“双高”专业群建设背景下科研成果转化为教学资源路径研究

［摘要］推动科研成果向教学资源转化，是落实新时代职业教育的重要途径，也是新时代对高职院校专业建设提出的新要求。学校在双高专业群建设背景下，大力推动教学资源建设，科研成果向教学资源转化是优质教学资源建设的重要途径。将“车辆数据监测与诊断平台”项目转化为优质教学资源，应用到了教学设计、教学实施、毕业设计，以及教师教学竞赛和学生技能竞赛等多个方面。科研成果转化为教学资源，不仅提高了学生的学习兴趣和技术技能，同时教师的教学能力和水平也在实际教学改革和实践中得到了提高。［关键词］科研成果；教学资源；双高专业群建设；JavaWeb云应用开发党的二十大报告指出“新百年、新征程，发展职业教育的重要性和紧迫性”，并强调要“统筹职业教育、高等教育、继续教育协同创新，推进职普融通、产教融合、科教融汇”。武汉职业技术学院社会职業与职业教育研究院副院长彭振宇认为“对职业教育来说，‘科更多指技术技能及其应用研究，也可泛指职业教育领域的一切科研工作。从字面上看，科教融汇就是科学与技术同教育应当融合交汇”[1]。先进的科研成果具有重大的理论意义和实际应用价值，将其转变为高校教学资源不仅能最大限度激发大学生的学习激情，且对培养大学生的独立思考问题能力、创新能力、实践能力及探索能力具有非常重要的意义[2]。科研成果向教学资源的转化正是产教融合、科教融汇的一种重要实现路径。科研成果向教学资源转化就是以科学研究项目为范例，将研究成果转化到教育教学中，使学生了解知识发现的过程与途径，掌握技术技能，发展创新思维与创新能力，真正实现研究性教学、探究式学习[3-7]。我校“云计算技术与应用专业群”2020年入选“江苏省高等职业院校高水平专业群”。专业群瞄准智能制造领域关键技术，以云计算、人工智能、工业大数据及相关软件开发为主轴核心，围绕云计算运维、大数据预处理、软件开发、人工智能运维等典型岗位培养目标，面向长三角一体化示范区，打造“智能制造数据中心、创新协同育人平台”高水平专业群。本文正是在“双高”专业群建设背景下，围绕建设目标“建设一批高质量的工业云课程资源”而进行的科研成果向教学资源转化的路径研究。本文将研究科研成果向教学资源转化的必要性、主要途径、科研项目概述，并以JavaWeb云应用开发课程为例探讨其教学实践过程的具体实施做法和反思。一、科研成果转换为教学资源的必要性（一）专业群建设与发展的重要途径在专业群建设过程中，专业群团队申报立项横、纵项课题多项，随着项目的申报和研究，产生了大量的科研成果，例如国家自然科学基金、江苏省自然科学基金项目、企业横向课题等。在这些科研成果中，有一部分企业横向项目成为教学资源天然的肥沃土壤，因其采用先进的开发技术，贴合企业实际生产流程，所涉及的知识、技能满足企业就业岗位需求，所以可以成为转化教学资源的优质案例。在双高专业群建设背景下，将科研成果向教学资源转化是“产教融合、科教融汇”的重要实现途径，同时对专业群建设具有重要的作用和意义。（二）有助于培养学生的学习兴趣学习兴趣在学生学习过程中起着非常重要的作用，直接影响学生学习动机的激发和学习效率的提高，对于高等职业院校的学生，在线教学过程中有效地激发和培养学习兴趣尤为重要[8]。当今的大学生自我意识更强，不再满足于简单地接受教科书上的结论和教师的“灌输式”传授，而是越来越喜欢比较、验证、怀疑和思索。将真实的科研项目转化为教学资源，学生能直观看到所学技术技能在实际生产中的应用，了解到将来工作岗位要做的工作内容以及具体工作过程，有助于提高学生的专业认可度及专业学习兴趣。（三）有助于提高教师的专业和教学水平教师完成科研项目，并将其转化为教学资源，有助于提升教师的科研意识和专业实践能力。将科研过程中的专业技术经验更好的整理和总结，形成文档、手册、任务书、案例库等一系列教学资源，教师在教学过程中也因为有丰富的实战经验而在教学实施过程中更加得心应手。因此，促进科研成果转化教学资源，不仅能提高教师的专业实践能力还能提高教师的教学水平，有利于职业院校学生和行业、企业、职业岗位的无缝对接，提升技术技能型人才培养的精准度。（四）科研成果转化为教学资源的主要形式科研成果转化为教学内容的形式有很多，最常见的形式是结合科研成果及课程标准编写教材，然而教材的出版周期比较长，要经历教师编写、联系出版社、审稿、修改最后定稿等多个流程，需要一年甚至更长时间，对于某些技术更新换代比较快的专业而言，教材内容具有一定的滞后性。除教材外，科研成果转化为教学资源还有几种形式，例如教案、课件、题库、案例库、实验实训手册、微课、实操视频等。二、项目概述“车辆数据监测与诊断平台”是专业群建设过程中，教师团队申报的企业横向项目，该项目是为汽车运营公司提供车辆的实时数据存储、监控、分析与故障诊断的平台。通过该平台，车辆运营公司可以实时看到所管辖车辆的实际运行状态，如有运行异常，平台也可以及时预警，并提供故障诊断与维修建议，大大方便了运营车辆管理。因未能对车辆的实时运行数据进行数据分析和预测，维修人员可以提前了解到车辆故障的原因，也大大节约了维修的时间成本和人力成本。该平台所涉及开发技术正是“云计算技术与应用”专业群所涵盖的技术，包括云平台搭建、大数据管理与分析、JavaWeb开发、数据可视化等技术。业务流程是：（1）数据采集，车载终端采集车辆数据并将其解析后转发给企业云数据平台，平台应遵照双方应用层通讯协议，接收、解析数据，所涉及技术以C语言为主。（2）数据存储，企业平台应将收到的数据以某种形式储存于数据库中，并做好数据库的架构设计及配置管理工作，尤其应充分关注高读写负载下，系统对效率的影响，所涉及技术以云平台搭建、MySQL关系数据库为主。（3）数据解析，车载终端将采集到的数据以协议的方式发送给远程服务平台，远程服务平台接收车载终端发出的上报数据，其数据协议是对TCP/IP协议的一次应用层报文封装，格式参照GB/T32960.3，所涉及技术以C语言为主。（4）故障分析与预警，车载终端监控到车辆发生异常时，远程数据中心接收、存储并分析这些数据，形成故障报告，以便维保人员查找故障原因，所涉及技术以大数据分析和人工智能技术为主。（5）企业管理服务平台，是为企业管理人员开发的一套基于Web的信息展示应用系统，系统主要由四大部分组成：前端信息采集、信息内容管理、用户权限管理与客户端四大部分的功能，同时，管理用户通过管理平台，可以登录手机端的Web显示界面，查看各类模块信息，包括实时监控、车辆轨迹、历史数据、各种统计分析报告等，所涉及技术以JavaWeb云应用开发技术为主。（6）企业平台可以对特定时段内的车辆信息做出分析，得出数据趋势，数据在分析（对比经验值等操作）后可借助报表等形式展现出来，得到数据表和趋势图（饼图、柱图、散点图等），可由该图直接获取相关数据信息，所涉及技术以大数据分析和数据可视化技术为主。这个项目涵盖“云计算技术与应用专业群”中的云计算技术应用专业、大数据专业、软件技术专业、人工智能专业的核心专业课程，体现了专业群涉及的组群逻辑。围绕这个项目，专业群教师团队开发了多门课程的教学资源，教学资源包括教材、案例库、教学视频等多种形式。下面本文将就项目转化为JavaWeb云应用开发教学资源的建设和实施过程具体阐述。三、科研成果转换教学资源在JavaWeb云应用开发课程中应用实施（一）课程概述Java以其跨平台、多线程、分布式等特点在应用程序开发，尤其是互联网应用开发上显示出强大优势，成为互联网上应用程序开发最热门和广泛使用的语言。与此同时，当前众多的软件企业对JavaWeb程序员的需求也很大。为了适应人才市场的需求，“JavaWeb云应用开发”已成为各本科、高职高专以及中专院校软件专业的必修核心课程。课程与实际岗位需求联系紧密，在软件专业的课程体系设置中起到了承上启下的重要作用，是针对JavaWeb开发程序员岗位能力培养而设置的一门主干核心专业课程。该课程主要培养学生的JavaWeb开发基础、实际动手能力、注重软件产品安全和性能的意识、注重用户体验的理念，以及相关技能、技巧和知识，这些都是成为JavaWeb程序员的必备要素。（二）转化成果应用于教学设计与实施JavaWeb云应用开发课程的教学内容取自“车辆数据监测与诊断平台”中第（5）部分，企业管理服务平台，该部分内容覆盖该课程所需掌握的知识与技能点，包括JavaWeb框架编程技术、数据可视化技术、云计算平台搭建与部署等核心内容。课程设计旨在根据JavaWeb程序员实际岗位需求，将知识点和技能点合理分布在项目的各个模块中，以项目引领、任务驱动式教学模式，在完成任务的同时实现“做中学，学中做”。教学过程以新能源汽车智能监控管理系统的开发为主线，将新能源汽车项目的开发分解为若干子模块，在每一个子模块中，首先提出要完成的任务目标，然后详细描述了任务的实现步骤，并对项目涉及的技术原理进行了详细介绍，最后给出了每一个模块的实现效果。整本教材力争做到基础知识介绍有针对性，任务目标操作具体化。项目1JavaWeb云应用概述——介绍JavaWeb开发、云计算等相关知识。内容包括JavaWeb开发框架、云计算概念、云服务、云应用等，使读者对JavaWeb云应用开发形成宏观的认知，有利于后續内容的学习。项目2开发技术概述——介绍系统开发过程中用到的关键技术和框架，包括Bootstrap网页框架、jQuery实现Ajax异步通讯技术、Spring框架、SpringMVC框架、MyBatis框架以及E-Charts图表可视化插件。项目3开发环境与工具介绍——介绍系统开发过程中开发环境中用到的工具软件。项目4系统概要设计——介绍系统的需求分析、概要设计以及数据库设计。概要设计和数据库设计为后续的任务实施规划了方案，是任务实施的关键环节。项目5构建本地开发环境——介绍了安装配置JDK、Tomcat、Eclipse、MySQL的详细过程，同时讲解了第一个JavaWeb项目的创建、部署与运行过程。项目6会员信息管理模块——通过实现会员登录、注册、信息显示以及信息更新等功能，详细讲解了基于SSM框架的JavaWeb开发过程和方法。项目7车辆信息管理模块——实现车辆信息的管理包括：车辆新增、批量导入、分页、查询、更新、删除、个人等功能。项目8车辆信息监控模块——实现车辆信息的监控包括：分布地图展示、车辆按条件查询实现、故障车辆地图展示、车辆按省份地图展示、指定车辆数据展示、车辆按省份统计分析等功能。项目9车友圈模块——实现添加车友、车友圈信息发布、内容展示、点赞评论等功能。项目10云平台部署发布——详细介绍Linux虚拟机的安装配置、Docker容器的安装与配置、Tomcat和MySQL镜像的拉取与安装、项目工程部署、制作软件镜像。课程设计与安排如图1所示。在设计图中可以看出，每个项目分为若干个任务（此图中只列出了关键任务，部分任务未全部列出），每个任务会针对1到3个知识、技能点。项目-任务的设计呈现螺旋递进的模式，即在下一模块会用到上一模块所学内容。例如“用户信息管理模块”重点学习BootStrap、JSP语法、Spring部署、SpringMVC部署、ajax等。在下一个模块“企业车辆管理模块”中要实现的任务功能，不仅包括上一模块的所有知识，还需要学习新知：Spring+SpringMVC+MyBatias三个框架的搭建与应用，以及两个常用插件：ajaxUpload和PageHelper。在后续的模块中会一直重复使用SSM框架编程技术，教学过程中，学生会通过不断的递进式训练强化知识与技能的记忆与熟练度。当所有的模块完成，学生会实现一个完整的企业管理服务平台，在实际教学过程中，根据学生的学习效果，还会有针对地布置完成拓展项目，基础功能跟着老师做，拓展功能独立完成，这样一个学期下来，学生的编程能力会有大幅提高。（三）转化成果应用于教师教学竞赛和学生技能大赛在转化项目教学的基础上，建设了一批本课程的优质教学资源，同时在教学类竞赛中获得成绩，作品《MVC开发模式》获得省微课大赛一等奖，作品《面向对象编程之美——继承》获得省微课大赛三等奖，作品《让数据说话》获得省信息化教学设计大赛三等奖。将科研成果引入课堂，能够使学生对新技术的应用有更为准确的把握，拓宽学生的知识面，提高学生动手实践能力，加深学生对学习内容的理解。吸纳学生参与到科研项目中来，学生在项目完成过程中大大提升了技能，为参加各类技能竞赛打下扎实的专业基础。指导学生在校期间参加JavaWeb类的相关技能竞赛，取得了一定的成绩，包括职业技能大赛，获得《Web应用软件开发》赛项江苏省赛一等奖，指导学生参加“中国软件杯”获得国赛二等奖等。（四）转化成果应用于毕业设计通过本课程的学习，学生掌握了JavaWeb开发基础，选用JavaWeb技术作为毕业设计技术的学生明显增多，且不限于软件专业，上过本课程的其他专业学生选择用JavaWeb开发技术作为毕业设计技术的比例也明显提高。学生毕业设计选题例如《基于JavaWeb的学生综合素质评价系统》《基于JavaWeb的图书预定系统》《基于SSM的超市进销存管理系统》《基于SSM的校园二手交易平台》等都是运用课程中的技术所实现。四、总结高职院校是培养技术节能型人才的摇篮，高质量的教学资源是实现高质量人才培养的保障。科研成果转化为教学资源是高职院校提升教学质量、提高人才