“智能流控”虚拟教研室的初步探索与实践

“智能流控”虚拟教研室的初步探索与实践

袁晓明，温 赞，姚 静

（燕山大学 机械工程学院，河北 秦皇岛 066004）

［摘 要］ 在新工科建设背景下，虚拟教研室是顺应时代发展的重要教育平台。线上线下结合的虚拟教研室是高校开展教学组织建设和教师培训的一种新思路和新模式，对于提升高校教师的教学和教研水平，提高学生学习素养和能力具有重要意义。以流体传动与控制专业为依托，打造“智能流控”虚拟教研室，在已有课程体系建设和教学模式上改革，丰富研究资源，共享教学成果，不断提升网络平台和资源库智能化水平。对虚拟教研室现阶段的优缺点及推广可行性进行总结，明确“智能流控”虚拟教研室的建设方向，为专业及相关学科的发展提供助力。

［关键词］ 智能流控；虚拟教研室；流体传动与控制；线上线下结合

［基金项目］ 2020年度教育部第二批新工科研究与实践项目“面向工程机械前沿需求的多元主体协同育人模式探索与实践”（E-JX20201504）；2021年度河北省研究生课程思政示范课程教改项目“液压测试技术”（YKCSZ2021029）；2022年度河北省专业学位教学案例（库）立项建设项目“‘并联机器人性能分析’案例库建设”（KCJSZ2022024）

［作者简介］ 袁晓明（1984—），男，吉林白城人，博士，燕山大学机械工程学院副教授，主要从事流体传动与控制、教研融合研究；温 赞（1997—），女，河北蠡县人，燕山大学机械工程学院2017级机械设计制造及其自动化专业本科生，研究方向为流体传动与控制；姚 静（1978—），女，河北石家庄人，博士，燕山大学机械工程学院教授，主要从事流体传动与控制、教研融合研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2023）09-0000-04 ［收稿日期］ 2022-07-07

高校教研室是承担教学及科学研究的基层组织。《教育大辞典》将教研室解释为“中国、苏联等国高等学校内按专业、专门组（化）或课程（一门或几门）设置的基本教学、科学研究单位”。教研室是我国建国初期学习苏联高等教育模式的产物，经过60多年的发展，已经成为我国教学管理的特色［1］。

从2001年美国麻省理工学院提出开放课件计划，免费开放学校的课程大纲和教学课件等相关教育资源，到2012年的MOOCs新浪潮，人类从未停止追求如何让更多的人能够访问更多优质的教育资源，一场席卷全球的开放教育资源运动拉开了序幕［2］。2022年3月5日，国务院总理李克强在《政府工作报告》中提出“促进教育公平与质量提升”［3］。教育公平和知识分享一直以来都是教育的核心诉求。随着信息技术的发展，虚拟教研室在原有教研室的基础上，以线上平台为依托，建立线上共享文档，为优质教育资源的共建共享提供了良好的技术条件和社会环境，通过教研室中名师团队的示范引领，推动西部教育发展，促进教育资源均衡，实现教育公平。

教育部高等教育司印发的《教育部高等教育司2022年工作要点》提出：“深化新工科建设。突出‘交叉融合再出新’，推动现有工科交叉复合、工科与其他学科交叉融合。”［4］虚拟教研室响应新工科建设，是跨学科、跨校级甚至跨国际教研工作者，为解决高等教育教学中的共性、前瞻性问题，利用互联网信息技术组成的教学研究团队［5］。

随着现代信息技术的发展，虚拟教研室有助于弥补传统以教研室为单位的教学及科研活动的不足，可以有效解决高校的跨学科师资配置、科研团队知识结构等存在的问题［6］。利用线上教研平台，促使各高校、各学科教师广泛参与，打破时间、空间和地域的限制，使教研活动更加灵活，均衡教育资源，促进教育公平。依托“智能流控”虚拟教研室，对我院的流体传动与控制专业进行改革探索，进而培养了师资队伍，提高了学生的学习热情，教学成效得到显著提升。

一、“智能流控”虚拟教研室的建设内容

（一）优化课程体系，明确课程内涵

依托中国大学慕课（MOOCs）等在线课程平台，在教学视频中，对课程内容提前进行筛选组织，梳理模块关系，进行教学设计，便于内容的有效衔接。除此以外，结合燕山大学“厚德、博学、求是”的办学理念和熔铸于燕大人的奋斗基因、工匠精神，秉承机电控制工程系“学研产用”和“机电液一体化”的发展理念，我们力求专业课程与思想政治理论课程同向同行，将社会主义核心价值观、工程伦理、社会责任、工匠精神，全面融入已有课程和新设的伦理课程中，践行立德树人综合教育理念，全面推进“思政微渗入”教学改革理念。

（二）改革教学模式，深入教学研究

依托线上教研平台，加强对高校专业建设和学科建设的研究探索，改进教学方法和教学手段，不断提升教师的教学研究意识。各学科教师通过交流互动，促进学科交融。为实现理论知识与工程实际的完美结合，我校机械工程学院不仅设置了专业课程实验，还采用“课程三级项目—创新二级项目—综合一级项目”体系，逐步培养学生的综合实践能力，将“智能流控”中的多学科交融、跨领域合作的思想无形地运用其中。

（三）转化研究成果，丰富研究资源

教研室青年教师具有良好的科研背景和较高的学术水平，但科研能力不等于教学能力，只有通过积极参与教学研究和教学实践，科教融合，才有可能将学术优势转化为教学能力［7］。与企业有科研合作的教师可以将科研成果转化为教学素材，结合课程内容，筛选出适合的案例素材应用于课程建设中。我校与其他高校、企业之间紧密合作，多次校际举办讲座进行学术交流；合作企业在学校设立创新比赛，提供生产实训基地，让学生了解职业环境与企业人才需求，提前做好职业规划。

（四）共享教学资源，提升教学质量

为实现优质教育资源共享、提升高校教师的教学质量，虚拟教研室积极开展燕山大学机电控制系列课程慕课（MOOCs）建设。我校编著的机械工程系列教材《控制工程基础》和《工程流体力学》等被国内多所高校选用为授课教材，“液压伺服与比例控制系统”等线上资源课程供校内外教师及学生交流学习。除教材课程共建共享外，“智能流控”虚拟教研室通过建立线上共享文档，共享课件、图片、视频等教学资源，形成丰富的教学资源库。

二、“智能流控”虚拟教研室的建设方向

（一）交叉融合

虚拟教研室以线上平台为依托，方便不同专业教师进行教学研究交流，跨越时空障碍，实现校校及校企合作；打破常规专业和学科间的壁垒，促进专业和学科的互通互融。以机械工程学院为例，机械领域穿插着电子、信息等，多学科相辅相成，共同发展。同时，学科间的碰撞可以汇聚思维、激发创造性。而虚拟教研室利用线上平台，可以将多领域教师汇集起来，共同打造出开放式教研成果，促进教育发展。

（二）拓展前沿

新工科建设是深化工程教育改革的重大行动，是高等教育面对人才培养要求做出的必要响应。在校学生大多数都是脱产学习，对生产活动中的实际问题缺乏认识，现阶段的基础知识教学难以满足发展变化的问题。以虚拟教研室为依托，把有科研工作的高校教师和合作企业汇聚起来，校—研—企紧密合作，对工程问题和前沿技术进行交流讨论并运用到教学中，可以锻炼学生在学习阶段的创新思维和思考能力，了解社会的需求。

（三）动态调整

虚拟教研室需要根据未来教育的发展和国家政策做出调整，始终保持发展的态势。借助网络平台，教研室可以实现资源的积累，凭借信息共享的优势，将教育教学影响最大化。此外，教研室要在整体上保持开放的氛围，从成员个体到组织本身，均要积极追踪教学学术前沿，不断深化开展教学实践创新，持续提升发展个人教学能力，并辐射带动学科乃至学校教学质量不断进步［5］。

（四）制度完善

“智能流控”虚拟教研室现处于前期发展阶段，缺少完善的规章制度与奖励机制，拟采用团队教师与管理人员联动的原则，由教务处牵头，在人力和物力方面提供支持，联系人负责协调各组织成员，对虚拟教研室的教研活动进行整体把握。教研团队负责教改研究及立项经费支持，实现多方协同，对接学校相关部门，推动“智能流控”虚拟教研室活动有效进行。

（五）文档体系管理

由于学科的融合性，学科之间边界模糊，对文档的管理分类较为困难。“智能流控”虚拟教研室依托云平台建设，建立线上共享文档，共享课件、图片、视频等教学资源，上传教学大纲及知识图谱、习题试题、教学案例等，形成教学资源库，同时对融合学科单独进行筛选分类，建立线上学科案例库。

三、虚拟教研室的优缺点

与传统教研室相比，虚拟教研室具有如下优点。

第一，平台支撑。虚拟教研室依托信息网络平台，使更多的教师参与教研活动，分享自己的教研成果，是跨区域、跨学科、跨校开展教研活动的重要手段，符合教育发展趋势。同时，高校通过虚拟教研室可以加强与企业之间的联系，了解更多的工程技术壁垒，教师通过教研分析当前就业形势及学科发展方向，并在日常教学中将相关信息分享给学生，使学生提前了解就业形势，做好职业规划。

第二，共建共享。虚拟教研室以项目及课题为纽带，教师、高校甚至企业依托信息化平台积累教学经验，推广应用教学成果和研究成果。教师不仅可以通过虚拟教研室共享他人成果，而且能通过平台共享的方式使自己的教学成果获得同行认可［8］，获得更多好的建议和方法。虚拟教研室的建立有助于提高教师教书育人的水平，并通过交流学习，改变、丰富教师的教学方法和教学理念，促进高校的课程建设和专业建设。

第三，示范引领。虚拟教研室的建立和运行，需要具有凝聚力及号召力的名师进行引领、主持活动并组织相关人员参与。一些国家、省级一流课程及具有特色的模范教学案例，可以通过虚拟教研室供教师借鉴与使用，并吸引教师加入，从而引进更多的优质资源。此外，通过老教师、名师引领及同行之间的交流，可以减少年轻教师探索弯路，较容易提高其教书育人的水平。

第四，实时沟通。教研室从传统模式走出。在互联网平台的支持下，教师在科研和教学中遇到的问题、困惑及企业技术发展的瓶颈都可以通过线上平台实时交流总结并及时向学校及有关方面汇报。教研室中成员之间可以随时进行交流、沟通、辩论，在交流沟通中获取各高校及各企业的信息，大大提高教研效率。

现阶段虚拟教研室存在的问题。

第一，和传统教学教研具有明显不同，开设跨学科、跨学校网络课程，对于新老教师都是严峻的挑战，且技术平台复杂的功能及使用，还在摸索学习阶段。

第二，由于学科和专业的交叉融合，智能化资料库的建设、网络学习数据的收集相对困难，对于问题和成果的探讨、归类、整理变得复杂。

第三，虚拟教研室跨学科、跨院校的特点，使得虚拟教研室缺少科学规范的的工作制度和工作条例，没有合理的考核评价体系、监督约束机制和奖惩措施。

教研模式创新发展的过程中，必然会遇到各种严峻的挑战。在新工科建设背景下，创建高校虚拟教研室是互联网发展推动下的必然趋势，探索新型教研模式需要全体教师的共同努力。

四、虚拟教研室的推广可行性

（一）科学技术可行性

随着时代的进步，互联网在现实工作中占据的比重越来越大，不断地影响着我们的工作与生活。各个高校也都有着相对完善的网络系统与线上教学形式。虚拟与现实的结合已经日益稳固，且能在教学教研方面实现一定程度的互补。

（二）教研能力可行性

燕山大学在工学方面具有多学科、宽领域的教学资源，方便校内不同院系、不同专业的教研室之间沟通交流教学计划，提高教学效率与教学水平；另外，机械工程学院拥有完善的硬件设施及机电控制工程系一流的教研水平。以互联网为依托，与合作高校中的高水平教师跨时间、跨空间相互交流联系，共同探讨制定教学计划；基于各自教学资源、教学任务，制定更加适合培养学生的教学方案。

（三）参与人员可行性

燕山大学有26个专业入选国家级一流本科专业建设点，设有研究生院和17个直属学院，是一所综合性院校。虚拟教研室由燕山大学机电控制教研室牵头，与校内其他院系、国内其他高校及企业合作开展教研工作，以项目、课题为纽带，以课程建设、专业建设为目标，开展协同创新、实现共建共享［9］。在人员构成上合理且合适，多个方向的优秀教师通过虚拟平台，汇聚在本虚拟教研室下，可以很好且很方便地进行教研任务，制定出合理的教学方案。另外，国家的推动和燕山大学在政策上的扶持，都为本虚拟教研室提供了强大的助力。虚拟教研室的建设可行性见图2。