基于數字資源的高職核心專業課程建設研究
——以船舶工程技術專業船舶建造課程為例

孫程程

渤海船舶職業學院，遼寧 興城 125100

數字化教育資源，就是依托計算機和發達的網絡，通過多種形式展現給學習者的共享型多媒體資源。隨著現代教育技術的不斷發展，課堂中運用數字教育資源的優越性得到了越來越多教育工作者的認可。但如何正確、合理、有效地將數字化教學資源運用到高職教育專業課程中來，達到提高高職學生學習能力、操作能力、分析能力的教學目的，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峻課題。本文以船舶工程技術專業船舶建造課程為例來探討如何基于數字資源來建設高職教育專業核心課程。

一、數字資源融入船舶工程類技術專業課程的背景

（一）當前教學中數字資源應用的現狀

高職船舶工程技術專業本身專業性很強，學生就業主要面向國內的船舶制造相關企業，即各大造船廠。國內船廠主要集中在南方沿海、沿江地區，這就造成了學生就業地區受限。造船是需要經驗和技術的制造產業，船廠每年人員的流動數量有限，學生就業面較窄，因此開設相關專業的高職院校數量很少。

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

線上教學資源以課程視頻為主，并配以PPT 課件以及大量在線作業和測試題庫。船舶建造課程作為高職船舶工程技術專業的核心課程，除了要求學生掌握“造船”的理論知識外[1]，還要求學生掌握鋼料加工、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，也要在豐富數字資源類型的同時，想辦法增強學生操作的技能。

目前，船舶類各高職院校在數字資源融入專業課程方面都處在摸索階段，各船舶類高職院校的數字資源都很雜亂，信息化發展進程參差不齊[2]。我院（渤海船舶職業學院） 是北方唯一開設船舶工程技術專業的高職院校，在運用數字化資源進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，數字資源融入課程的進度與南方其他院校相比較慢。

（二）數字資源融入船舶工程類技術專業課程的必然性

我院船舶工程技術專業主要是為北方地區各大船舶建造及相關企業輸送鋼料加工、船體裝配等方面相關的技能型人才。一方面由于我院地處北方，學生大多數來自東北三省，傾向離家近就業，又由于北方船舶企業數量不多，接收學生就業的能力有限，所以學生就業壓力較大。

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

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

（三）數字資源融入船舶工程類技術專業課程的可行性[3]

當代高職學生從小就接觸計算機，對計算機和網絡的興趣很高，并能夠熟練地進行操作，所以，我們可以抓住學生這一特點，提高學生學習的熱情。我們將專業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，便于學生理解所學內容。實踐部分可以用虛擬仿真技術輔助完成，使學生提高動手操作能力，規范操作意識，降低安全隱患。

船舶工程技術專業主要培養學生船舶建造方面的能力[4]，所以，找到一種學生感興趣、易理解、愿意上手操作，且學校總體投入較少的教學方法就十分必要了。由于船舶的非生活化，造成學生無法想象和參照他們熟悉的事物來學習船舶知識。更由于學生生活能力較差，造成了他們的規范操作意識不強、動手操作能力較弱。我們將數字資源應用于船用課程教學中，幫助學生克服以上的問題，可以達到船舶工程技術專業的培養目標。課程理論部分可以采用動畫、視頻、圖片、微課、課件等方式，幫助學生認識船舶的構造；實踐部分采用虛擬仿真技術，輔助學生規范工藝，加深學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、船舶工程類技術專業數字資源建設

（一）理論知識部分

1.構建信息化課程

以專業為單位，建設各自的線上課程，不斷完善線上資源。我院船舶建造課程是船舶工程技術專業的核心課程，因此建成了學院第一批線上課程[5]。我院線上課程于2016 年11 月開始建設，2017 年5月試運行。到目前為止的7 年多的時間里，教師根據學生反饋信息及行業發展的動態，不斷調整和充實線上教學的內容，課程在借助平臺資源的基礎上形成了較成熟的線上線下混合的教學模式[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，更加易于理解，方便學生更好地去學習。設置課前相關話題討論、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，學生自主討論學習，讓學生成為課堂的主導者。弱化教師的課堂講解后，教師只需根據教學情況，在平臺、微信群或者課堂上對重點問題有針對性地進行指導，節約了大量的課上時間。學生可以利用這段時間加強動手實操的練習，學習效果更好。

2.建設信息化教學平臺

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

我院以船舶工程技術專業課程為核心，以互聯網為基礎的教學平臺，將專業核心課程的理論教學內容轉成網絡課程。依托這個教學平臺，大多數的課程均可采用線上教學與線下教學相結合的教學模式[7]。通過對學生的自主學習和探索學習能力的有效培養，提高了教學品質。平臺為教師和學生提供大量專業相關資料，并且不斷地更新完善，便于教師和學生進行交流學習。

3.搭建專業課程資源庫

以學校為單位，搭建專業課程資源庫。資源庫整合各二級學院或系部的優秀課程資源，方便在校學生的線上學習。資源庫也可以承擔一定的社會服務作用，可以將專業課程教學內容與就業崗位實際工作緊密關聯，滿足社會培訓的要求。同時，資源庫也能實現信息查詢、就業支持等功能。資源庫資源緊跟行業發展與教育發展，內容是以實際運用為目標，并且具有實用性和實效性。

各船舶類高職院校以及相關船舶企業和研究機構需要通力合作，不斷地建設船舶工程技術專業相關資源，并及時地更新資源庫里的內容。

（二）實踐操作部分

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

1.船廠概況虛擬仿真系統

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

（1）參觀模式

利用AR 技術，首先學生可以在固定的高度俯瞰整個廠區，了解船廠的布局。通過俯視，學生可以了解船廠總布置及其特點。接著學生可以利用AR技術，以規劃好的行進路線對船廠及設備進行了解。在參觀模式中，通過點擊不同的“模式按鈕”可以切換模式，學生可以根據系統默認設置的船廠瀏覽規劃路徑，或者利用AR 技術以自定義路徑對船廠進行完全真實的瀏覽。瀏覽路徑包含各生產車間、碼頭、船塢、分段堆場等場地，瀏覽內容包括分段、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境，學生可以基本了解船廠的概況。

（2）漫游模式

利用AR 技術，學生可以自由地在船廠中漫游，選擇自己想要觀看的內容，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，了解從船舶建造準備到交船各階段需要完成的工作及所用的設備和工藝。所有可看到的廠房（場地） 及設備都有標識牌。移動到標識牌的前方時，可以進入對應廠房或播放對應設備的介紹及動畫。學生以第一視角進入到各個車間，觀察車間內的生產規模、生產性質及協作關系。通過漫游船廠，學生有真實的參與感，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

船舶建造虛擬仿真系統主要側重實踐操作過程，讓學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。

系統以一條實船模型為藍本，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，學生都可觀看到裝配圖紙、套料圖紙、結構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的參數，如板材厚度、加工形式等，然后完成零件的加工過程。學生利用PC 端操作，詳細地對每一個加工步驟進行訓練，從而讓學生能更清晰地掌握船舶建造中的細節操作。

學生通過鼠標點擊選擇【菜單】→【鋼料加工】→【零件】，選擇好零件后，點擊【訓練】按鈕，進入零件加工訓練。可以選擇零件加工的類型，如開坡口、單面彎曲、雙面彎曲、折邊等。進入選擇加工工藝界面后，可以根據零件加工的需要選擇對應的工藝流程及設備，系統自動記錄操作狀態，并給學生打分。

表1 零件加工工藝及對應設備

操作過程中，如果發現工藝或者設備選擇有錯誤，系統會彈出提示。學生可以根據提示，并查閱系統的零件圖紙，點擊“重新選擇”按鈕，清空所有選擇，重新開始練習。

表2 零件加工工藝流程

（2）VR 設備操作

VR 技術可以讓學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境，便于學生理解船舶建造過程，讓學生有真實的參與感。系統可自動記錄學生的操作狀態，并對誤差進行提醒和更正。人機交互功能使學生在模擬系統中實現較真實的操作。

這里以雙層底分段的裝焊程序為例進行介紹。學生通過佩戴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，如焊接的一些規范要求、分段裝配的順序等。

學生通過操縱手柄，選擇對應的構件，按照一定的順序進行劃線、定位焊和裝配。裝配時，全部排序完成之后點擊確定：排序正確則進行下一步；排序錯誤，系統會給出提示，學生清空流程順序，恢復初始狀態，重新進行裝配。

三、數字資源融入船舶工程類技術專業課程的思路[9]

數字資源融入船舶工程類技術專業課程的思路如圖1 所示。

圖1 數字資源融入船舶工程類技術專業課程的思路

（一）理論知識部分

在信息化教學平臺、專業課程網站及專業課程資源庫的基礎上，不斷地完善理論教學的內容，包括微課、視頻、圖片等，讓知識點具體生動起來，讓學生更加容易理解。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，在課前設置教學內容話題的討論、課后設置測試和拓展資料展示等環節，學生自主學習知識，討論解決問題。教師僅需為重點問題提供指導，這樣就節約了大量的課上時間，可以讓學生進行更多的實踐操作。輔助以其他智能化在線教學平臺（比如智慧樹、學堂在線等），最終讓學生積極地參與到理論學習中去。這種教學方式，把零碎的時間運用了起來，相當于延長了課堂教學時間，擴大了課程的空間，也極大地增加了學生學習知識的范圍。同時，各種形式的互動，形成了一種活躍的學習氛圍，學生不再是消極地聽講，而是真正融入課程教學中，對所學的知識印象更深刻。

（二）實踐操作部分

由于實訓場地、設備和實踐師資有限，加上技術、設備更新不及時，現有的實訓條件很難滿足學生實踐技能培養的要求。為解決這些問題，可以借助船舶VR 虛擬仿真實訓系統，轉變傳統教學“手把手”教的方式。學生可以通過虛擬船舶生產的各個環節，熟悉整個實踐操作流程以及可能遇到的問題，然后再進行真正的實際操作，提升教學效果。

四、數字資源融入船舶工程類技術專業課程的設計

這里以船舶工程技術專業核心課程船舶建造課程的主機基座裝配部分為例進行闡述。

（一）課前

教師：首先，教師在平臺上發布討論問題——請同學們通過各種途徑尋找船舶基座的圖片、視頻，并根據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，根據學生查閱的資料和問題，參與學生討論并有針對性地解答。

學生：完成基座相關資料的搜集并上傳。通過這些數字材料，了解基座的構成。學生對于自己不理解的地方，在平臺討論區或者微信群里發出來，和教師、同學共同參與討論，解決問題。

（二）課中

教師：將主機基座的二維圖發送給學生。

學生：借助CAD 軟件，繪制出主機基座三維模型圖。在二維圖轉換成三維圖的過程中，學生了解基座各個零件的位置關系，便于后續的裝配實踐。

教師：布置主機基座的虛擬裝配任務及答疑。

學生：在仿真系統上，找到主機基座的零件庫，選擇對應零件，并按照一定裝配流程進行裝配。

教師：布置主機基座的真實裝配任務及答疑。

學生：根據在PC 端和VR 設備上的練習，參照圖紙完成主機基座的真實裝配。

教師：發布測試及與主機基座相關的拓展任務。

學生：完成測試；查閱資料完成拓展任務。

五、數字化資源融入船舶工程類技術專業課程的重要意義

研究數字化資源在船舶工程技術專業課程中的運用，以適應當前“互聯網+”形勢下的高職教育教學模式的轉變，滿足船舶建造工業新的就業崗位需求，突破了傳統的教學觀念。依托互聯網高速發展的大背景，使課程教學緊隨時代信息化發展的步伐，以培養受企業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學生學習熱情。尤其像船舶工程技術專業這樣理論內容很抽象的、并有同步實操的工科課程，可以為學生創設出真實的教學情境。課程資源可以調動學生學習積極性，極大地激發學生學習熱情[10]，使學生積極參與到學習之中，也增強他們學習的體驗性。資源庫可以有效地整合教學資源，可以保證框架設計適應性強、資源使用面廣，不斷拓寬學生的知識面。

總之，在船舶工程技術專業課的教學中融入數字資源是當務之急。但數字資源并不是課程的全部，畢竟學生需要有真正的實際操作能力才能更好地進入船廠工作。拓寬視野、增長見識、加深記憶，是數字資源教學的主要目的，所以，現代高職高專船舶工程技術專業課程只有與傳統教學有機融合，才能更好地提高教學效益。