“雙高”專業(yè)群建設背景下科研成果轉化為教學資源路徑研究

［摘要］推動科研成果向教學資源轉化，是落實新時代職業(yè)教育的重要途徑，也是新時代對高職院校專業(yè)建設提出的新要求。學校在雙高專業(yè)群建設背景下，大力推動教學資源建設，科研成果向教學資源轉化是優(yōu)質(zhì)教學資源建設的重要途徑。將“車輛數(shù)據(jù)監(jiān)測與診斷平臺”項目轉化為優(yōu)質(zhì)教學資源，應用到了教學設計、教學實施、畢業(yè)設計，以及教師教學競賽和學生技能競賽等多個方面?？蒲谐晒D化為教學資源，不僅提高了學生的學習興趣和技術技能，同時教師的教學能力和水平也在實際教學改革和實踐中得到了提高。［關鍵詞］科研成果；教學資源；雙高專業(yè)群建設；JavaWeb云應用開發(fā)黨的二十大報告指出“新百年、新征程，發(fā)展職業(yè)教育的重要性和緊迫性”，并強調(diào)要“統(tǒng)籌職業(yè)教育、高等教育、繼續(xù)教育協(xié)同創(chuàng)新，推進職普融通、產(chǎn)教融合、科教融匯”。武漢職業(yè)技術學院社會職業(yè)與職業(yè)教育研究院副院長彭振宇認為“對職業(yè)教育來說，‘科更多指技術技能及其應用研究，也可泛指職業(yè)教育領域的一切科研工作。從字面上看，科教融匯就是科學與技術同教育應當融合交匯”[1]。先進的科研成果具有重大的理論意義和實際應用價值，將其轉變?yōu)楦咝＝虒W資源不僅能最大限度激發(fā)大學生的學習激情，且對培養(yǎng)大學生的獨立思考問題能力、創(chuàng)新能力、實踐能力及探索能力具有非常重要的意義[2]。科研成果向教學資源的轉化正是產(chǎn)教融合、科教融匯的一種重要實現(xiàn)路徑?？蒲谐晒蚪虒W資源轉化就是以科學研究項目為范例，將研究成果轉化到教育教學中，使學生了解知識發(fā)現(xiàn)的過程與途徑，掌握技術技能，發(fā)展創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力，真正實現(xiàn)研究性教學、探究式學習[3-7]。我校“云計算技術與應用專業(yè)群”2020年入選“江蘇省高等職業(yè)院校高水平專業(yè)群”。專業(yè)群瞄準智能制造領域關鍵技術，以云計算、人工智能、工業(yè)大數(shù)據(jù)及相關軟件開發(fā)為主軸核心，圍繞云計算運維、大數(shù)據(jù)預處理、軟件開發(fā)、人工智能運維等典型崗位培養(yǎng)目標，面向長三角一體化示范區(qū)，打造“智能制造數(shù)據(jù)中心、創(chuàng)新協(xié)同育人平臺”高水平專業(yè)群。本文正是在“雙高”專業(yè)群建設背景下，圍繞建設目標“建設一批高質(zhì)量的工業(yè)云課程資源”而進行的科研成果向教學資源轉化的路徑研究。本文將研究科研成果向教學資源轉化的必要性、主要途徑、科研項目概述，并以JavaWeb云應用開發(fā)課程為例探討其教學實踐過程的具體實施做法和反思。一、科研成果轉換為教學資源的必要性（一）專業(yè)群建設與發(fā)展的重要途徑在專業(yè)群建設過程中，專業(yè)群團隊申報立項橫、縱項課題多項，隨著項目的申報和研究，產(chǎn)生了大量的科研成果，例如國家自然科學基金、江蘇省自然科學基金項目、企業(yè)橫向課題等。在這些科研成果中，有一部分企業(yè)橫向項目成為教學資源天然的肥沃土壤，因其采用先進的開發(fā)技術，貼合企業(yè)實際生產(chǎn)流程，所涉及的知識、技能滿足企業(yè)就業(yè)崗位需求，所以可以成為轉化教學資源的優(yōu)質(zhì)案例。在雙高專業(yè)群建設背景下，將科研成果向教學資源轉化是“產(chǎn)教融合、科教融匯”的重要實現(xiàn)途徑，同時對專業(yè)群建設具有重要的作用和意義。（二）有助于培養(yǎng)學生的學習興趣學習興趣在學生學習過程中起著非常重要的作用，直接影響學生學習動機的激發(fā)和學習效率的提高，對于高等職業(yè)院校的學生，在線教學過程中有效地激發(fā)和培養(yǎng)學習興趣尤為重要[8]。當今的大學生自我意識更強，不再滿足于簡單地接受教科書上的結論和教師的“灌輸式”傳授，而是越來越喜歡比較、驗證、懷疑和思索。將真實的科研項目轉化為教學資源，學生能直觀看到所學技術技能在實際生產(chǎn)中的應用，了解到將來工作崗位要做的工作內(nèi)容以及具體工作過程，有助于提高學生的專業(yè)認可度及專業(yè)學習興趣。（三）有助于提高教師的專業(yè)和教學水平教師完成科研項目，并將其轉化為教學資源，有助于提升教師的科研意識和專業(yè)實踐能力。將科研過程中的專業(yè)技術經(jīng)驗更好的整理和總結，形成文檔、手冊、任務書、案例庫等一系列教學資源，教師在教學過程中也因為有豐富的實戰(zhàn)經(jīng)驗而在教學實施過程中更加得心應手。因此，促進科研成果轉化教學資源，不僅能提高教師的專業(yè)實踐能力還能提高教師的教學水平，有利于職業(yè)院校學生和行業(yè)、企業(yè)、職業(yè)崗位的無縫對接，提升技術技能型人才培養(yǎng)的精準度。（四）科研成果轉化為教學資源的主要形式科研成果轉化為教學內(nèi)容的形式有很多，最常見的形式是結合科研成果及課程標準編寫教材，然而教材的出版周期比較長，要經(jīng)歷教師編寫、聯(lián)系出版社、審稿、修改最后定稿等多個流程，需要一年甚至更長時間，對于某些技術更新?lián)Q代比較快的專業(yè)而言，教材內(nèi)容具有一定的滯后性。除教材外，科研成果轉化為教學資源還有幾種形式，例如教案、課件、題庫、案例庫、實驗實訓手冊、微課、實操視頻等。二、項目概述“車輛數(shù)據(jù)監(jiān)測與診斷平臺”是專業(yè)群建設過程中，教師團隊申報的企業(yè)橫向項目，該項目是為汽車運營公司提供車輛的實時數(shù)據(jù)存儲、監(jiān)控、分析與故障診斷的平臺。通過該平臺，車輛運營公司可以實時看到所管轄車輛的實際運行狀態(tài)，如有運行異常，平臺也可以及時預警，并提供故障診斷與維修建議，大大方便了運營車輛管理。因未能對車輛的實時運行數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析和預測，維修人員可以提前了解到車輛故障的原因，也大大節(jié)約了維修的時間成本和人力成本。該平臺所涉及開發(fā)技術正是“云計算技術與應用”專業(yè)群所涵蓋的技術，包括云平臺搭建、大數(shù)據(jù)管理與分析、JavaWeb開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化等技術。業(yè)務流程是：（1）數(shù)據(jù)采集，車載終端采集車輛數(shù)據(jù)并將其解析后轉發(fā)給企業(yè)云數(shù)據(jù)平臺，平臺應遵照雙方應用層通訊協(xié)議，接收、解析數(shù)據(jù)，所涉及技術以C語言為主。（2）數(shù)據(jù)存儲，企業(yè)平臺應將收到的數(shù)據(jù)以某種形式儲存于數(shù)據(jù)庫中，并做好數(shù)據(jù)庫的架構設計及配置管理工作，尤其應充分關注高讀寫負載下，系統(tǒng)對效率的影響，所涉及技術以云平臺搭建、MySQL關系數(shù)據(jù)庫為主。（3）數(shù)據(jù)解析，車載終端將采集到的數(shù)據(jù)以協(xié)議的方式發(fā)送給遠程服務平臺，遠程服務平臺接收車載終端發(fā)出的上報數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)協(xié)議是對TCP/IP協(xié)議的一次應用層報文封裝，格式參照GB/T32960.3，所涉及技術以C語言為主。（4）故障分析與預警，車載終端監(jiān)控到車輛發(fā)生異常時，遠程數(shù)據(jù)中心接收、存儲并分析這些數(shù)據(jù)，形成故障報告，以便維保人員查找故障原因，所涉及技術以大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術為主。（5）企業(yè)管理服務平臺，是為企業(yè)管理人員開發(fā)的一套基于Web的信息展示應用系統(tǒng)，系統(tǒng)主要由四大部分組成：前端信息采集、信息內(nèi)容管理、用戶權限管理與客戶端四大部分的功能，同時，管理用戶通過管理平臺，可以登錄手機端的Web顯示界面，查看各類模塊信息，包括實時監(jiān)控、車輛軌跡、歷史數(shù)據(jù)、各種統(tǒng)計分析報告等，所涉及技術以JavaWeb云應用開發(fā)技術為主。（6）企業(yè)平臺可以對特定時段內(nèi)的車輛信息做出分析，得出數(shù)據(jù)趨勢，數(shù)據(jù)在分析（對比經(jīng)驗值等操作）后可借助報表等形式展現(xiàn)出來，得到數(shù)據(jù)表和趨勢圖（餅圖、柱圖、散點圖等），可由該圖直接獲取相關數(shù)據(jù)信息，所涉及技術以大數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)可視化技術為主。這個項目涵蓋“云計算技術與應用專業(yè)群”中的云計算技術應用專業(yè)、大數(shù)據(jù)專業(yè)、軟件技術專業(yè)、人工智能專業(yè)的核心專業(yè)課程，體現(xiàn)了專業(yè)群涉及的組群邏輯。圍繞這個項目，專業(yè)群教師團隊開發(fā)了多門課程的教學資源，教學資源包括教材、案例庫、教學視頻等多種形式。下面本文將就項目轉化為JavaWeb云應用開發(fā)教學資源的建設和實施過程具體闡述。三、科研成果轉換教學資源在JavaWeb云應用開發(fā)課程中應用實施（一）課程概述Java以其跨平臺、多線程、分布式等特點在應用程序開發(fā)，尤其是互聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)上顯示出強大優(yōu)勢，成為互聯(lián)網(wǎng)上應用程序開發(fā)最熱門和廣泛使用的語言。與此同時，當前眾多的軟件企業(yè)對JavaWeb程序員的需求也很大。為了適應人才市場的需求，“JavaWeb云應用開發(fā)”已成為各本科、高職高專以及中專院校軟件專業(yè)的必修核心課程。課程與實際崗位需求聯(lián)系緊密，在軟件專業(yè)的課程體系設置中起到了承上啟下的重要作用，是針對JavaWeb開發(fā)程序員崗位能力培養(yǎng)而設置的一門主干核心專業(yè)課程。該課程主要培養(yǎng)學生的JavaWeb開發(fā)基礎、實際動手能力、注重軟件產(chǎn)品安全和性能的意識、注重用戶體驗的理念，以及相關技能、技巧和知識，這些都是成為JavaWeb程序員的必備要素。（二）轉化成果應用于教學設計與實施JavaWeb云應用開發(fā)課程的教學內(nèi)容取自“車輛數(shù)據(jù)監(jiān)測與診斷平臺”中第（5）部分，企業(yè)管理服務平臺，該部分內(nèi)容覆蓋該課程所需掌握的知識與技能點，包括JavaWeb框架編程技術、數(shù)據(jù)可視化技術、云計算平臺搭建與部署等核心內(nèi)容。課程設計旨在根據(jù)JavaWeb程序員實際崗位需求，將知識點和技能點合理分布在項目的各個模塊中，以項目引領、任務驅(qū)動式教學模式，在完成任務的同時實現(xiàn)“做中學，學中做”。教學過程以新能源汽車智能監(jiān)控管理系統(tǒng)的開發(fā)為主線，將新能源汽車項目的開發(fā)分解為若干子模塊，在每一個子模塊中，首先提出要完成的任務目標，然后詳細描述了任務的實現(xiàn)步驟，并對項目涉及的技術原理進行了詳細介紹，最后給出了每一個模塊的實現(xiàn)效果。整本教材力爭做到基礎知識介紹有針對性，任務目標操作具體化。項目1JavaWeb云應用概述——介紹JavaWeb開發(fā)、云計算等相關知識。內(nèi)容包括JavaWeb開發(fā)框架、云計算概念、云服務、云應用等，使讀者對JavaWeb云應用開發(fā)形成宏觀的認知，有利于后續(xù)內(nèi)容的學習。項目2開發(fā)技術概述——介紹系統(tǒng)開發(fā)過程中用到的關鍵技術和框架，包括Bootstrap網(wǎng)頁框架、jQuery實現(xiàn)Ajax異步通訊技術、Spring框架、SpringMVC框架、MyBatis框架以及E-Charts圖表可視化插件。項目3開發(fā)環(huán)境與工具介紹——介紹系統(tǒng)開發(fā)過程中開發(fā)環(huán)境中用到的工具軟件。項目4系統(tǒng)概要設計——介紹系統(tǒng)的需求分析、概要設計以及數(shù)據(jù)庫設計。概要設計和數(shù)據(jù)庫設計為后續(xù)的任務實施規(guī)劃了方案，是任務實施的關鍵環(huán)節(jié)。項目5構建本地開發(fā)環(huán)境——介紹了安裝配置JDK、Tomcat、Eclipse、MySQL的詳細過程，同時講解了第一個JavaWeb項目的創(chuàng)建、部署與運行過程。項目6會員信息管理模塊——通過實現(xiàn)會員登錄、注冊、信息顯示以及信息更新等功能，詳細講解了基于SSM框架的JavaWeb開發(fā)過程和方法。項目7車輛信息管理模塊——實現(xiàn)車輛信息的管理包括：車輛新增、批量導入、分頁、查詢、更新、刪除、個人等功能。項目8車輛信息監(jiān)控模塊——實現(xiàn)車輛信息的監(jiān)控包括：分布地圖展示、車輛按條件查詢實現(xiàn)、故障車輛地圖展示、車輛按省份地圖展示、指定車輛數(shù)據(jù)展示、車輛按省份統(tǒng)計分析等功能。項目9車友圈模塊——實現(xiàn)添加車友、車友圈信息發(fā)布、內(nèi)容展示、點贊評論等功能。項目10云平臺部署發(fā)布——詳細介紹Linux虛擬機的安裝配置、Docker容器的安裝與配置、Tomcat和MySQL鏡像的拉取與安裝、項目工程部署、制作軟件鏡像。課程設計與安排如圖1所示。在設計圖中可以看出，每個項目分為若干個任務（此圖中只列出了關鍵任務，部分任務未全部列出），每個任務會針對1到3個知識、技能點。項目-任務的設計呈現(xiàn)螺旋遞進的模式，即在下一模塊會用到上一模塊所學內(nèi)容。例如“用戶信息管理模塊”重點學習BootStrap、JSP語法、Spring部署、SpringMVC部署、ajax等。在下一個模塊“企業(yè)車輛管理模塊”中要實現(xiàn)的任務功能，不僅包括上一模塊的所有知識，還需要學習新知：Spring+SpringMVC+MyBatias三個框架的搭建與應用，以及兩個常用插件：ajaxUpload和PageHelper。在后續(xù)的模塊中會一直重復使用SSM框架編程技術，教學過程中，學生會通過不斷的遞進式訓練強化知識與技能的記憶與熟練度。當所有的模塊完成，學生會實現(xiàn)一個完整的企業(yè)管理服務平臺，在實際教學過程中，根據(jù)學生的學習效果，還會有針對地布置完成拓展項目，基礎功能跟著老師做，拓展功能獨立完成，這樣一個學期下來，學生的編程能力會有大幅提高。（三）轉化成果應用于教師教學競賽和學生技能大賽在轉化項目教學的基礎上，建設了一批本課程的優(yōu)質(zhì)教學資源，同時在教學類競賽中獲得成績，作品《MVC開發(fā)模式》獲得省微課大賽一等獎，作品《面向?qū)ο缶幊讨馈^承》獲得省微課大賽三等獎，作品《讓數(shù)據(jù)說話》獲得省信息化教學設計大賽三等獎。將科研成果引入課堂，能夠使學生對新技術的應用有更為準確的把握，拓寬學生的知識面，提高學生動手實踐能力，加深學生對學習內(nèi)容的理解。吸納學生參與到科研項目中來，學生在項目完成過程中大大提升了技能，為參加各類技能競賽打下扎實的專業(yè)基礎。指導學生在校期間參加JavaWeb類的相關技能競賽，取得了一定的成績，包括職業(yè)技能大賽，獲得《Web應用軟件開發(fā)》賽項江蘇省賽一等獎，指導學生參加“中國軟件杯”獲得國賽二等獎等。（四）轉化成果應用于畢業(yè)設計通過本課程的學習，學生掌握了JavaWeb開發(fā)基礎，選用JavaWeb技術作為畢業(yè)設計技術的學生明顯增多，且不限于軟件專業(yè)，上過本課程的其他專業(yè)學生選擇用JavaWeb開發(fā)技術作為畢業(yè)設計技術的比例也明顯提高。學生畢業(yè)設計選題例如《基于JavaWeb的學生綜合素質(zhì)評價系統(tǒng)》《基于JavaWeb的圖書預定系統(tǒng)》《基于SSM的超市進銷存管理系統(tǒng)》《基于SSM的校園二手交易平臺》等都是運用課程中的技術所實現(xiàn)。四、總結高職院校是培養(yǎng)技術節(jié)能型人才的搖籃，高質(zhì)量的教學資源是實現(xiàn)高質(zhì)量人才培養(yǎng)的保障?？蒲谐晒D化為教學資源是高職院校提升教學質(zhì)量、提高人才