基于虚拟教研室的专业课程融合创新研究

［摘 要］ 虚拟教研室作为高校全新的教研组织形式，能够在教研形态创新、教学资源共建、教师能力提升、教学管理机制等方面为课程建设提供新思路、新方法、新途径。依托校级工程材料与机制基础虚拟教研室对课程进行融合创新研究，从虚拟教研室平台建设、课程融合创新等方面进行全面阐述。该成果注重培养学生解决复杂工程问题的综合能力和创新思维，突出价值引领，实现由教师“知识传授”向学生“能力训练、素质养成”的转换。

［关键词］ 虚拟教研室；工程材料与机制基础；融合；创新

［基金项目］ 2023年度山东省本科教改项目“专业认证背景下机械类专业工程创新能力课程体系研究与实践”（M2023379）；2023年度山东省研究生教育教学改革研究项目“机械学科专业硕士研究生多元协同人才培养模式探索与实践”（SDYJSJGC2023034）；2022年度青岛科技大学虚拟教研室建设项目“工程材料与机制基础虚拟教室”（2021XN19）；2022年度青岛科技大学教学改革研究项目“专业认证背景下机械类工程创新能力课程体系研究与实践”

［作者简介］ 赵海霞（1970—），女，陕西咸阳人，博士，青岛科技大学机电工程学院教授（通信作者），主要从事机械系统智能化设计和控制工程研究；谢 天（1990—），女，山东青岛人，博士，青岛科技大学机电工程学院讲师，主要从事光电催化和纳米材料合成研究；张永涛（1989—），男，山东滨州人，博士，青岛科技大学机电工程学院副教授，主要从事机电液传动研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）46-0129-04 ［收稿日期］ 2023-08-10

引言

“工程材料与机制基础”是机械类专业的专业基础课程，涉及材料、材料成型、机械制造、环境保护等多学科知识，理论与实践紧密结合，是培养具有良好综合素养和扎实专业基础，具有创新意识和解决复杂工程问题能力的机械类应用型人才的重要课程，也是对后续学习和工作有着重要影响的专业核心课程。在教学过程中对工程材料与机制基础课程的传统教学内容进行优化，教学组织实施方式进行改革，以满足高端制造技术快速发展对人才的需求，显得尤为迫切［1］。

2021年7月，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》指出，加强基层教学组织建设，全面提高教师教书育人能力，是推动高等教育高质量发展的必然要求和重要支撑。虚拟教研室是信息化时代新型基层教学组织建设的重要探索［2］。本文依托校级工程材料与机制基础虚拟教研室，构建新型教研形态，对“工程材料与机制基础”课程进行改革探索，教学组织与实施融合创新，教学资源共建，使教学成效得到了显著提升。

一、工程材料与机制基础虚拟教研室的构建

工程材料与机制基础虚拟教研室基于青岛科技大学“工程材料与机制基础”课程、“高分子材料工程”课程和长春理工大学“工程材料学”课程等课程教学团队及青岛科技大学马克思教研室，由相关教师进行跨学科、跨校际协同共建，如图1所示。

目前，工程材料与机制基础虚拟教研室由省级、市级教学名师，国家级、省级一流课程负责人、相关授课教师等数十人组成，在企业微信平台的基础应用上建立。该虚拟教研室平台的建设，主要划分为三大功能应用板块：（1）专业建设，主要包括专业应用基础课、核心课、选修教学课程等相关资源，专业建设、人才培养相关资料；（2）课程建设，主要设有教学大纲、教学设计、教学课件、电子教材、知识图谱等课程相关资源；（3）教研改革，包括教师的讨论交流区、专题论坛区、论文协同区、教研会议区、分析报告区。所有板块均包含发布、浏览及进行会议和视频直播的功能。

工程材料与机制基础虚拟教研室的资源分布空间，承担虚拟教研室内部之间的共享资源，并推动优质教学资源的共同建设共同分享，提供协同创作，支持教研室成员共同编写知识图谱、教学大纲、电子教学培训材料、作业习题、课程视频等教学资源。此外，虚拟教研室以教学资源应用平台作为根本基础，盘活教学资源、串联学习过程，用于辅助教师备课、学生知识点检索和建立明确的自我能力认知。

教学资源共同建设共同分享、联合教学课程建设、联合教学改革等形式的协同教研实践活动稳步开展。应用“实际现场+远距离”等不同模式组织安排教学［3］、教研活动，将工程材料与机制基础虚拟教研室打造成为教师课程合作和交流应用平台、教学资源共同建设共同分享应用平台、联合教育改革创新宣传推广应用平台，并逐渐形成现场—远距离融合跨学科、跨校际教学的实践共同体。

二、优化教学目标，重构课程特色与创新

“工程材料与机制基础”面向青岛科技大学机械工程、过程装备与控制工程、材料成型及控制工程、船舶与海洋工程等专业的本科生。通过该课程的学习，学生可具备以下知识和能力：（1）掌握工程材料中微观组织、成分及机械性能之间和材料加工成形的基础知识和基本理论，具备分析材料性能及毛坯成形方法的能力。（2）能够针对材料成形过程涉及的复杂工程问题提出合理的解决方案。根据零件的使用场合、性能要求和结构特点，综合考虑社会、健康、安全、法律、文化及环境等因素，具备初步的性能设计、选择材料及材料加工工艺的能力。（3）基于工程材料与机械制造工艺的原理，利用理论分析和实验方法对材料性能及成形原理进行研究，提升职业素养。

该教学目标确定需要授课教师进行交流研讨和论证，教师受限于传统教研室行政管理，其开放性明显不足，无法有效解决跨学科、跨校教师的协同创新教研问题，通过虚拟教研平台的建设，打破校际、学科等壁垒，吸收多元的课程资源及明确行业需求，从基础性和实用性等方面使教学内容更加明确，教学融合创新思路进一步明确。

（一）目标融合创新：立德树人+人才培养

解决专业课程教学与思政教育割裂的问题，深入挖掘课程蕴含的思政元素和承载的思想育人功能，全方位、全过程融入课程思政，实现知识传授和价值引领相统一。针对教学内容进行思政元素的挖掘。例如，针对第一部分的材料与制造简论，可以使学生了解学科与专业背景、发展历程、现实状况和未来趋势的同时，明确自身使命感、责任感、爱国主义精神和开拓创新精神。针对第二部分材料学基础内容，在理解材料热加工过程基础上，能够基于工程材料相关背景知识进行分析和评价机械工程实践对于社会、健康、安全、法律及文化的影响，从而形成良好的职业道德和人文社会科学素养、社会责任感。在材料成形技术部分，培养学生严谨的科学态度及对基础知识的认真思考，通过大国工匠相关视频和前期的机械工程训练，充分理解机械行业特点和工匠精神，激发学生学习新技术的紧迫感和使命感。另外，任课教师对学生、教学、课程、课堂的态度本身就是潜移默化的课程思政。为此，教学团队不断加强自身修养和能力建设，通过虚拟教研室建立相应的思政案例库，助力思政教育无痕融入课程教学。

（二）模式融合创新：翻转课堂+智慧课堂

构建基于工程实践案例分析的互动式、问题式、讨论式教学，形成现象—问题—理论—实践—创新意识“五环”相扣的创新模式，传授新工科的先进理念，提高学生解决复杂工程问题的能力［4］。以教师为主导、学生为主体，进行课前、课中、课后教学环节设计，使课前环节确保自主学习效果，课中环节充分利用信息化技术、智慧课堂的方法手段实现以学生为中心的参与式教学，充分挖掘学生潜能和创新性思维，课后环节进一步巩固和提升教学效果［5］。通过雨课堂中“我的云端”推送给学生大国崛起、复兴之路、匠心教育，加强学生的人文社会科学素养、社会责任感、职业素质和终身学习能力，进一步实现对学生的价值引领。各环节有针对性的教学设计和教学实施，确保教师和学生的角色改变，教学目标由知识传授逐步向能力训练、素质养成转换。同时，通过虚拟教研室开展教研活动，进行教学活动的动态开展，应用互联网技术实现跨专业教师、跨学校学生之间的教学信息互通，进一步提高教学成效。

（三）内容融合创新：理论知识+工程案例+学科前沿

重构教学内容，注重工程案例教学，引入新工科的前沿知识。利用虚拟教研室协同教研新形态，促进课程进一步改革［6］。针对学生具备能够解决复杂工程问题能力的培养，首先对课程内容进行了模块化梳理，形成了以材料与制造简论、材料学基础、工程材料的改性、常用工程材料与选材、工程材料成形技术、机械制造基础、先进制造技术7大模块构成的课程体系。其次，内容上增加新方法、新工艺、新技术等学科前沿理论知识。课堂教学中增加案例分析和课堂讨论环节，改变以讲授为主的传统教学模式。通过虚拟教研室平台增加工程案例、现代加工技术实例，利用跨学科、跨校的教学团队的科研和教研项目，植入具体工程案例进行分析和相关讨论，进一步提高学生的解决复杂工程问题的能力。

（四）评价融合创新：形成性评价+终结性评价

终结性评价为主的评价模式容易导致学生重学习结果、轻学习过程，挑战度不足，使其缺乏对知识的融会贯通和解决问题的能力。为此，建立以形成性评价为基础的教师评价和生生互评的多维度立体化评价体系，过程考核元素在原来作业、小测验和实验的基础上增加了案例分析、讨论、报告、线上学习等，对学生学习能力的发展进行全方位评价，注重学生的个体与团队意识能力的提高。

三、改革成效

（一）实现优势资源共享，提升教师业务水平

教学资源包括教材、教学课件、教学案例、教学视频、习题库等。通过虚拟教研室平台建设，打破传统教研室单一化、固定化限制，实现教学资源共享，推动教学质量建设。虚拟教研室可随时开展教学活动、课程内容研讨、专题案例分析会议等，能有效凝聚多学科、跨校相关专业教师智慧和名师引领，不断提高自身的业务水平。

（二）深入教学研究，提升教学质量

以虚拟教研室为研究平台，对教育教学前沿性问题开展探索性研究，就教学热点问题、教育教学发展趋向进行研究和探索，以获得较高理论深度的研究成果。同时，虚拟教研室保持开放氛围，从成员个体到组织本身，都积极追踪教学学术前沿，不断深化教学创新，辐射带动学科教学质量不断提升。

（三）健全保障机制，促进持续发展

对比传统教研室，虚拟教研室是一项全新的工作，要建立和健全规范有序的教研室管理机制。组织开展常态化教师研讨，加强跨专业、跨学科、跨学校的教研交流，发挥教研室中优秀课程团队、教学名师和一流课程的引领作用，加强优秀课程实施方案、精品教学资源库、优秀教学案例库、优质教师培训资源库的建设和推广，促进教学团队及教研室的持续发展。

结语

我校“工程材料与机制基础”课程作为山东省一流本科课程，虚拟教研室作为信息化时代新型基层教学组织，为课程的建设在内容、方法、实施及师资培训等方面提供了新思路新途径。课程融合创新实践的应用，使学生的综合能力、创新思维、工程素质得到了普遍提高，团队教师的教学能力也得到了有力提升，效果显著，对提高本科教学质量具有很好的示范推广作用。

参考文献

［1］曾建潮，吴淑琴，张春秀.虚拟教研室：高校基层教研组织创新探索［J］.中国大学教学，2020（11）：64-69.

［2］教育部高等教育司.关于开展虚拟教研室试点建设工作的通知：教高司函〔2021〕10号［A/OL］.（2021-07-21）［2023-07-10］.http：//www.moe.gov.cn/s78/A08/tongzhi/202107/t20210720_545684.html.

［3］阎俊爱，刘璐，荆树伟，等.基于OBE新时代本科教育课堂教学改革研究［J］.忻州师范学院学报，2021，37（2）：101-107.