杜遙　焦健　王東亮　陳永哲

摘要：文章以新工科背景下的汽車專業(yè)數(shù)字化設(shè)計課程資源體系建設(shè)與實踐應(yīng)用為研究對象，結(jié)合新形態(tài)下工程教育特點，研究數(shù)字化設(shè)計課程資源體系構(gòu)建的方法與路徑，提出數(shù)字化設(shè)計課程資源庫建設(shè)與管理的關(guān)鍵技術(shù)，并以此對資源庫的應(yīng)用與實踐提出構(gòu)想。

關(guān)鍵詞：新工科；數(shù)字化設(shè)計；知識管理；資源體系

為應(yīng)對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革需要，支撐我國服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展和“中國制造2025”戰(zhàn)略實施，2017年教育部開始推進以新經(jīng)濟、新產(chǎn)業(yè)為背景的新工科建設(shè)和實踐，一方面設(shè)置和發(fā)展一批新興工科專業(yè)，另一方面推動現(xiàn)有工科專業(yè)的升級和轉(zhuǎn)型，探索形成領(lǐng)跑全球工程教育的中國模式和經(jīng)驗，助力我國高等教育強國建設(shè)。下面，筆者在高校新工科建設(shè)背景下結(jié)合新形態(tài)下工程教育特點，以蘭州工業(yè)學(xué)院汽車工程學(xué)院汽車類專業(yè)數(shù)字化設(shè)計課程資源體系建設(shè)為例，從新工科的需求分析、課程資源體系構(gòu)建、課程資源庫的創(chuàng)建與管理、課程資源庫的應(yīng)用與實踐等方面展開分析與研究。

一、新工科的需求分析

（一）人才需求方面

新工科以新產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟為基礎(chǔ)，包括新興產(chǎn)業(yè)涉及的相關(guān)專業(yè)和改造升級后的傳統(tǒng)工科專業(yè)，而未來新工科專業(yè)要求學(xué)生專業(yè)精深、知識廣博，具備用已掌握的知識解決現(xiàn)有問題的能力，以及學(xué)習(xí)新知識和新技術(shù)的能力，在技能方面要求專業(yè)技術(shù)精湛，懂得經(jīng)濟、社會和管理方面的知識。該要求為新工科專業(yè)的發(fā)展指明了方向，對高校人才培養(yǎng)提出新的目標(biāo)定位和需求，特別是應(yīng)用型技術(shù)大學(xué)面臨著對傳統(tǒng)工科專業(yè)的淘汰、改造升級和對新興專業(yè)的規(guī)劃與建設(shè)。

（二）學(xué)科與專業(yè)發(fā)展方面

汽車專業(yè)是典型的多學(xué)科交叉融合專業(yè)，傳統(tǒng)汽車專業(yè)的改造升級及新能源汽車工程專業(yè)的設(shè)置與發(fā)展，需以相關(guān)學(xué)科與專業(yè)課程的改造升級為基礎(chǔ)，而數(shù)字化設(shè)計課程作為傳統(tǒng)汽車專業(yè)和新興專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)與發(fā)展方向，如何通過重構(gòu)課程體系和知識目標(biāo)，以達到新工科專業(yè)建設(shè)和工程教育要求是其課程建設(shè)的首要任務(wù)。

二、課程資源體系構(gòu)建

（一）構(gòu)建思路

第一，課程中已結(jié)構(gòu)化的知識資源是課程的基礎(chǔ)資源，高校應(yīng)重點研究其與課程知識點的相互支撐關(guān)系，如是否能夠考核學(xué)生對該知識點的掌握程度，是否能夠滿足對不同學(xué)生學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)結(jié)果的考核，是否對課程大綱所要求的知識目標(biāo)和技能目標(biāo)的實現(xiàn)起到支撐作用。

第二，課程中非結(jié)構(gòu)化的知識資源是教學(xué)的過程性資源，高校應(yīng)重點研究其對教學(xué)效果和教學(xué)目的的支撐作用，包括教學(xué)方法、教學(xué)設(shè)計、教學(xué)評價等。

第三，課程中實踐性較強的知識資源需通過教學(xué)者的不斷演示和學(xué)習(xí)者的反復(fù)實踐才能得以掌握，這部分資源的建設(shè)應(yīng)以專業(yè)需求為導(dǎo)向，持續(xù)做好設(shè)計平臺的開發(fā)和專業(yè)化建設(shè)。

（二）構(gòu)建目標(biāo)

筆者以泛雅學(xué)習(xí)通線上平臺為基礎(chǔ)，規(guī)范課程知識資源的管理，把實現(xiàn)課程知識資源的共建、共享和高效利用作為建設(shè)目標(biāo)，使其向可實踐化和可應(yīng)用化方向發(fā)展，資源體系構(gòu)建的目標(biāo)如下。

第一，把“以學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進”的理念作為課程資源體系建設(shè)目標(biāo)，結(jié)合汽車類專業(yè)工程教育特點以及學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)律，開展數(shù)字化設(shè)計課程教學(xué)資源庫建設(shè)理論研究，探索課程資源庫建設(shè)方法，為實現(xiàn)課程資源庫的共建奠定基礎(chǔ)。

第二，借鑒企業(yè)內(nèi)容管理理念，把汽車類專業(yè)及其數(shù)字化設(shè)計課程資源的建設(shè)者、使用者和共享平臺納入專業(yè)建設(shè)與課程資源的知識化管理中，利用線上教學(xué)平臺，創(chuàng)造教、學(xué)、做一體化學(xué)習(xí)與應(yīng)用場景，為學(xué)習(xí)者提供可操作、可實踐和可應(yīng)用的課程資源平臺，實現(xiàn)課程資源庫的共享。

第三，把學(xué)科和專業(yè)建設(shè)和課程教學(xué)過程中的非結(jié)構(gòu)化知識資源的管理作為課程建設(shè)的核心任務(wù)，以汽車專業(yè)工程教育要求為準，建好專業(yè)課程教學(xué)資源，支撐傳統(tǒng)專業(yè)的改革和新工科專業(yè)持續(xù)建設(shè)，發(fā)揮數(shù)字化設(shè)計課程在專業(yè)建設(shè)與發(fā)展中的基礎(chǔ)作用。

第四，開發(fā)與課程和專業(yè)人才培養(yǎng)要求相匹配的數(shù)字化設(shè)計平臺，做好平臺本地化的同時注重知識資源的創(chuàng)新，使理實訓(xùn)練落到實處，達到理論學(xué)習(xí)有目標(biāo)，實踐訓(xùn)練有實材，服務(wù)專業(yè)建設(shè)和學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)要求，使共建、共享和高效利用落地生根。

三、課程資源庫的創(chuàng)建與管理

（一）課程資源庫的創(chuàng)建

在信息爆炸、知識快速迭代、自組織體不斷涌現(xiàn)的背景下，知識與信息每天都在以驚人的速度增長，越來越多的非結(jié)構(gòu)化知識和信息不斷涌現(xiàn)，如果不能很好地將這些資源進行知識化管理，則會造成知識資源的浪費。另外，知識的教授者也希望更多地挖掘知識資源，并通過平臺共享給學(xué)習(xí)者，使其學(xué)習(xí)者能夠全面地、多渠道、多途徑地學(xué)習(xí)。這樣，不僅可以保障課程知識資源的應(yīng)有作用，還可以挖掘其潛在價值。課程資源體系框架如表1所示。

（二）課程資源庫的管理

1.管理機制

管理機制的本質(zhì)是明確管理系統(tǒng)的內(nèi)在聯(lián)系、功能和運行原理，是實現(xiàn)資源高效管理的關(guān)鍵。基于前文數(shù)字化設(shè)計課程資源體系的構(gòu)建思路與目標(biāo)，高校應(yīng)以挖掘知識資源的內(nèi)在聯(lián)系為基礎(chǔ)，把實現(xiàn)教學(xué)過程目標(biāo)作為基本功能，遵循教與學(xué)的運行原理，構(gòu)建高效的內(nèi)容管理及其共享、共建機制。

2.管理內(nèi)容

數(shù)字化設(shè)計課程資源具有來源與呈現(xiàn)方式的多樣性、應(yīng)用場景的開放性、支撐手段的專業(yè)化特點，且以多種格式的非結(jié)構(gòu)化信息資源為主，須借助于高效的管理平臺進行分層分類管理。

3.管理過程

資源庫的管理主要包括內(nèi)容庫的結(jié)構(gòu)化處理和非結(jié)構(gòu)化知識資源的收集、篩選、創(chuàng)建、編輯、分類、優(yōu)化、更新等，將內(nèi)容管理過程同具體的教學(xué)過程結(jié)合起來，對結(jié)構(gòu)化的知識資源采取集中管理，對非結(jié)構(gòu)化的知識資源采取分散管理，管理過程以資源的結(jié)構(gòu)化處理為核心，結(jié)合數(shù)字化設(shè)計平臺，把教、學(xué)、做過程融合到平臺中。

4.技術(shù)手段

基于資源庫應(yīng)用與管理需要，高校需借助內(nèi)容管理系統(tǒng)實現(xiàn)對知識資源的采集與創(chuàng)建、內(nèi)容信息的傳遞與分享等，以泛雅學(xué)習(xí)通為平臺實現(xiàn)教學(xué)過程的線上技術(shù)支撐，以課程資源為基礎(chǔ)開發(fā)專門的資源管理系統(tǒng)，并與線上平臺對接，實現(xiàn)對資源庫的管理。

四、課程資源庫的應(yīng)用與實踐

（一）課程資源庫的應(yīng)用

首先，對于數(shù)字化設(shè)計相關(guān)課程中已結(jié)構(gòu)化和知識化的資源，高校應(yīng)從知識考核與應(yīng)用的優(yōu)化入手，利用電子化教輔資源，作為其課前和課后的學(xué)習(xí)資源；把課程題庫對應(yīng)到課程知識點中，從知識點的難易程度、考核要求和學(xué)生的學(xué)情等方面對課程題庫進行優(yōu)化與分類。

其次，對于數(shù)字化設(shè)計相關(guān)課程中非結(jié)構(gòu)化和知識化的資源，高校應(yīng)從挖掘知識的實際應(yīng)用價值入手，將實踐性強的知識點微視頻化，以項目和任務(wù)的形式發(fā)布，使其對知識點的考查形成閉環(huán)，以學(xué)生為中心，以實踐應(yīng)用為目的，用好線上和線下平臺，發(fā)揮非結(jié)構(gòu)化知識和信息資源的價值。

最后，對于數(shù)字化設(shè)計平臺重在開發(fā)和應(yīng)用，高校應(yīng)從設(shè)計平臺的創(chuàng)建、開發(fā)、培訓(xùn)和本地化入手，搭建與產(chǎn)品設(shè)計相接軌的設(shè)計、開發(fā)與應(yīng)用場景，滿足學(xué)生對實踐過程真實感的要求，使學(xué)生的收獲感更強烈。

（二）課程資源庫的實踐

學(xué)生通過泛雅學(xué)習(xí)通線上學(xué)習(xí)平臺的單元知識導(dǎo)航熟悉本講課的知識體系、學(xué)習(xí)目標(biāo)與要求、學(xué)習(xí)重點與難點、學(xué)習(xí)準備與方法指導(dǎo)等，其中學(xué)習(xí)準備所涉及的教輔材料、知識拓展和網(wǎng)絡(luò)資源通過學(xué)習(xí)通資源庫進行共享，線下環(huán)節(jié)通過集中講授使學(xué)生掌握重點，理解難點。課后，教師以多形式的作業(yè)環(huán)節(jié)使學(xué)生鞏固知識點，其中基礎(chǔ)作業(yè)以客觀題為主，習(xí)題作業(yè)以作圖訓(xùn)練為主，作圖作業(yè)以大圖訓(xùn)練為主，所有作業(yè)均建立形式多樣化的題庫，采取線上發(fā)布與批閱，學(xué)習(xí)效果較好。

（三）實踐案例

初建的汽車專業(yè)數(shù)字化設(shè)計與應(yīng)用平臺以CAD為基礎(chǔ)，為學(xué)生提供SW、UG和CATIA等軟件學(xué)習(xí)平臺，電子圖冊、視頻課、微課堂等多樣化的知識資源，滿足了不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，所搭建的訓(xùn)練題庫涵蓋平面圖、三視圖及軸測圖、常用件工程圖、功能件工程圖、汽車關(guān)重件工程圖圖樣庫，學(xué)習(xí)者可以通過此平臺由簡到難進行實踐訓(xùn)練。同時，為滿足學(xué)科競賽需求，高校在中望CAD基礎(chǔ)上開發(fā)學(xué)生競賽題庫，為先進成圖、輕量化和創(chuàng)新設(shè)計與實踐等競賽提供了很好的平臺。

五、結(jié)論

第一，新工科專業(yè)是以新興產(chǎn)業(yè)為基礎(chǔ)建立和開設(shè)的，但又離不開現(xiàn)有學(xué)科與專業(yè)的支撐，因此，高校對現(xiàn)有學(xué)科和專業(yè)知識資源的有效整合和挖掘，既能夯實新工科專業(yè)的基礎(chǔ)，又能適應(yīng)當(dāng)前新興產(chǎn)業(yè)對應(yīng)用型工程人才的需求。

第二，資源庫的內(nèi)容管理有賴于好的管理機制的建立和創(chuàng)新，高校應(yīng)以工程教育為抓手，把教與學(xué)的過程落實到課程資源庫的管理中，持續(xù)提高知識資源的利用和共享效率。

第三，資源庫的高效應(yīng)用是最終目的，高校需要在教與學(xué)的實踐過程中不斷積累方法，總結(jié)經(jīng)驗，抓住知識資源對學(xué)科與專業(yè)建設(shè)的支撐點，用好線上線下平臺和必要的管理工具，不斷完善管理機制，注重應(yīng)用與實踐成效，持續(xù)改進，不斷創(chuàng)新。

第四，數(shù)字化設(shè)計理論的實踐需借助設(shè)計平臺來實現(xiàn)，好的平臺需要不斷地開發(fā)和本地化建設(shè)，所以高校需做好課程資源體系的長遠規(guī)劃和持續(xù)建設(shè)。

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基金項目：甘肅省蘭州工業(yè)學(xué)院2023年新工科研究與實踐項目“汽車專業(yè)數(shù)字化設(shè)計課程教學(xué)資源體系建設(shè)與實踐”，項目編號：2023-LGYXGK-16。