基于數(shù)字資源的高職核心專業(yè)課程建設(shè)研究
——以船舶工程技術(shù)專業(yè)船舶建造課程為例

孫程程

渤海船舶職業(yè)學(xué)院，遼寧 興城 125100

數(shù)字化教育資源，就是依托計算機和發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)，通過多種形式展現(xiàn)給學(xué)習(xí)者的共享型多媒體資源。隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的不斷發(fā)展，課堂中運用數(shù)字教育資源的優(yōu)越性得到了越來越多教育工作者的認(rèn)可。但如何正確、合理、有效地將數(shù)字化教學(xué)資源運用到高職教育專業(yè)課程中來，達(dá)到提高高職學(xué)生學(xué)習(xí)能力、操作能力、分析能力的教學(xué)目的，并增強他們的安全意識、愛崗意識、愛國意識，目前仍是各類高職院校面臨的嚴(yán)峻課題。本文以船舶工程技術(shù)專業(yè)船舶建造課程為例來探討如何基于數(shù)字資源來建設(shè)高職教育專業(yè)核心課程。

一、數(shù)字資源融入船舶工程類技術(shù)專業(yè)課程的背景

（一）當(dāng)前教學(xué)中數(shù)字資源應(yīng)用的現(xiàn)狀

高職船舶工程技術(shù)專業(yè)本身專業(yè)性很強，學(xué)生就業(yè)主要面向國內(nèi)的船舶制造相關(guān)企業(yè)，即各大造船廠。國內(nèi)船廠主要集中在南方沿海、沿江地區(qū)，這就造成了學(xué)生就業(yè)地區(qū)受限。造船是需要經(jīng)驗和技術(shù)的制造產(chǎn)業(yè)，船廠每年人員的流動數(shù)量有限，學(xué)生就業(yè)面較窄，因此開設(shè)相關(guān)專業(yè)的高職院校數(shù)量很少。

由于專業(yè)的不廣泛性，進(jìn)而可共享、交流的資源就比較少，各個共享課程學(xué)習(xí)平臺上相關(guān)專業(yè)課程的數(shù)量就更少。這里以中國大學(xué)MOOC 平臺為例，截至2023 年3 月14 日，以“船舶”為關(guān)鍵詞搜索，結(jié)果是共有161 門課程，而跟“船舶工程技術(shù)”相關(guān)的課程只有9 門，且線上資源的主要內(nèi)容是船舶概論相關(guān)知識。船舶屬于大型建筑物，它將來的工作環(huán)境與陸地的工作環(huán)境相比較為惡劣，船舶在建造過程中要考慮的因素就更多。船舶建造類專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)造船的相關(guān)知識，但在線課程平臺上這類課程數(shù)量不多。因此，要想形成船舶建造行業(yè)系統(tǒng)的、完整的線上共享型資源，就需要各高職院?；ㄙM更大的人力、物力和財力。

線上教學(xué)資源以課程視頻為主，并配以PPT 課件以及大量在線作業(yè)和測試題庫。船舶建造課程作為高職船舶工程技術(shù)專業(yè)的核心課程，除了要求學(xué)生掌握“造船”的理論知識外[1]，還要求學(xué)生掌握鋼料加工、切割、裝配和焊接等實踐操作技能。因此，單純依靠在線課程是不夠的，也要在豐富數(shù)字資源類型的同時，想辦法增強學(xué)生操作的技能。

目前，船舶類各高職院校在數(shù)字資源融入專業(yè)課程方面都處在摸索階段，各船舶類高職院校的數(shù)字資源都很雜亂，信息化發(fā)展進(jìn)程參差不齊[2]。我院（渤海船舶職業(yè)學(xué)院） 是北方唯一開設(shè)船舶工程技術(shù)專業(yè)的高職院校，在運用數(shù)字化資源進(jìn)行課程改革的道路上沒有范本可以模仿，加上政府投入有限，數(shù)字資源融入課程的進(jìn)度與南方其他院校相比較慢。

（二）數(shù)字資源融入船舶工程類技術(shù)專業(yè)課程的必然性

我院船舶工程技術(shù)專業(yè)主要是為北方地區(qū)各大船舶建造及相關(guān)企業(yè)輸送鋼料加工、船體裝配等方面相關(guān)的技能型人才。一方面由于我院地處北方，學(xué)生大多數(shù)來自東北三省，傾向離家近就業(yè)，又由于北方船舶企業(yè)數(shù)量不多，接收學(xué)生就業(yè)的能力有限，所以學(xué)生就業(yè)壓力較大。

船舶本身就不是生活化的事物，再加上船舶行業(yè)的保密性又很高，因此學(xué)生很難從現(xiàn)實生活中和網(wǎng)上查閱到專業(yè)的船舶建造資料，這就造成學(xué)生很難自己去了解和掌握當(dāng)前最新的船舶建造技術(shù)。再加上船舶建造技術(shù)發(fā)展日新月異，學(xué)校配套的設(shè)備要想跟上技術(shù)發(fā)展的腳步，就需要不斷更新和升級，而這需要大量資金不斷地投入。

船舶工程技術(shù)專業(yè)屬于工科專業(yè)，課程內(nèi)容很枯燥且抽象，單純依靠教師課堂上講解理論內(nèi)容，學(xué)生很難理解，因此，想辦法讓專業(yè)課變得生動、可操作是目前急需解決的問題。

（三）數(shù)字資源融入船舶工程類技術(shù)專業(yè)課程的可行性[3]

當(dāng)代高職學(xué)生從小就接觸計算機，對計算機和網(wǎng)絡(luò)的興趣很高，并能夠熟練地進(jìn)行操作，所以，我們可以抓住學(xué)生這一特點，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。我們將專業(yè)課程分為理論課和實踐課兩部分。理論部分用線上平臺課程的形式完成，便于學(xué)生理解所學(xué)內(nèi)容。實踐部分可以用虛擬仿真技術(shù)輔助完成，使學(xué)生提高動手操作能力，規(guī)范操作意識，降低安全隱患。

船舶工程技術(shù)專業(yè)主要培養(yǎng)學(xué)生船舶建造方面的能力[4]，所以，找到一種學(xué)生感興趣、易理解、愿意上手操作，且學(xué)?？傮w投入較少的教學(xué)方法就十分必要了。由于船舶的非生活化，造成學(xué)生無法想象和參照他們熟悉的事物來學(xué)習(xí)船舶知識。更由于學(xué)生生活能力較差，造成了他們的規(guī)范操作意識不強、動手操作能力較弱。我們將數(shù)字資源應(yīng)用于船用課程教學(xué)中，幫助學(xué)生克服以上的問題，可以達(dá)到船舶工程技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)。課程理論部分可以采用動畫、視頻、圖片、微課、課件等方式，幫助學(xué)生認(rèn)識船舶的構(gòu)造；實踐部分采用虛擬仿真技術(shù)，輔助學(xué)生規(guī)范工藝，加深學(xué)生對重要的操作步驟及注意事項的印象，盡可能避免操作錯誤，降低實踐操作危險性。

二、船舶工程類技術(shù)專業(yè)數(shù)字資源建設(shè)

（一）理論知識部分

1.構(gòu)建信息化課程

以專業(yè)為單位，建設(shè)各自的線上課程，不斷完善線上資源。我院船舶建造課程是船舶工程技術(shù)專業(yè)的核心課程，因此建成了學(xué)院第一批線上課程[5]。我院線上課程于2016 年11 月開始建設(shè)，2017 年5月試運行。到目前為止的7 年多的時間里，教師根據(jù)學(xué)生反饋信息及行業(yè)發(fā)展的動態(tài)，不斷調(diào)整和充實線上教學(xué)的內(nèi)容，課程在借助平臺資源的基礎(chǔ)上形成了較成熟的線上線下混合的教學(xué)模式[6]。

教師不斷充實平臺上的微課、視頻、圖片等資源，使知識點更加詳細(xì)，更加易于理解，方便學(xué)生更好地去學(xué)習(xí)。設(shè)置課前相關(guān)話題討論、課后測試等模塊，將原本在課堂上通過老師講解的理論知識分成幾大模塊，學(xué)生自主討論學(xué)習(xí)，讓學(xué)生成為課堂的主導(dǎo)者。弱化教師的課堂講解后，教師只需根據(jù)教學(xué)情況，在平臺、微信群或者課堂上對重點問題有針對性地進(jìn)行指導(dǎo)，節(jié)約了大量的課上時間。學(xué)生可以利用這段時間加強動手實操的練習(xí)，學(xué)習(xí)效果更好。

2.建設(shè)信息化教學(xué)平臺

學(xué)院以系部為單位，努力開發(fā)各專業(yè)的線上課程，不斷完善線上資源。綜合各系部線上資源，我院開發(fā)了學(xué)校的在線教育綜合平臺——課程伴侶APP。借助這個平臺，學(xué)院的課程基本上完成了對應(yīng)線上課程的建設(shè)，并不斷地擴充線上資源。

我院以船舶工程技術(shù)專業(yè)課程為核心，以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的教學(xué)平臺，將專業(yè)核心課程的理論教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)成網(wǎng)絡(luò)課程。依托這個教學(xué)平臺，大多數(shù)的課程均可采用線上教學(xué)與線下教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)模式[7]。通過對學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和探索學(xué)習(xí)能力的有效培養(yǎng)，提高了教學(xué)品質(zhì)。平臺為教師和學(xué)生提供大量專業(yè)相關(guān)資料，并且不斷地更新完善，便于教師和學(xué)生進(jìn)行交流學(xué)習(xí)。

3.搭建專業(yè)課程資源庫

以學(xué)校為單位，搭建專業(yè)課程資源庫。資源庫整合各二級學(xué)院或系部的優(yōu)秀課程資源，方便在校學(xué)生的線上學(xué)習(xí)。資源庫也可以承擔(dān)一定的社會服務(wù)作用，可以將專業(yè)課程教學(xué)內(nèi)容與就業(yè)崗位實際工作緊密關(guān)聯(lián)，滿足社會培訓(xùn)的要求。同時，資源庫也能實現(xiàn)信息查詢、就業(yè)支持等功能。資源庫資源緊跟行業(yè)發(fā)展與教育發(fā)展，內(nèi)容是以實際運用為目標(biāo)，并且具有實用性和實效性。

各船舶類高職院校以及相關(guān)船舶企業(yè)和研究機構(gòu)需要通力合作，不斷地建設(shè)船舶工程技術(shù)專業(yè)相關(guān)資源，并及時地更新資源庫里的內(nèi)容。

（二）實踐操作部分

現(xiàn)代船舶工業(yè)發(fā)展日新月異，船舶建造的新工藝和新設(shè)備層出不窮。對于船舶類職業(yè)院校的學(xué)生來說，掌握最新的工藝技術(shù)可以幫助學(xué)生理解船舶建造過程，也能讓學(xué)生盡快進(jìn)入到工作狀態(tài)，為后續(xù)就業(yè)做鋪墊。船舶類高職院校要想跟上船舶工業(yè)發(fā)展的腳步，盡早地將最先進(jìn)、最實用的工藝技術(shù)傳授給學(xué)生，就需要及時更新學(xué)校的實操教學(xué)設(shè)備，提高教師的教學(xué)水平。目前，對于高職院校來說，教學(xué)經(jīng)費有限，很難保證學(xué)生實操設(shè)備的數(shù)量，也更難保證設(shè)備更新速度。因此，我們需要找到一種投入相對較低、更新花費較少，但能滿足更多學(xué)生參與到實操的技術(shù)。虛擬仿真技術(shù)，正好可以解決上述問題。這里以船舶建造課程為例進(jìn)行闡述。

1.船廠概況虛擬仿真系統(tǒng)

我們運用了近幾年比較流行的AR 技術(shù)，該技術(shù)可以讓學(xué)生仿佛置身于真實的船舶和船舶建造場地之中，便于學(xué)生了解船廠概況。

（1）參觀模式

利用AR 技術(shù)，首先學(xué)生可以在固定的高度俯瞰整個廠區(qū)，了解船廠的布局。通過俯視，學(xué)生可以了解船廠總布置及其特點。接著學(xué)生可以利用AR技術(shù)，以規(guī)劃好的行進(jìn)路線對船廠及設(shè)備進(jìn)行了解。在參觀模式中，通過點擊不同的“模式按鈕”可以切換模式，學(xué)生可以根據(jù)系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置的船廠瀏覽規(guī)劃路徑，或者利用AR 技術(shù)以自定義路徑對船廠進(jìn)行完全真實的瀏覽。瀏覽路徑包含各生產(chǎn)車間、碼頭、船塢、分段堆場等場地，瀏覽內(nèi)容包括分段、總段建造各階段。參觀全程配以語音和動畫的講解。通過虛擬參觀，真實地還原船廠建造環(huán)境，學(xué)生可以基本了解船廠的概況。

（2）漫游模式

利用AR 技術(shù)，學(xué)生可以自由地在船廠中漫游，選擇自己想要觀看的內(nèi)容，如小組立建造、中組立建造、分段建造、分段涂裝、總組、船塢搭載等船舶建造工藝流程動畫，了解從船舶建造準(zhǔn)備到交船各階段需要完成的工作及所用的設(shè)備和工藝。所有可看到的廠房（場地） 及設(shè)備都有標(biāo)識牌。移動到標(biāo)識牌的前方時，可以進(jìn)入對應(yīng)廠房或播放對應(yīng)設(shè)備的介紹及動畫。學(xué)生以第一視角進(jìn)入到各個車間，觀察車間內(nèi)的生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)性質(zhì)及協(xié)作關(guān)系。通過漫游船廠，學(xué)生有真實的參與感，便于他們將枯燥的知識理解和消化。

2.船舶建造虛擬仿真系統(tǒng)

船舶建造虛擬仿真系統(tǒng)主要側(cè)重實踐操作過程，讓學(xué)生了解和熟悉船舶建造過程中的部件、分段及總段裝配順序。

系統(tǒng)以一條實船模型為藍(lán)本，選擇最具代表性的幾個分段。虛擬仿真這幾個分段從零件加工、到小組立建造、中組立建造、分段建造、總組、搭載完整的建造過程[8]。每個階段，學(xué)生都可觀看到裝配圖紙、套料圖紙、結(jié)構(gòu)圖紙等完成如零件加工（鋼材與處理、鋼材開坡口、曲面板架）、小組立、中組立（組立精度、焊接、裝配）、分段等的操作。

（1）PC 端操作

這里以鋼料加工為例闡述PC 端操作。在鋼料加工中，需要通過圖紙獲得相關(guān)的參數(shù)，如板材厚度、加工形式等，然后完成零件的加工過程。學(xué)生利用PC 端操作，詳細(xì)地對每一個加工步驟進(jìn)行訓(xùn)練，從而讓學(xué)生能更清晰地掌握船舶建造中的細(xì)節(jié)操作。

學(xué)生通過鼠標(biāo)點擊選擇【菜單】→【鋼料加工】→【零件】，選擇好零件后，點擊【訓(xùn)練】按鈕，進(jìn)入零件加工訓(xùn)練?？梢赃x擇零件加工的類型，如開坡口、單面彎曲、雙面彎曲、折邊等。進(jìn)入選擇加工工藝界面后，可以根據(jù)零件加工的需要選擇對應(yīng)的工藝流程及設(shè)備，系統(tǒng)自動記錄操作狀態(tài)，并給學(xué)生打分。

表1 零件加工工藝及對應(yīng)設(shè)備

操作過程中，如果發(fā)現(xiàn)工藝或者設(shè)備選擇有錯誤，系統(tǒng)會彈出提示。學(xué)生可以根據(jù)提示，并查閱系統(tǒng)的零件圖紙，點擊“重新選擇”按鈕，清空所有選擇，重新開始練習(xí)。

表2 零件加工工藝流程

（2）VR 設(shè)備操作

VR 技術(shù)可以讓學(xué)生置身于真實的船舶建造場地之中，能夠真實地還原船廠的建造環(huán)境，便于學(xué)生理解船舶建造過程，讓學(xué)生有真實的參與感。系統(tǒng)可自動記錄學(xué)生的操作狀態(tài)，并對誤差進(jìn)行提醒和更正。人機交互功能使學(xué)生在模擬系統(tǒng)中實現(xiàn)較真實的操作。

這里以雙層底分段的裝焊程序為例進(jìn)行介紹。學(xué)生通過佩戴VR 眼鏡，手持操作手柄，在虛擬場景中按照自己的理解完成相關(guān)裝配過程。在裝配之前，要了解圖紙的一些簡單要求，如焊接的一些規(guī)范要求、分段裝配的順序等。

學(xué)生通過操縱手柄，選擇對應(yīng)的構(gòu)件，按照一定的順序進(jìn)行劃線、定位焊和裝配。裝配時，全部排序完成之后點擊確定：排序正確則進(jìn)行下一步；排序錯誤，系統(tǒng)會給出提示，學(xué)生清空流程順序，恢復(fù)初始狀態(tài)，重新進(jìn)行裝配。

三、數(shù)字資源融入船舶工程類技術(shù)專業(yè)課程的思路[9]

數(shù)字資源融入船舶工程類技術(shù)專業(yè)課程的思路如圖1 所示。

圖1 數(shù)字資源融入船舶工程類技術(shù)專業(yè)課程的思路

（一）理論知識部分

在信息化教學(xué)平臺、專業(yè)課程網(wǎng)站及專業(yè)課程資源庫的基礎(chǔ)上，不斷地完善理論教學(xué)的內(nèi)容，包括微課、視頻、圖片等，讓知識點具體生動起來，讓學(xué)生更加容易理解。把以前教師在教室里講解的時間分解成課前、課中和課后三部分，在課前設(shè)置教學(xué)內(nèi)容話題的討論、課后設(shè)置測試和拓展資料展示等環(huán)節(jié)，學(xué)生自主學(xué)習(xí)知識，討論解決問題。教師僅需為重點問題提供指導(dǎo)，這樣就節(jié)約了大量的課上時間，可以讓學(xué)生進(jìn)行更多的實踐操作。輔助以其他智能化在線教學(xué)平臺（比如智慧樹、學(xué)堂在線等），最終讓學(xué)生積極地參與到理論學(xué)習(xí)中去。這種教學(xué)方式，把零碎的時間運用了起來，相當(dāng)于延長了課堂教學(xué)時間，擴大了課程的空間，也極大地增加了學(xué)生學(xué)習(xí)知識的范圍。同時，各種形式的互動，形成了一種活躍的學(xué)習(xí)氛圍，學(xué)生不再是消極地聽講，而是真正融入課程教學(xué)中，對所學(xué)的知識印象更深刻。

（二）實踐操作部分

由于實訓(xùn)場地、設(shè)備和實踐師資有限，加上技術(shù)、設(shè)備更新不及時，現(xiàn)有的實訓(xùn)條件很難滿足學(xué)生實踐技能培養(yǎng)的要求。為解決這些問題，可以借助船舶VR 虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)“手把手”教的方式。學(xué)生可以通過虛擬船舶生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，熟悉整個實踐操作流程以及可能遇到的問題，然后再進(jìn)行真正的實際操作，提升教學(xué)效果。

四、數(shù)字資源融入船舶工程類技術(shù)專業(yè)課程的設(shè)計

這里以船舶工程技術(shù)專業(yè)核心課程船舶建造課程的主機基座裝配部分為例進(jìn)行闡述。

（一）課前

教師：首先，教師在平臺上發(fā)布討論問題——請同學(xué)們通過各種途徑尋找船舶基座的圖片、視頻，并根據(jù)自己的理解描述基座的外形特點及作用。其次，借助課程伴侶App 船舶建造（二） 課程的平臺，上傳講解機座裝配所需要的微課、視頻和課件。再次，根據(jù)學(xué)生查閱的資料和問題，參與學(xué)生討論并有針對性地解答。

學(xué)生：完成基座相關(guān)資料的搜集并上傳。通過這些數(shù)字材料，了解基座的構(gòu)成。學(xué)生對于自己不理解的地方，在平臺討論區(qū)或者微信群里發(fā)出來，和教師、同學(xué)共同參與討論，解決問題。

（二）課中

教師：將主機基座的二維圖發(fā)送給學(xué)生。

學(xué)生：借助CAD 軟件，繪制出主機基座三維模型圖。在二維圖轉(zhuǎn)換成三維圖的過程中，學(xué)生了解基座各個零件的位置關(guān)系，便于后續(xù)的裝配實踐。

教師：布置主機基座的虛擬裝配任務(wù)及答疑。

學(xué)生：在仿真系統(tǒng)上，找到主機基座的零件庫，選擇對應(yīng)零件，并按照一定裝配流程進(jìn)行裝配。

教師：布置主機基座的真實裝配任務(wù)及答疑。

學(xué)生：根據(jù)在PC 端和VR 設(shè)備上的練習(xí)，參照圖紙完成主機基座的真實裝配。

教師：發(fā)布測試及與主機基座相關(guān)的拓展任務(wù)。

學(xué)生：完成測試；查閱資料完成拓展任務(wù)。

五、數(shù)字化資源融入船舶工程類技術(shù)專業(yè)課程的重要意義

研究數(shù)字化資源在船舶工程技術(shù)專業(yè)課程中的運用，以適應(yīng)當(dāng)前“互聯(lián)網(wǎng)+”形勢下的高職教育教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變，滿足船舶建造工業(yè)新的就業(yè)崗位需求，突破了傳統(tǒng)的教學(xué)觀念。依托互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的大背景，使課程教學(xué)緊隨時代信息化發(fā)展的步伐，以培養(yǎng)受企業(yè)歡迎的高技能船舶建造人才。

新穎的課程資源形式可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。尤其像船舶工程技術(shù)專業(yè)這樣理論內(nèi)容很抽象的、并有同步實操的工科課程，可以為學(xué)生創(chuàng)設(shè)出真實的教學(xué)情境。課程資源可以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，極大地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情[10]，使學(xué)生積極參與到學(xué)習(xí)之中，也增強他們學(xué)習(xí)的體驗性。資源庫可以有效地整合教學(xué)資源，可以保證框架設(shè)計適應(yīng)性強、資源使用面廣，不斷拓寬學(xué)生的知識面。

總之，在船舶工程技術(shù)專業(yè)課的教學(xué)中融入數(shù)字資源是當(dāng)務(wù)之急。但數(shù)字資源并不是課程的全部，畢竟學(xué)生需要有真正的實際操作能力才能更好地進(jìn)入船廠工作。拓寬視野、增長見識、加深記憶，是數(shù)字資源教學(xué)的主要目的，所以，現(xiàn)代高職高專船舶工程技術(shù)專業(yè)課程只有與傳統(tǒng)教學(xué)有機融合，才能更好地提高教學(xué)效益。