基于数字资源的高职核心专业课程建设研究——以船舶工程技术专业船舶建造课程为例

孙程程

渤海船舶职业学院，辽宁 兴城 125100

数字化教育资源，就是依托计算机和发达的网络，通过多种形式展现给学习者的共享型多媒体资源。随着现代教育技术的不断发展，课堂中运用数字教育资源的优越性得到了越来越多教育工作者的认可。但如何正确、合理、有效地将数字化教学资源运用到高职教育专业课程中来，达到提高高职学生学习能力、操作能力、分析能力的教学目的，并增强他们的安全意识、爱岗意识、爱国意识，目前仍是各类高职院校面临的严峻课题。本文以船舶工程技术专业船舶建造课程为例来探讨如何基于数字资源来建设高职教育专业核心课程。

一、数字资源融入船舶工程类技术专业课程的背景

（一）当前教学中数字资源应用的现状

高职船舶工程技术专业本身专业性很强，学生就业主要面向国内的船舶制造相关企业，即各大造船厂。国内船厂主要集中在南方沿海、沿江地区，这就造成了学生就业地区受限。造船是需要经验和技术的制造产业，船厂每年人员的流动数量有限，学生就业面较窄，因此开设相关专业的高职院校数量很少。

由于专业的不广泛性，进而可共享、交流的资源就比较少，各个共享课程学习平台上相关专业课程的数量就更少。这里以中国大学MOOC 平台为例，截至2023 年3 月14 日，以“船舶”为关键词搜索，结果是共有161 门课程，而跟“船舶工程技术”相关的课程只有9 门，且线上资源的主要内容是船舶概论相关知识。船舶属于大型建筑物，它将来的工作环境与陆地的工作环境相比较为恶劣，船舶在建造过程中要考虑的因素就更多。船舶建造类专业学生主要学习造船的相关知识，但在线课程平台上这类课程数量不多。因此，要想形成船舶建造行业系统的、完整的线上共享型资源，就需要各高职院校花费更大的人力、物力和财力。

线上教学资源以课程视频为主，并配以PPT 课件以及大量在线作业和测试题库。船舶建造课程作为高职船舶工程技术专业的核心课程，除了要求学生掌握“造船”的理论知识外[1]，还要求学生掌握钢料加工、切割、装配和焊接等实践操作技能。因此，单纯依靠在线课程是不够的，也要在丰富数字资源类型的同时，想办法增强学生操作的技能。

目前，船舶类各高职院校在数字资源融入专业课程方面都处在摸索阶段，各船舶类高职院校的数字资源都很杂乱，信息化发展进程参差不齐[2]。我院（渤海船舶职业学院） 是北方唯一开设船舶工程技术专业的高职院校，在运用数字化资源进行课程改革的道路上没有范本可以模仿，加上政府投入有限，数字资源融入课程的进度与南方其他院校相比较慢。

（二）数字资源融入船舶工程类技术专业课程的必然性

我院船舶工程技术专业主要是为北方地区各大船舶建造及相关企业输送钢料加工、船体装配等方面相关的技能型人才。一方面由于我院地处北方，学生大多数来自东北三省，倾向离家近就业，又由于北方船舶企业数量不多，接收学生就业的能力有限，所以学生就业压力较大。

船舶本身就不是生活化的事物，再加上船舶行业的保密性又很高，因此学生很难从现实生活中和网上查阅到专业的船舶建造资料，这就造成学生很难自己去了解和掌握当前最新的船舶建造技术。再加上船舶建造技术发展日新月异，学校配套的设备要想跟上技术发展的脚步，就需要不断更新和升级，而这需要大量资金不断地投入。

船舶工程技术专业属于工科专业，课程内容很枯燥且抽象，单纯依靠教师课堂上讲解理论内容，学生很难理解，因此，想办法让专业课变得生动、可操作是目前急需解决的问题。

（三）数字资源融入船舶工程类技术专业课程的可行性[3]

当代高职学生从小就接触计算机，对计算机和网络的兴趣很高，并能够熟练地进行操作，所以，我们可以抓住学生这一特点，提高学生学习的热情。我们将专业课程分为理论课和实践课两部分。理论部分用线上平台课程的形式完成，便于学生理解所学内容。实践部分可以用虚拟仿真技术辅助完成，使学生提高动手操作能力，规范操作意识，降低安全隐患。

船舶工程技术专业主要培养学生船舶建造方面的能力[4]，所以，找到一种学生感兴趣、易理解、愿意上手操作，且学校总体投入较少的教学方法就十分必要了。由于船舶的非生活化，造成学生无法想象和参照他们熟悉的事物来学习船舶知识。更由于学生生活能力较差，造成了他们的规范操作意识不强、动手操作能力较弱。我们将数字资源应用于船用课程教学中，帮助学生克服以上的问题，可以达到船舶工程技术专业的培养目标。课程理论部分可以采用动画、视频、图片、微课、课件等方式，帮助学生认识船舶的构造；实践部分采用虚拟仿真技术，辅助学生规范工艺，加深学生对重要的操作步骤及注意事项的印象，尽可能避免操作错误，降低实践操作危险性。

二、船舶工程类技术专业数字资源建设

（一）理论知识部分

1.构建信息化课程

以专业为单位，建设各自的线上课程，不断完善线上资源。我院船舶建造课程是船舶工程技术专业的核心课程，因此建成了学院第一批线上课程[5]。我院线上课程于2016 年11 月开始建设，2017 年5月试运行。到目前为止的7 年多的时间里，教师根据学生反馈信息及行业发展的动态，不断调整和充实线上教学的内容，课程在借助平台资源的基础上形成了较成熟的线上线下混合的教学模式[6]。

教师不断充实平台上的微课、视频、图片等资源，使知识点更加详细，更加易于理解，方便学生更好地去学习。设置课前相关话题讨论、课后测试等模块，将原本在课堂上通过老师讲解的理论知识分成几大模块，学生自主讨论学习，让学生成为课堂的主导者。弱化教师的课堂讲解后，教师只需根据教学情况，在平台、微信群或者课堂上对重点问题有针对性地进行指导，节约了大量的课上时间。学生可以利用这段时间加强动手实操的练习，学习效果更好。

2.建设信息化教学平台

学院以系部为单位，努力开发各专业的线上课程，不断完善线上资源。综合各系部线上资源，我院开发了学校的在线教育综合平台——课程伴侣APP。借助这个平台，学院的课程基本上完成了对应线上课程的建设，并不断地扩充线上资源。

我院以船舶工程技术专业课程为核心，以互联网为基础的教学平台，将专业核心课程的理论教学内容转成网络课程。依托这个教学平台，大多数的课程均可采用线上教学与线下教学相结合的教学模式[7]。通过对学生的自主学习和探索学习能力的有效培养，提高了教学品质。平台为教师和学生提供大量专业相关资料，并且不断地更新完善，便于教师和学生进行交流学习。

3.搭建专业课程资源库

以学校为单位，搭建专业课程资源库。资源库整合各二级学院或系部的优秀课程资源，方便在校学生的线上学习。资源库也可以承担一定的社会服务作用，可以将专业课程教学内容与就业岗位实际工作紧密关联，满足社会培训的要求。同时，资源库也能实现信息查询、就业支持等功能。资源库资源紧跟行业发展与教育发展，内容是以实际运用为目标，并且具有实用性和实效性。

各船舶类高职院校以及相关船舶企业和研究机构需要通力合作，不断地建设船舶工程技术专业相关资源，并及时地更新资源库里的内容。

（二）实践操作部分

现代船舶工业发展日新月异，船舶建造的新工艺和新设备层出不穷。对于船舶类职业院校的学生来说，掌握最新的工艺技术可以帮助学生理解船舶建造过程，也能让学生尽快进入到工作状态，为后续就业做铺垫。船舶类高职院校要想跟上船舶工业发展的脚步，尽早地将最先进、最实用的工艺技术传授给学生，就需要及时更新学校的实操教学设备，提高教师的教学水平。目前，对于高职院校来说，教学经费有限，很难保证学生实操设备的数量，也更难保证设备更新速度。因此，我们需要找到一种投入相对较低、更新花费较少，但能满足更多学生参与到实操的技术。虚拟仿真技术，正好可以解决上述问题。这里以船舶建造课程为例进行阐述。

1.船厂概况虚拟仿真系统

我们运用了近几年比较流行的AR 技术，该技术可以让学生仿佛置身于真实的船舶和船舶建造场地之中，便于学生了解船厂概况。

（1）参观模式

利用AR 技术，首先学生可以在固定的高度俯瞰整个厂区，了解船厂的布局。通过俯视，学生可以了解船厂总布置及其特点。接着学生可以利用AR技术，以规划好的行进路线对船厂及设备进行了解。在参观模式中，通过点击不同的“模式按钮”可以切换模式，学生可以根据系统默认设置的船厂浏览规划路径，或者利用AR 技术以自定义路径对船厂进行完全真实的浏览。浏览路径包含各生产车间、码头、船坞、分段堆场等场地，浏览内容包括分段、总段建造各阶段。参观全程配以语音和动画的讲解。通过虚拟参观，真实地还原船厂建造环境，学生可以基本了解船厂的概况。

（2）漫游模式

利用AR 技术，学生可以自由地在船厂中漫游，选择自己想要观看的内容，如小组立建造、中组立建造、分段建造、分段涂装、总组、船坞搭载等船舶建造工艺流程动画，了解从船舶建造准备到交船各阶段需要完成的工作及所用的设备和工艺。所有可看到的厂房（场地） 及设备都有标识牌。移动到标识牌的前方时，可以进入对应厂房或播放对应设备的介绍及动画。学生以第一视角进入到各个车间，观察车间内的生产规模、生产性质及协作关系。通过漫游船厂，学生有真实的参与感，便于他们将枯燥的知识理解和消化。

2.船舶建造虚拟仿真系统

船舶建造虚拟仿真系统主要侧重实践操作过程，让学生了解和熟悉船舶建造过程中的部件、分段及总段装配顺序。

系统以一条实船模型为蓝本，选择最具代表性的几个分段。虚拟仿真这几个分段从零件加工、到小组立建造、中组立建造、分段建造、总组、搭载完整的建造过程[8]。每个阶段，学生都可观看到装配图纸、套料图纸、结构图纸等完成如零件加工（钢材与处理、钢材开坡口、曲面板架）、小组立、中组立（组立精度、焊接、装配）、分段等的操作。

（1）PC 端操作

这里以钢料加工为例阐述PC 端操作。在钢料加工中，需要通过图纸获得相关的参数，如板材厚度、加工形式等，然后完成零件的加工过程。学生利用PC 端操作，详细地对每一个加工步骤进行训练，从而让学生能更清晰地掌握船舶建造中的细节操作。

学生通过鼠标点击选择【菜单】→【钢料加工】→【零件】，选择好零件后，点击【训练】按钮，进入零件加工训练。可以选择零件加工的类型，如开坡口、单面弯曲、双面弯曲、折边等。进入选择加工工艺界面后，可以根据零件加工的需要选择对应的工艺流程及设备，系统自动记录操作状态，并给学生打分。

表1 零件加工工艺及对应设备

操作过程中，如果发现工艺或者设备选择有错误，系统会弹出提示。学生可以根据提示，并查阅系统的零件图纸，点击“重新选择”按钮，清空所有选择，重新开始练习。

表2 零件加工工艺流程

（2）VR 设备操作

VR 技术可以让学生置身于真实的船舶建造场地之中，能够真实地还原船厂的建造环境，便于学生理解船舶建造过程，让学生有真实的参与感。系统可自动记录学生的操作状态，并对误差进行提醒和更正。人机交互功能使学生在模拟系统中实现较真实的操作。

这里以双层底分段的装焊程序为例进行介绍。学生通过佩戴VR 眼镜，手持操作手柄，在虚拟场景中按照自己的理解完成相关装配过程。在装配之前，要了解图纸的一些简单要求，如焊接的一些规范要求、分段装配的顺序等。

学生通过操纵手柄，选择对应的构件，按照一定的顺序进行划线、定位焊和装配。装配时，全部排序完成之后点击确定：排序正确则进行下一步；排序错误，系统会给出提示，学生清空流程顺序，恢复初始状态，重新进行装配。

三、数字资源融入船舶工程类技术专业课程的思路[9]

数字资源融入船舶工程类技术专业课程的思路如图1 所示。

图1 数字资源融入船舶工程类技术专业课程的思路

（一）理论知识部分

在信息化教学平台、专业课程网站及专业课程资源库的基础上，不断地完善理论教学的内容，包括微课、视频、图片等，让知识点具体生动起来，让学生更加容易理解。把以前教师在教室里讲解的时间分解成课前、课中和课后三部分，在课前设置教学内容话题的讨论、课后设置测试和拓展资料展示等环节，学生自主学习知识，讨论解决问题。教师仅需为重点问题提供指导，这样就节约了大量的课上时间，可以让学生进行更多的实践操作。辅助以其他智能化在线教学平台（比如智慧树、学堂在线等），最终让学生积极地参与到理论学习中去。这种教学方式，把零碎的时间运用了起来，相当于延长了课堂教学时间，扩大了课程的空间，也极大地增加了学生学习知识的范围。同时，各种形式的互动，形成了一种活跃的学习氛围，学生不再是消极地听讲，而是真正融入课程教学中，对所学的知识印象更深刻。

（二）实践操作部分

由于实训场地、设备和实践师资有限，加上技术、设备更新不及时，现有的实训条件很难满足学生实践技能培养的要求。为解决这些问题，可以借助船舶VR 虚拟仿真实训系统，转变传统教学“手把手”教的方式。学生可以通过虚拟船舶生产的各个环节，熟悉整个实践操作流程以及可能遇到的问题，然后再进行真正的实际操作，提升教学效果。

四、数字资源融入船舶工程类技术专业课程的设计

这里以船舶工程技术专业核心课程船舶建造课程的主机基座装配部分为例进行阐述。

（一）课前

教师：首先，教师在平台上发布讨论问题——请同学们通过各种途径寻找船舶基座的图片、视频，并根据自己的理解描述基座的外形特点及作用。其次，借助课程伴侣App 船舶建造（二） 课程的平台，上传讲解机座装配所需要的微课、视频和课件。再次，根据学生查阅的资料和问题，参与学生讨论并有针对性地解答。

学生：完成基座相关资料的搜集并上传。通过这些数字材料，了解基座的构成。学生对于自己不理解的地方，在平台讨论区或者微信群里发出来，和教师、同学共同参与讨论，解决问题。

（二）课中

教师：将主机基座的二维图发送给学生。

学生：借助CAD 软件，绘制出主机基座三维模型图。在二维图转换成三维图的过程中，学生了解基座各个零件的位置关系，便于后续的装配实践。

教师：布置主机基座的虚拟装配任务及答疑。

学生：在仿真系统上，找到主机基座的零件库，选择对应零件，并按照一定装配流程进行装配。

教师：布置主机基座的真实装配任务及答疑。

学生：根据在PC 端和VR 设备上的练习，参照图纸完成主机基座的真实装配。

教师：发布测试及与主机基座相关的拓展任务。

学生：完成测试；查阅资料完成拓展任务。

五、数字化资源融入船舶工程类技术专业课程的重要意义

研究数字化资源在船舶工程技术专业课程中的运用，以适应当前“互联网+”形势下的高职教育教学模式的转变，满足船舶建造工业新的就业岗位需求，突破了传统的教学观念。依托互联网高速发展的大背景，使课程教学紧随时代信息化发展的步伐，以培养受企业欢迎的高技能船舶建造人才。

新颖的课程资源形式可以激发学生学习热情。尤其像船舶工程技术专业这样理论内容很抽象的、并有同步实操的工科课程，可以为学生创设出真实的教学情境。课程资源可以调动学生学习积极性，极大地激发学生学习热情[10]，使学生积极参与到学习之中，也增强他们学习的体验性。资源库可以有效地整合教学资源，可以保证框架设计适应性强、资源使用面广，不断拓宽学生的知识面。

总之，在船舶工程技术专业课的教学中融入数字资源是当务之急。但数字资源并不是课程的全部，毕竟学生需要有真正的实际操作能力才能更好地进入船厂工作。拓宽视野、增长见识、加深记忆，是数字资源教学的主要目的，所以，现代高职高专船舶工程技术专业课程只有与传统教学有机融合，才能更好地提高教学效益。