新工科协同教学资源共享平台的设计与实现*

曾凡涛

(广东轻工职业技术学院 信息技术学院，广东 广州 510300)

近年来，随着新一轮科技革命与产业变革，国家对工科人才的培养也提出了新的要求[1]。2017年初，教育部开始启动并推进“新工科”建设，先后形成了“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”，在全国高校中探索新的时代背景下工科教育的中国模式和中国经验[2]。我国高等教育，特别是高等职业院校的新工科教育已经进入到了一个崭新的阶段，它对工科教育的人才培养体系结构、人才培养模式提出了新的挑战，要求高等职业院校要发挥自身优势，充分利用企业资源，对接地方经济社会发展需要和企业技术创新要求，深化产教融合、校企合作、协同育人，推动传统工科专业改造升级[3]。

在传统的工科人才培养过程中，专业课程的开发和讲授往往是由本专业教师具体完成的，所包含的专业知识比较封闭，缺乏与相关专业、相关企业与行业的协同与互动，不利于发挥教师与学生的积极性与创造性，培养出来的学生也往往技能手段单一、理论知识陈旧，不了解相关企业、行业的基本情况，缺乏步入社会所需要的创新与创业能力。针对新工科对专业人才的要求，学生应具备基于核心专业技术复合融通的知识体系、基于“互联网+”与人工智能的复合工具使用能力和从社会、文化、法律等多方面的复合观察思考能力[4]。而这些能力的培养，关键点取决于学校与企业之间、各二级学院之间、各相关专业之间的校企合作、协同育人、创新教育水平，需要将企业与学校的各种资源有效地整合在一起，因而急需建立起相应的新工科协同教学资源共享平台。

在本文中，我们将采用基于Bootstrap和PHP Laravel框架技术进行新工科资源共享平台的前后端开发，首先通过分析新工科协同教学中心的数据需求，以Mysql数据库建立相关的数据关系模型并定义数据字典；然后根据协同教学中心的工作业务逻辑建立平台的基本功能模块，实现学校二级学院、职能部门、各专业师生与合作企业之间的资源共享与协作，探索在该平台上开展协同创新、产教融合的新工科人才培养之路。

1 Laravel与Bootstrap技术

Bootstrap是Twitter推出的一个用于前端开发的开源工具包。它由Twitter的设计师Mark Otto和Jacob Thornton合作开发，Bootstrap提供了优雅的HTML/CSS框架，目前的最新版本是3.0。Bootstrap推出后得到了前端开发者的热烈欢迎，一直是GitHub上的热门开源项目。国内非常有名的前端开发框架，如WeX5就是基于Bootstrap源码进行性能优化而来。我们将采用Bootstrap技术来开发资源共享平台的前端界面及交互功能。

Laravel是一套简洁、优雅的PHP Web开发框架(PHP Web Framework)。一方面，它可以将开发者从杂乱的代码中解脱出来，帮助开发者构建一个完美的网络APP应用项目。在Laravel中拥有一套高级的PHP ActiveRecord实现——Eloquent ORM。它能方便地将“约束”应用到关系的双方，开发者对数据能完全控制且享受到ActiveRecord的所有便利。Eloquent原生支持Fluent中查询构造器(Query-Builder)的所有方法。而对Web应用开发来说，数据的安全性非常重要，直接关系到平台开发的成败。Laravel框架具有很好的安全性，能有效地防范CSRF、SQL注入、XSS、ZIP炸弹等攻击。

另一方面，Laravel具有高质量的文档和扩展包，且完全开源，所有代码都可以从Github上获取。其代码有两大特点：一是语言优美，二是用户体验好。一切以用户为中心，代码风格以简洁清晰为主，对常用功能做了比较多的封装，用了很多独有的约定，让开发者更容易理解代码含义，可以花更多精力在逻辑层面，从而提高工作效率[5]。

2 新工科协同教学资源共享平台设计与实现方法

2.1 平台教学资源协同共享与数据表设计

在新工科教学资源共享平台中，我们基于协同共享课程和协同项目的业务需求获取和分析数据。以某门课程协同共享为例，首先根据新工科协同教学中心的工作流程确定协同课程申请学院(机电学院)、授课学院(信息学院)、教学资源管理部门(教务处)等各部门的业务逻辑关系，分析确定教学资源共享平台课程协同的基本过程，如图1所示。然后根据课程协同的业务过程来构造新工科协同教学资源共享平台的数据字典和数据表。

图1 新工科课程协同共享的基本业务流程

2.2 新工科教学资源共享平台总体结构图

根据用户的基本需求分析，新工科教学资源共享平台主要由管理员业务模块、教师业务模块和学生业务模块三部分组成，其基本结构如图2所示。

图2 新工科协同教学资源共享平台功能结构图

2.3 服务器工作原理

协同教学资源平台采用B/S架构，利用Eclipse开发工具进行开发，开发语言采用PHP。整个协同教学资源共享平台运行在Apache服务器上(见图3)，其访问服务过程如下：

图3 平台服务器工作原理

(1)由用户在客户端(手机或PC)发起Http访问请求，经网络解析后发送到服务器上的共享平台路由响应模块(Route)；

(2)根据Laravel框架的路由文件进行分析，通过中间件发送到对应的控制器(Controller);

(3)控制器(Controller)中由PHP功能逻辑代码访问数据模型(Model)，并将获取的数据打包发往视图(View);

(4)客户端中的浏览器将视图(View)渲染显示为Web页面。

2.4 前端界面设计

新工科协同教学资源共享平台的界面设计需要根据用户终端多样性的特点(如PC或手机)进行设计，同时还要考虑操作方便性和响应速度等要求。

在进行前端界面设计时，要特别注意浏览器兼容性问题。如在手机端的常用浏览器有UC、360、QQ浏览器等，网页设计不合理会在不同浏览器上显示不同的效果，从而造成样式混乱，影响用户的使用体验。在平台的设计和开发中，做好浏览器兼容，才能够让网站在不同的浏览器下都正常显示。本项目平台使用的Laravel框架自带Blade模板引擎，该模板引擎具有较好的浏览器兼容性，另外在开发过程中注意使用标准的HTML、CSS与JavaScript代码将会更加有效地解决浏览器兼容问题。

2.5 后台管理功能实现

根据新工科教学资源共享平台的功能设计，后台管理需具备课程管理、用户管理、评价管理、课表管理、协同项目管理、消息管理等功能，其基本实现步骤如下：

(1)将前端页面转换为Blade模板，以便Laravel框架识别;

(2)创建资源路由，并将其加入到交互访问链接中;

(3)由资源路由创建相关的资源控制器，生成控制器中的资源管理方法；

(4)在控制器中完成后台管理功能的业务逻辑，并访问操作相关数据库;

(5)根据数据表创建相应的数据模型，实现数据访问的相关方法;

(6)由控制器将数据访问的结果发送到相应视图中并在浏览器中显示出来。

3 结论

本文中，我们以新工科协同教学资源共享平台为载体，将不同专业、不同学院、不同企业的教师和工程师引入到平台上统一进行管理，专业教师(包括来自企业的兼职教师)可在平台上发布协同教学课程，如：大数据应用技术、人工智能基础、VR/AR开发技术等；开课学院可以根据专业要求和学生兴趣选择协同课程进行教学，教师在线进行辅导，学生学习后进行课程评价；教师还可根据需要组建竞赛队伍和项目开发小组，学生可申请加入，由教师进行管理，完成竞赛或项目协同开发；来自企业的兼职教师还可将企业真实项目引入到平台上，引导学生及校内教师参与，校企合作、协同育人。

目前，平台已经投入使用，各项功能运行良好，信息技术学院的部分学生已经在平台上开始进行项目协同开发。经过这段时间的运行，使用学生和老师普遍认为平台功能符合实际需求，用户界面友好，操作方便，数据查询快捷，受到了用户的一致好评。

当然，本项目开发的新工科教学资源共享平台还存在一些不足之处，如：协同课程的排课还可采用更优的算法、教务员对协同课程的申请审核时间较长、对前端界面的交互功能还需进一步优化、需搜集用户对平台教学体验来进行大数据分析等，这些工作都需要我们在平台更新升级中进行优化和调整。