業操守、質量意識、安全意識、協作精神，以及發現、分析、解決問題的工程應用與開發能力。

在工程訓練中心建設中，要堅持硬件建設和軟件建設并重的原則。要組織通曉工程應用與開發的“雙師型”教師和企業工程技術人員，開發與引進一批具有針對性、專業性和先進性的工程訓練項目，把工程能力訓練融入到項目的各個環節中，組織學生參與項目組織、管理和實施，在項目執行過程中完成工程應用開發能力的訓練，達到培養能夠適應現代企業項目管理、生產、應用、開發等崗位要求的應用開發型工程技術人才目的。

2 建設方案

工程訓練中心的建設要做到高標準、高起點，必須做好項目調研和方案制定。在認真考察同類高校工程訓練中心和大中型電子信息與自動化生產企業的基礎上，引進合作企業。校企合作的主要目的就在于引入企業力量，幫助學校的校內實訓基地建設，畢竟校內實訓基地才是學校實習、實訓的主體［9］。要邀請行業權威專家，對訓練中心建設項目進行嚴格、可行性論證，從頂層做好工程訓練中心建設方案設計，保證建設方案的科學性、先進性和適用性。

工程訓練項目設置要真正面向企業實際需求，以培養學生工程能力為導向，做到科學合理、項目引領、產學一體，把提高學生解決實際問題能力放在首位；項目設計要遵循先進性、適用性、仿真性和可移植性原則；項目內容要具有代表性、真實性、合理性和教學適應性。圍繞真實的工程項目，開展項目組織、管理、實施。

電子與控制工程訓練中心建設主要包括SMT工程訓練平臺和GE自動化工程訓練平臺建設。

2.1 SMT工程訓練平臺建設方案

SMT（surface mount technology）又稱為表面貼裝技術，是目前電子組裝行業里最流行的一種技術。隨著電子產品的高集成化、高可靠性化和高智能性化，表面貼裝元器件得到了大量使用，全球電子產品硬件裝配生產已經全面轉變到以SMT為核心的第4代主流工藝。

通過對企業SMT生產線實地考察，結合同類高校工程訓練中心SMT實驗室建設經驗，SMT工程訓練平臺內的SMT表面貼裝組裝線定位為全自動貼片組裝線，該組裝線與企業實際SMT生產線相一致。SMT表面貼裝組裝線示意圖如圖1所示。

圖1 SMT表面貼裝組裝線示意圖

SMT表面貼裝組裝線主要包括以下設備：

（1）上板機（LOADER）：自動進板。

（2）自動錫膏涂覆機（SCREEN PRINTER）：通過激光或蝕刻網板，以壓力刮刀形式在電路板上涂覆焊錫膏。

（3）傳送機（含檢查工作臺）（CONVEYOR）：貼片前檢查錫膏涂覆狀況。

（4）片式貼片機（CHIP SHOOTER）：將小型標準片式元件貼裝到電路板上。

（5）多功能貼片機（MULTI－FUNCTION MOUNTER）：將大型或異型元件貼裝到電路板上。

（6）傳送機（含檢查工作臺）（CONVEYOR）：焊接前檢查貼片狀況。

（7）回流焊爐（REFLOW OVEN）：回流焊接。

（8）空壓機系統：提供氣源。

（9）爐溫測試儀：爐溫調試。

為了建成真正面向工程實際的工程訓練平臺，我校積極實施與探索“產學合作、項目驅動”建設模式，從項目論證、方案制定、設備選型、場地改造、項目驗收等全過程，引進一家專業從事SMT加工的企業進行深度項目合作。項目建成后，企業將大量加工業務植入平臺，保證了SMT組裝線的正常運行，營造了與企業實際環境一致的工程訓練環境，保證了訓練項目與生產開發內容相一致（含SMT元器件認知，SMT印制板設計與制作，SMT生產線裝配、調試和測試，SMT各道工序工藝，鋼網制作及編程，生產QA檢測等），企業派出工程技術人員，直接對學生和中心教師進行培訓和SMT工藝實訓指導工作，把企業的培訓方法帶到工程項目訓練中來，在真實的工程環境中訓練學生，使學生既學到技術，又提高實際動手能力［10］。通過訓練，學生建立了工程意識，形成了SMT技術基本認知，通過現代電子產品先進制造實踐訓練，獲得對工業生產方式和工藝過程的基本認識，受到工業工程等諸多方面的基本訓練。

2.2 GE自動化工程訓練平臺建設方案

GE自動化工程訓練平臺（見圖2）面向自動化領域最新技術，與實際工業現場相對接，可為學生提供一個工廠自動化現場實際生產流水線環境，讓學生在學校里就接觸到實際工業環境，將學生專業技術應用開發能力培養與來自真實工作任務的工程訓練項目相結合。

圖2 GE自動化工程訓練平臺組成方框圖

GE自動化工程訓練平臺采用現場總線控制系統。基于總線的集散控制系統（FCS）是繼DCS后的第5代控制系統，可廣泛應用于過程控制、離散控制、樓宇自動化、車輛制造業等領域。GE自動化工程訓練平臺以現場總線技術為基礎，采用GE現場總線控制器，以典型工程訓練裝置為控制對象。具體配置如下：

（1）控制器：各種現場總線和標準PAC（可編程自動化控制器）系統。包括高速計數模塊、開關量輸入模擬模塊、CPU、觸摸屏、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、輸入模擬器、以太網從站接口、從站接口、總線控制器、總線控制器、總線從站單元和大學用集成軟件包等。

（2）控制對象：包括基礎實驗設備、控制對象設備、運動控制設備和多總線自動生產線系統。具體裝置如下：電梯工程訓練裝置、機械手工程訓練裝置、PLC工程訓練裝置、立體車庫工程訓練裝置、物流倉儲工程訓練裝置、三軸滑臺工程訓練裝置、單軸滑臺工程訓練裝置和MPS模塊化制造工程訓練裝置。

GE自動化工程訓練平臺可用于組態軟件、總線操作、先進控制算法驗證、電機運動控制、機械手協調控制、PLC設計與應用、伺服電機的PLC控制、光電傳感器應用等工程項目訓練。其中，總線控制設備可開設PROFIBUS DP、FMS、PA總線以及監控平臺等工程項目訓練，運動控制設備可開設單機運動控制、分布式運動控制等工程項目訓練。

3 工程訓練實踐教學體系的建設與改革

工程實踐教學體系的建設關系到人才培養的質量，科學的實踐教學體系應該注重學生工程實踐能力和工程綜合素質提高與培養。在工程訓練實踐教學體系的構建中，我們圍繞學校“知行合一、雙核協同”人才培養模式，對工程實踐教學模式進行了積極探索，對原有的工程訓練實踐教學體系進行了大膽改革。依據工程訓練實踐教學的發展趨勢，我們將工程訓練實踐教學的目標定位于學生工程素質的培養，在工程訓練實踐教學體系建設上，突出了工程素質分層次、分階段的培養理念。這種工程訓練實踐教學體系符合 “實踐、認識、再實踐、再認識”的認識規律，在整個實踐教學體系中，始終貫穿著“工程能力培養”這一主線。

工程訓練實踐教學體系必須進行多層次、多方位、多尺度的大膽改革［11］。通過改革，將工程訓練系列實踐課程貫穿于本科4年全過程，實踐教學模式普遍采用了“項目驅動”、“任務驅動”和“案例驅動”模式。工程訓練實踐課程分3個層次和3個階段進行。

（1）工程認識訓練：針對大一學生對工程實踐缺乏了解設立了學科導論、工程倫理、金工實習、電子工藝實習、工程環境認知等課程實踐環節，通過參觀SMT生產線、自動化柔性生產線、智能機器人等現場演示和教師講解，完成普及基本工程知識，初步建立工程概念，激發興趣和好奇心的教學目的與任務。

（2）工程基礎訓練：針對具有一定基本知識和基本概念的大二學生設立簡單項目設計、技能實訓、SMT工藝實習、電子線路課程設計等課程實踐環節，以學習生成工藝、掌握操作技能、體驗工程過程、增強工程實踐能力為教學目的與任務。

（3）工程綜合訓練：針對具有一定專業知識的大三學生，教學內容實現工程化、模塊化。如設置了LED點陣書寫顯示屏、基于GSM網絡的智能遠程控制系統、基于嵌入式網絡的電能計量系統、基于攝像頭路徑識別的循跡車輛控制系統、基于FPGA的雙路DDS信號發生器、數字化語音存儲與回放系統、基于FPGA的高速數據采集系統、基于指紋識別技術的多用戶門禁系統、恒溫恒濕培養箱控制器、一般工業過程控制（溫度、水位等）、集散控制系統及現場總線控制技術、智能儀表的調節與使用、組態軟件使用與開發、過程設備監測與故障診斷、電機運動控制、機械手協調控制、伺服電機的PLC控制、PROFIBUS DP、FMS、PA總線以及監控平臺及分布式運動控制等典型工程項目。通過完成典型工程項目研發全過程，達到“自我體驗、自主學習、自由創造”的目的，達到激發學生潛能，培養創新能力，提高學生自主學習和獨立工作能力，增強學生團隊協作能力，體驗產品研發過程的教學目的。

另外，面向高年級學生設立工程實驗研究平臺，為學科、專業建設提供工程技術創新平臺。通過開放式實驗室、博士論壇、學生科創項目、專業技術主題講座、工程技術培訓、專業技術大賽、學生創新實踐、校企聯合培養全方位培養學生工程創新能力。

4 實踐效果

歷經2年建設，電子與控制工程訓練中心以培養應用電子和現代控制應用開發型工程技術人才為己任，按照“高水平、高效益、有特色、現代化”的要求，緊貼社會需求，集教學、實訓、科研、生產等多功能于一體，探索“產學合作、項目驅動”建設模式，打造的SMT表面貼裝和GE自動化控制2個實景式工程環境已成為我校特色鮮明、硬件和軟件水平先進、示范性與開放性兼備的工程訓練中心，在工程實踐教學方面已初步形成了自己的特色，即：“注重實踐、注重能力、注重應用”的“三注重”教學理念，“理論與實踐結合，知識與能力結合，學業與就業結合”的“三結合”的教學方法；“素質教育，實踐優先；實踐教學，能力優先；能力培養，應用優先”的“三優先”的培養目標。

2年來，中心已累計為電子信息工程、電子科學與技術、電氣工程及其自動化等專業640名學生的電子工藝實習、SMT工藝實習、技能實訓、項目設計等工程訓練環節提供了超過12 800人時數的實踐課時。同時，中心每年為企業提供了100余萬元加工產值的SMT貼片服務，為地方經濟服務作出了貢獻。

2012年5月，浙江省教育廳組織專家組對我校電子與控制工程訓練中心進行省級實驗教學示范中心評估驗收，專家組認為電子與控制工程訓練中心在“工程型實驗室建設方面形成了自己鮮明的特色”。2012年10月，教育部專家組對我校進行本科教學工作合格評估，電子與控制工程訓練中心基于“產學合作、項目驅動”建設模式得到了專家組的充分肯定，認為該中心在深入開展校企合作，共建工程型實驗室，實行項目化訓練模式，為培養卓越工程師營造實景式工程訓練環境方面作出了有益的探索。

5 結束語

工程訓練中心建設是新時期高校工程實踐教學改革的基礎，正處在一個不斷研究探索和強化建設的重要發展階段。工程訓練中心的良性發展也必將對學生的工程實踐和工程創新能力的培養質量發揮十分重要的作用［12］。電子與控制工程訓練中心建設實踐表明：“產學合作、項目驅動”是工程訓練中心建設行之有效的成功模式，對深化工程教學改革、促進工程教育質量的提高、培養應用開發型工程人才發揮著重要的作用。

（References）

［1］汪全友，趙建平.基于校企聯合培養新機制的工程訓練中心建設探索［J］.中國現代教育裝備，2012（21）：25－28.

［2］楊晨光.教育部“卓越工程師教育培養計劃”實施進展綜述［EB/OL］.（2011－01－02）［2013－03－20］.http：//www.jyb.cn.

［3］趙立兵，王麗英.回歸工程實踐的勇敢嘗試［N］.中國教育報，2012－12－11（006）.

［4］李志華，陳正偉，朱建華.德國“雙元制”模式在工程實踐教學中的應用研究［J］.實驗技術與管理，2011，28（9）：172－174.

［5］周玲，孫艷麗，康小燕.回歸工程服務社會：美國大學工程教育的案例分析與思考［J］.清華大學教育研究，2011，32（6）：117－124.

［6］周繼烈，錢俊，唐潔.大工程背景下高校工程訓練及工程訓練中心的建設［J］.實驗技術與管理，2012，29（8）：119－121.

［7］趙韓強，郭寶龍，趙東方，等.國外大學產學合作教育對我國實施卓越工程師教育培養計劃的啟示［J］.高等理科教育，2010（4）：49－52.

［8］顧征，李文.以工程實踐教育為特征的產學合作經典模式［J］.高等工程教育研究，2010（6）：29－38.

［9］夏建國，楊若凡，李曉軍.新建本科院校產學合作的實踐探索［J］.高等工程教育研究，2012（5）：108－113.

［10］平子良，程韌，王燕.探索校企結合模式，建設一流工程教育訓練基地［J］.實驗技術與管理，2012，29（3）：318－321.

［11］張志芹.開放式創新實驗教學的研究與實踐［J］.廊坊師范學院學報，2011，11（1）：117－119.

［12］梁延德.我國高校工程訓練中心的建設與發展［J］.實驗技術與管理，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年浙江省新世紀高等教育教學改革一類項目（yb09077）；2011年度高校實驗室工作研究重點項目（Z201104）；2013年浙江省教育廳高等教育教學改革項目“面向專業認證的3I特質卓越工程師培養體系構建與實施”

樓建明（1966—），男，浙江寧波，副教授，寧波工程學院電子與信息工程學院副院長，主要從事電子與控制系統、工程實踐教學、實驗室建設與管理等研究工作.