面向贯通式项目制教学的虚拟教研室组织模式实践

［摘 要］ 贯通式项目制教学模式是新工科背景下的工程教育新模式，贯穿大学本科四年，通过在做中学的实践，培养学生综合运用知识的能力和解决问题的能力。面向贯通式项目制教学的虚拟教研室是跨学科、跨专业、跨课程的校企联合的新型基层教学组织，是教学研究改革专题虚拟教研室。遵循教学问题导向原则，探讨实践了虚拟教研室的人员组成和人员管理模式。实践了充分运用信息技术，突破时空限制，开展高效便捷、形式多样、线上线下结合的教研新模式，提出了基于国家虚拟教研室平台的贯通项目制教学优质教学资源和教师培训的建设方案，为新型基层教学组织建设提供了一种新思路。

［关键词］ 虚拟教研室；基层教学组织；教研模式；项目制教学

［基金项目］ 2021年度江苏省教改项目“面向贯通式项目制教学的虚拟教研室组织模式实践及研究”（2021JSJG319）

［作者简介］ 程志红（1967—），女，安徽歙县人，工学博士，中国矿业大学机电工程学院教授，教育部“机械设计课程群”虚拟教研室主任，主要从事机构分析与综合、机械结构强度分析等研究；刘送永（1981—），男，河北石家庄人，工学博士，中国矿业大学机电工程学院教授，教学副院长，主要从事矿山智能化采掘技术与装备、矿体高效破碎机理与技术等研究；杨金勇（1975—），男，山东郓城人，工学博士，中国矿业大学机电工程学院副教授，主要从事机械产品概念设计理论研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）09-0128-04 ［收稿日期］ 2023-10-09

一、虚拟教研室建设背景

虚拟教研室是利用现代信息技术助推基层教学组织创新的探索，是高校教师教学学术需求日益凸显的产物，承担着教学学术研究、教学改革先行先试、教学理念技能示范推广、基层教学组织创新等职能［1］。

面向新时代，为加强基层教学组织建设，全面提高教师教书育人能力，推动高等教育高质量发展，教育部高等教育司发布《关于开展虚拟教研室试点建设工作的通知》，以进一步创新高水平人才培养机制，切实满足高校学生对优质教育资源的需求，推进新型基层教学组织建设。

虚拟教研室的建设须遵循教学问题导向原则，即在不打乱原有教研室格局、不影响原有教学团队和教研室成员的基础上，由教研室教师协同企业导师为解决某一教学问题，应用数字交流平台、网络会议就相关教研课题共同研讨和实践，形式上如同一个教研室。

按照《关于开展虚拟教研室试点建设工作的通知》文件精神，虚拟教研室的组成，可以以课程（群）教学类、专业建设类、教学研究改革专题类教研室等类型为组织形式［2］，教研室成员范围可以属于校内、区域性、全国性或国际性。

目前机械工程专业学生的培养缺乏贯穿从概念设计、方案设计、结构设计、样机制造到控制的产品全设计周期的一体化教学，无论从教师发展还是从学生培养角度，都无法满足新工科对创新和学科融合的要求。贯通式项目制虚拟教研室是针对这一教学问题成立的虚拟教研室，属于教学研究改革专题类虚拟教研室。

贯通式项目制研究型教学模式是新工科背景下的工程教育新模式，贯穿本科大学四年，重视学生的个性化发展，培养学生综合运用知识的能力和解决问题的能力。以机械工程专业为例，项目产品的设计涉及概念设计、方案设计、结构设计、制造加工及自动化控制等全部任务，需要项目指导教师具备机、电、控制等学科交叉知识。如此背景下，以“贯通式项目制教学”教学问题为组织主线，成立以“学科互补、知识互补”为人员组成原则，打破目前实体教研室壁垒，构建校内跨学科的虚拟教研室，促进教师在教学研究中的互促融合、协同成长，探索学科交叉融合虚拟教研室是非常必要的。

二、虚拟教研室组织结构

教研室的组织形式一般依据课程（群）、系或专业来建立，如本校机电工程学院的基层教研室，经历过以课程（机械制图教研室、机械原理与零件教研室、机械制造教研室等）到按照二级学科以系（中心）为组织单元（图学中心、机械设计系、机械电子系、机械制造系等）的发展历程，这样的基层教学组织架构对于课程建设和开展以课程单元为基础的教学改革具有集中优势的优点，但这种教研室拘泥于学科专业分割，不利于教学学术交叉、融合和创新发展，无法适应学科交叉融合人才培养的教学研究需求，也难以实现教师的知识体系重构。

贯通式项目制教学虚拟教研室依托中国矿业大学机电工程学院“机械工程”国家一流专业，是探索以贯通式项目制教学实践为问题导向、教育教学与产业融合、适应数智化时代的学科交叉融合的新型基层教学组织，属于教学研究改革专题类虚拟教研室。

贯通式项目制教学涉及从产品概念设计、原理设计、结构设计、精度设计、制造装配、自动控制等开发流程的“工程图学”“机械原理”“机械设计”“机械制造工程学I”“机械制造工程学II”“控制工程基础”“测试技术”“微机原理与接口技术”“机电综合实验”9门课程，贯穿学生从大一到大四的四个年级，需要虚拟教研室教师从大一年级的“工程制图”专业基础课开始到大四年级的“机电综合实验”专业课全程参与，参与教师的知识结构需要涵盖整个专业课程体系，项目指导团队教师需要具备机、电、液、智能制造、云计算、人工智能、智能控制、机器人等学科交叉知识，只有构建校内跨学科的虚拟教研室，才能满足贯通式项目制教学对教学组织的要求。在贯通式项目制教学的知识图谱和实践平台的资源建设过程中，需要引入企业人员协同建设。

在明确虚拟教研室的人员组成原则后，确立了虚拟教研室的组织机构，形成了教学院长—教研室主任—课程组组长—任课教师的垂直管理方式，成立“专业教师—大创中心—企业导师”三方协同人员组成形式（见图1）。教研室根据教研内容设置工程图学组（负责机械装置的概念设计）、机械原理组（负责机械装置的原理方案设计）、机械设计组（负责机械装置的结构设计）、机械制造组（负责机械装置的制造及装配）、自动控制组（负责机械装置的控制方案、软硬件设计及调试）和企业组（贯通项目知识图谱和实践平台开发）。

由于虚拟教研室兼顾了教学与学术职能，同时摒除了行政职能，属于敏捷型的组织结构，遵循动态建设原则，即研究动态和问题导向始终保持发展态势［3］。与时俱进动态建设虚拟教研室，根据贯通项目制教学实践问题、教师个性需求以及教育教学发展趋向，虚拟教研室及时调整教研室的阶段性教研重点和人员组成，如在项目装置的数字化设计阶段，考虑零部件精度设计的重要性，将几何量公差与检测课程组教师引入虚拟教研室；在项目装置的自动控制设计中，将控制工程基础课程团队教师引入虚拟教研室；在项目作品制作阶段，将校大学生创业中心指导教师引入虚拟教研室；在建设贯通项目知识图谱中，将智慧树平台的企业人员引入虚拟教研室；在贯通项目实践平台建设中，将贝尔教育企业人员引入虚拟教研室，从而形成校企人员协同的虚拟教研室组成形式。

三、贯通项目制教学虚拟教研室教研创新实践

虚拟教研室承担着加强教学研究、共建优质资源、创建教研形态和开展教师培训的功能。贯通项目制教学虚拟教研室结合教学改革方向在上述四方面做了探索实践。

1.加强教学研究。虚拟教研室教师采用理念来源分析与对比法，挖掘贯通式项目制教学的组成元素、联系规则和外部控制策略，提炼开展项目制教学的核心问题，包括知识、课程与项目的耦合关系，学生与指导教师的耦合关系等，分析与传统的课程—实践教学体系的差异化特征，建立贯通式项目制教学模式体系，凝练教学理念，面向知识获取与应用目标的项目研发及课程学习的耦合规律，将知识学习、能力提升和素质培养同动手实践结合起来，提出项目制学习的流程体系和保障措施集合，落实课程链中关键课程的实施，包括各课程针对贯通的项目训练内容和教学方法以及各课程对项目教学的评价内容及策略等研究。

传统项目制教学大都围绕一门课进行，而贯通项目制教学需要项目在9门课的贯通下协同完成，如何做好课程衔接和内容衔接，需要虚拟教研室团队进行探索创新。贯通式项目制教学研究分阶段实施，前期是项目的顶层设计研究阶段，包括研究项目体系的构建、项目题目的确立、贯通核心课程的组成、参与教改的教师和专业学生组成是这一阶段的教研重点；中期是研究各课程针对贯通项目应制定的课程教学质量标准、课程任务报告内容及格式（调研报告、开题报告、结题报告）、课程对项目教学的评价内容及方法等；后期是研究实践平台的搭建，包括制作相关的场地管理、项目信息化管理系统等。同时研究贯通项目制教学的评价与激励机制，以带动教师与学生的积极性，也对项目实施情况进行评估、反馈，使其循序渐进，不断提升其质量。

2.共建优质资源。教学资源涉及课程质量标准、项目题目集、各课程项目设计任务、知识图谱、实践平台等。首先修订贯通项目课程链上各课程的教学质量标准，统一明确项目制教学的内容、教学方式及考核要求，明确项目制教学在课程考核中所占的比例。修订课程教学质量标准，统一课程评价标准，有助于课程组教师协同教研；结合教师的科研课题及机械创新大赛等大学生课外学术比赛题目，集思广益，设计难度适中的具有智能控制的机械装置题目，希望通过几届学生的实践效果，遴选出有行业特性的具有智能化时代背景的选题；从能力体系—问题体系—知识体系—知识资源构建项目制知识图谱，方便学生系统了解完成项目任务所需掌握的知识体系，满足学生在实践过程中对各种资源的学习需求。校企联合，利用大数据和云计算等信息技术，协同共建具备在线设计—项目管理—数据统计分析功能的项目实践平台，实现教学的数字化转变。

贯通式项目资源将打造以核心课程、知识图谱、智能实践系统为主要依托的学生培养校企协同平台，创建以学生为中心的“产—教—创”协同培养的课程体系。

3.创建教研形态。贯通式项目制教学改革涉及的课程多、环节多，教师和学生数量大，在教学实践过程中经常需要就项目规范或出现的问题进行教研交流和研讨。因此，充分运用信息技术，突破时空限制，开展高效便捷、形式多样、线上线下结合的教研模式，对于推动教研室成员加强对贯通项目任务、项目内容、项目实施方法、项目评价等方面的研究探索，显得尤其必要。

根据贯通式项目制教学不同阶段和不同内容研讨的需求，采用线上线下结合的教师教研模式（见图2）。线下教研可与传统教研室一致，对于各课程组开展常态化教研活动方便易行；对于各课程组组长和校企联合的协同研讨，利用线上网络会议开展教研则不受时间与空间的限制，高效便捷。依托机械设计课程群国家虚拟教研室平台，建立了贯通式项目的虚拟教研空间，开展线上教研，实现教研资料共享、教学案例共建、教研数据留存等功能。

4.开展教师培训。贯通式项目制教学教师团队由老中青教师组成，青年教师的教研能力和指导学生的经验需要不断提升和丰富。虚拟教研室定期邀请指导课外学术大赛经验丰富的教师对教研室青年教师进行相关培训，也邀请在项目制教学方面有成功经验的校外专家对教研室教师团队做经验分享，发挥校内外专家名师的示范作用，促进虚拟教研室团队教师的共同发展。

结语

虚拟教研室承担着教学学术研究、教学改革先行先试、教学理念技能示范推广、基层教学组织创新等职能，探索面向贯通式项目制教学的校内跨学科虚拟教研室组织模式实践，可增强教师将现代信息技术与教育教学深度融合的能力，为提高人才培养质量筑牢基础。

贯通式项目制教学改革，虚拟教研室参与人员众多，既有校内9门课程的任课教师，参与制作指导的大创中心教师，还有参与知识图谱建设、教学管理系统开发的企业人员，如何建立各专业、各课程组、参与企业相关责任人能够跨时空、无障碍交流的协同机制，是虚拟教研室建设的一方面。两年多的教改实践证明，如何统一参与教师对贯通式项目制教学改革的认识度，制定项目制教学的评价与激励机制，合理调动虚拟教研室成员的主观能动性，充分发挥成员的才能是教学改革的难点。

贯通式项目制教学改革是一个涉及面大、系统性的教改，其有效开展一方面需要有完善的课程体系和实践教学平台支撑，另一方面还需要建立切实可行的组织保障制度，才能保证贯通式项目制教学的顺利实施，更全面、有效地培养学生的创新、创造、创业能力。在新工科背景下研究有利于教学学术交叉、融合和创新发展的虚拟教研室长效机制需创新突破，虚拟教研室的建设工作任重道远。