新工科背景下数字化设计课程资源体系建设与实践

2024-03-27杜遥焦健王东亮陈永哲

知识窗·教师版 2024年1期

杜遥　焦健　王东亮　陈永哲

摘要：文章以新工科背景下的汽车专业数字化设计课程资源体系建设与实践应用为研究对象，结合新形态下工程教育特点，研究数字化设计课程资源体系构建的方法与路径，提出数字化设计课程资源库建设与管理的关键技术，并以此对资源库的应用与实践提出构想。

关键词：新工科；数字化设计；知识管理；资源体系

为应对新一轮科技革命与产业变革需要，支撑我国服务创新驱动发展和“中国制造2025”战略实施，2017年教育部开始推进以新经济、新产业为背景的新工科建设和实践，一方面设置和发展一批新兴工科专业，另一方面推动现有工科专业的升级和转型，探索形成领跑全球工程教育的中国模式和经验，助力我国高等教育强国建设。下面，笔者在高校新工科建设背景下结合新形态下工程教育特点，以兰州工业学院汽车工程学院汽车类专业数字化设计课程资源体系建设为例，从新工科的需求分析、课程资源体系构建、课程资源库的创建与管理、课程资源库的应用与实践等方面展开分析与研究。

一、新工科的需求分析

（一）人才需求方面

新工科以新产业和新经济为基础，包括新兴产业涉及的相关专业和改造升级后的传统工科专业，而未来新工科专业要求学生专业精深、知识广博，具备用已掌握的知识解决现有问题的能力，以及学习新知识和新技术的能力，在技能方面要求专业技术精湛，懂得经济、社会和管理方面的知识。该要求为新工科专业的发展指明了方向，对高校人才培养提出新的目标定位和需求，特别是应用型技术大学面临着对传统工科专业的淘汰、改造升级和对新兴专业的规划与建设。

（二）学科与专业发展方面

汽车专业是典型的多学科交叉融合专业，传统汽车专业的改造升级及新能源汽车工程专业的设置与发展，需以相关学科与专业课程的改造升级为基础，而数字化设计课程作为传统汽车专业和新兴专业的学科基础与发展方向，如何通过重构课程体系和知识目标，以达到新工科专业建设和工程教育要求是其课程建设的首要任务。

二、课程资源体系构建

（一）构建思路

第一，课程中已结构化的知识资源是课程的基础资源，高校应重点研究其与课程知识点的相互支撑关系，如是否能够考核学生对该知识点的掌握程度，是否能够满足对不同学生学习行为和学习结果的考核，是否对课程大纲所要求的知识目标和技能目标的实现起到支撑作用。

第二，课程中非结构化的知识资源是教学的过程性资源，高校应重点研究其对教学效果和教学目的的支撑作用，包括教学方法、教学设计、教学评价等。

第三，课程中实践性较强的知识资源需通过教学者的不断演示和学习者的反复实践才能得以掌握，这部分资源的建设应以专业需求为导向，持续做好设计平台的开发和专业化建设。

（二）构建目标

笔者以泛雅学习通线上平台为基础，规范课程知识资源的管理，把实现课程知识资源的共建、共享和高效利用作为建设目标，使其向可实践化和可应用化方向发展，资源体系构建的目标如下。

第一，把“以学生中心、产出导向、持续改进”的理念作为课程资源体系建设目标，结合汽车类专业工程教育特点以及学生的学习规律，開展数字化设计课程教学资源库建设理论研究，探索课程资源库建设方法，为实现课程资源库的共建奠定基础。

第二，借鉴企业内容管理理念，把汽车类专业及其数字化设计课程资源的建设者、使用者和共享平台纳入专业建设与课程资源的知识化管理中，利用线上教学平台，创造教、学、做一体化学习与应用场景，为学习者提供可操作、可实践和可应用的课程资源平台，实现课程资源库的共享。

第三，把学科和专业建设和课程教学过程中的非结构化知识资源的管理作为课程建设的核心任务，以汽车专业工程教育要求为准，建好专业课程教学资源，支撑传统专业的改革和新工科专业持续建设，发挥数字化设计课程在专业建设与发展中的基础作用。

第四，开发与课程和专业人才培养要求相匹配的数字化设计平台，做好平台本地化的同时注重知识资源的创新，使理实训练落到实处，达到理论学习有目标，实践训练有实材，服务专业建设和学生培养目标要求，使共建、共享和高效利用落地生根。

三、课程资源库的创建与管理

（一）课程资源库的创建

在信息爆炸、知识快速迭代、自组织体不断涌现的背景下，知识与信息每天都在以惊人的速度增长，越来越多的非结构化知识和信息不断涌现，如果不能很好地将这些资源进行知识化管理，则会造成知识资源的浪费。另外，知识的教授者也希望更多地挖掘知识资源，并通过平台共享给学习者，使其学习者能够全面地、多渠道、多途径地学习。这样，不仅可以保障课程知识资源的应有作用，还可以挖掘其潜在价值。课程资源体系框架如表1所示。

（二）课程资源库的管理

1.管理机制

管理机制的本质是明确管理系统的内在联系、功能和运行原理，是实现资源高效管理的关键。基于前文数字化设计课程资源体系的构建思路与目标，高校应以挖掘知识资源的内在联系为基础，把实现教学过程目标作为基本功能，遵循教与学的运行原理，构建高效的内容管理及其共享、共建机制。

2.管理内容

数字化设计课程资源具有来源与呈现方式的多样性、应用场景的开放性、支撑手段的专业化特点，且以多种格式的非结构化信息资源为主，须借助于高效的管理平台进行分层分类管理。

3.管理过程

资源库的管理主要包括内容库的结构化处理和非结构化知识资源的收集、筛选、创建、编辑、分类、优化、更新等，将内容管理过程同具体的教学过程结合起来，对结构化的知识资源采取集中管理，对非结构化的知识资源采取分散管理，管理过程以资源的结构化处理为核心，结合数字化设计平台，把教、学、做过程融合到平台中。

4.技术手段

基于资源库应用与管理需要，高校需借助内容管理系统实现对知识资源的采集与创建、内容信息的传递与分享等，以泛雅学习通为平台实现教学过程的线上技术支撑，以课程资源为基础开发专门的资源管理系统，并与线上平台对接，实现对资源库的管理。

四、课程资源库的应用与实践

（一）课程资源库的应用

首先，对于数字化设计相关课程中已结构化和知识化的资源，高校应从知识考核与应用的优化入手，利用电子化教辅资源，作为其课前和课后的学习资源；把课程题库对应到课程知识点中，从知识点的难易程度、考核要求和学生的学情等方面对课程题库进行优化与分类。

其次，对于数字化设计相关课程中非结构化和知识化的资源，高校应从挖掘知识的实际应用价值入手，将实践性强的知识点微视频化，以项目和任务的形式发布，使其对知识点的考查形成闭环，以学生为中心，以实践应用为目的，用好线上和线下平台，发挥非结构化知识和信息资源的价值。

最后，对于数字化设计平台重在开发和应用，高校应从设计平台的创建、开发、培训和本地化入手，搭建与产品设计相接轨的设计、开发与应用场景，满足学生对实践过程真实感的要求，使学生的收获感更强烈。

（二）课程资源库的实践

学生通过泛雅学习通线上学习平台的单元知识导航熟悉本讲课的知识体系、学习目标与要求、学习重点与难点、学习准备与方法指导等，其中学习准备所涉及的教辅材料、知识拓展和网络资源通过学习通资源库进行共享，线下环节通过集中讲授使学生掌握重点，理解难点。课后，教师以多形式的作业环节使学生巩固知识点，其中基础作业以客观题为主，习题作业以作图训练为主，作图作业以大图训练为主，所有作业均建立形式多样化的题库，采取线上发布与批阅，学习效果较好。

（三）实践案例

初建的汽车专业数字化设计与应用平台以CAD为基础，为学生提供SW、UG和CATIA等软件学习平台，电子图册、视频课、微课堂等多样化的知识资源，满足了不同学生的学习需求，所搭建的训练题库涵盖平面图、三视图及轴测图、常用件工程图、功能件工程图、汽车关重件工程图图样库，学习者可以通过此平台由简到难进行实践训练。同时，为满足学科竞赛需求，高校在中望CAD基础上开发学生竞赛题库，为先进成图、轻量化和创新设计与实践等竞赛提供了很好的平台。

五、結论

第一，新工科专业是以新兴产业为基础建立和开设的，但又离不开现有学科与专业的支撑，因此，高校对现有学科和专业知识资源的有效整合和挖掘，既能夯实新工科专业的基础，又能适应当前新兴产业对应用型工程人才的需求。

第二，资源库的内容管理有赖于好的管理机制的建立和创新，高校应以工程教育为抓手，把教与学的过程落实到课程资源库的管理中，持续提高知识资源的利用和共享效率。

第三，资源库的高效应用是最终目的，高校需要在教与学的实践过程中不断积累方法，总结经验，抓住知识资源对学科与专业建设的支撑点，用好线上线下平台和必要的管理工具，不断完善管理机制，注重应用与实践成效，持续改进，不断创新。

第四，数字化设计理论的实践需借助设计平台来实现，好的平台需要不断地开发和本地化建设，所以高校需做好课程资源体系的长远规划和持续建设。

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