新工科背景下多学科工程教育(MDE)资源融合体系研究

杨杰明 刘志颖

摘要：该文探讨和分析了已有教学资源建设中存在的问题，提出借助社会化标注系统和二维码等信息技术，建立资源之间的关联，提高资源的复用率和检索效率，建立交叉融合的教学资源服务体系和平台，旨在助力适应新工科建设的交叉人才培养需要。

关键词：新工科;教学资源;交叉人才

中图分类号：TP391

文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）36-0018-02

1概述

在新工科建设过程中，推动现有工程学科之间、工程学科与其他学科之间的交融，促进新工科优质教育资源和教育成果共建共享，打破原有的学科壁垒等方面工作尤为重要[1]。近年来，我国陆续开展了多级精品课程、国家精品在线开放课程、慕课等多项课程建设工作，取得了卓越的效果，积累了大量的网络教学资源，为学生随时学习和再学习提供了前所未有的便利条件。然而，已有的专业之间、课程之间的教学资源建设基本呈现为各自为政的状态，不仅存在大量重复建设的问题，而且也缺少或没有建立必要的联系，不能够很好地适应新工科建设过程中的交叉人才培养需求[2]。

因此，本文主要研究如何实现各类资源之间的兼容并蓄，建立跨专业、跨课程的教学资源的联系，建设高效快捷的服务平台。旨在助力学科之间、专业之间、课程之间的交叉融合，为更好地培养适应新工科建设要求的人才提供环境保障，提高新工科建设的质量和效率[3]。

2新工科背景下需解决的关键问题

2.1跨专业、跨课程的各类教学资源之间的关联关系构建

新工科建设需要培养交叉人才，如何保持课程之间的教学资源的相对独立性，不破坏原有的课程自身体系;同时，又能够科学的建立各类课程教学资源之间的联系，实现跨专业、跨课程的资源之间的兼容并蓄，这两点是亟待需要解决的突出问题。因此需要研究如何进行跨专业、跨课程的教学资源组织并建立它们之间的联系，既保证每门课程本身原有的独立性[4]，又能够满足学生对某个知识点的深度学习，以及与各个知识点交叉相连的跨课程的广度学习的需要，多学科工程教育资源融合体系如图l所示。

2.2优质资源的复用及高效快捷的资源检索方法研究

在各级各类课程建设过程中，积累了大量的优质的教学资源，为了避免重复的资源建设，降低教学改革成本，减轻教师负担，必须解决这类资源的再利用问题。随着教学改革的不断深入，会积累大量的教学资源，其中一些重要的教学资源，用户可能需要查看多次。然而，传统的资源检索需要用户经过多次鼠标点击，或键盘操作才能够找到资源人口，显然不能适应学生对高效学习的需求。因此，需要研究如何借助信息技术为用户提供高效快捷的资源检索方式。

2.3多学科各类资源的共生和融合，及资源之间的关联关系可视化研究

目前，大多数教学平台大多按照单一、固定的知识框架排列教学资源，没有充分考虑专业、课程之间的交叉融合的需求。为了满足上述需求，要将已有的资源和补充的教学资源，合理地集成到一起，实现二者之间的共生。同时，对基于语义标签体系建立起来的资源之间的关系进行可视化，清晰直观地将资源之间的联系呈现出来，实现语义层面上的融合，以便用户首次访问就能快速定位和检索到其需要的信息，轻松地实现深度学习或广度学习的目标。

3解决方案

3.1利用社会化标注系统[5]，借助语义标签体建立跨专业、跨课程的资源之间的自然联系 语义标签作为数据的核心语义体现以及信息主题的浓缩，可以帮助用户快速了解信息资源的主要内容，明确资源之间的关系，在检索数据时快速定位所需信息，更好地支持学生的深度学习和广度学习需求。因此需要由专业课程负责教师建立标签语义体系，力求从多个层次对资源进行全方位、多角度的标注。

3.2利用二维码技术，提高学生解决问题的速度和效率

本课题拟采用将资源链接转化成二维码的方法，使用户可以通过网络查找、存储、打印相应二维码等方式，随时利用移动终端扫描二维码，找到对应的文本、音/视频资源（如图2所示），提高解决问题的速度和效率。

3.3基于python語言开发教育资源服务平台.实现多学科各类教学资源的共生和融合[6]

Python第三方库丰富，移植性好，扩展性强。因此可选用Python语言进行教学资源服务平台的建设。主要解决如下问题：（1）可视化基于语义标签建立的资源之间的联系;（2）对于已有的优质教学资源，将其转化为二维码并集成到平台中。最终，在服务平台中实现教学资源的共生和融合。技术路线如图

3所示，教育资源功能结构图如图4所示。

4结束语

各自为政的教学资源建设的形式下，不仅存在教学资源重复建设的问题[7]，各门课程教学资源之间也缺少必要的联系，难以适应新工科建没过程中的交叉人才培养需求。本文工作的主要目标是实现各类资源之间的兼容并蓄，建立跨专业、跨课程的教学资源的联系，建设高效快捷的服务平台，以助力学科之间、专业之间、课程之间的交叉融合[8]，为更好地培养适应新工科建设要求的人才提供环境保障，提高新工科建设的质量和效率。

参考文献：

[1]顾佩华.新工科与新范式：概念、框架和实施路径[J].高等工程教育研究，2017（6）：1-13.

[2]黄建昌，孙娜，刘振超.基于新工科背景下的编程课程考核网站的设计与实现——以“C语言程序设计”课程为例[J].课程教育研究，2019（1）：253.

[3]杨晓燕，梁丰，王仁芳，等.新工科教育中计算机应用型人才培养实践探索[J].计算机教育，2018（5）：56-58.

[4]赵媛，王杰，周立军，等.以计算思维为导向的C语言程序设计MOOC建设[J].实验技术与管理，2018，35（4）：147-150.

[5]李娜，范正洁，郝传洲，等.采用语义分析的标签体系构建方法[J].西安交通大学学报，2019，53（1）：169-174.

[6]林健.新工科建设：强势打造“卓越计划”升级版[J].高等工程教育研究，2017（3）：7-14

[7]葛方振，刘怀愚，洪留荣，等.新工科背景下计算机系统能力培养的重定位思考[J].电脑知识与技术，2017（36）：133-134.

[8]王婷，刘任任.新工科建设形势下的计算机类专业人才培养方案[J].计算机教育，2018（2）：10-13.

【通联编辑：朱宝贵】

收稿日期：2019-10-25

基金项目：吉林省高等教育学会2018年度高教科研一般课题，课题编号：JGJJX2018D458。

作者简介：杨杰明（1972-），男，山西太谷人，教授，博士，主要研究方向为人工智能、数据挖掘、电力信息化。