面向一流课程的三融合虚拟教研室建设探索金霞 张得礼 王珉

作者: 金霞 张得礼 王珉 田威

面向一流课程的三融合虚拟教研室建设探索金霞 张得礼 王珉 0

摘  要:随着教育信息化的深入发展以及飞行器先进制造技术的发展,传统教研室已经难以适应当前人才培养的需求,为了发挥基层教学组织的作用,促进学生能力培养、教师能力提升和资源共享,针对飞行器制造工程专业的特点,协同信息类专业、其他高校以及主机厂专家共同建立跨时空的虚拟教研室,探索教研室运行机制,通过教研室的运行,推动一流课程建设,多方协作推动新型实验项目的建设,实现学生科创能力的培养,提升教师教学能力,促进资源建设与共享,实现校、企、生三方共赢,促进国家虚拟仿真项目和一流课程的建设与实践。

关键词:虚拟教研室;一流课程;校企融合;虚实融合;实验

中图分类号:G640      文献标志码:A          文章编号:2096-000X(2025)08-0045-04

Abstract: With the development of educational informatization and advanced aircraft manufacturing technology, traditional teaching and research section are no longer able to meet the current needs of talent cultivation. In order to play the role of basic teaching organization, to promote student ability cultivation, teacher ability improvement and resource sharing, in response to the characteristics of aircraft manufacturing engineering, information technology majors, other universities, and experts from aircraft manufacturing factories are collaborated to establish a virtual teaching and research section and explore the operating mechanism of the teaching and research section. Through the operation of the teaching and research section, the construction of first-class courses are promoted, new experimental projects are developed by multiple parties collaboratively, students' scientific and technological innovation abilities are trained, teachers' teaching abilities are enhanced, teaching resource are constructed and shared, hence, a win-win situation among schools, enterprises, and students is achieved, and the construction and practice of national virtual simulation projects and first-class courses are promoted.

Keywords: virtual teaching and research section; first-class course; cooperation of university and enterprise; integration of virtual and reality; experiments

在习近平新时代中国特色社会主义思想的指导下,2020年初,教育部高等教育司在工作要点中关于“全面加强基层教学组织建设”提到,要进行思路转化和组织创新,探索基层教研组织的新形态、新形式,以现代信息技术助推教学组织建设,虚拟教研室便应运而生。2021年初,教育部高等教育司在2021年工作要点中关于“主动求变,推动高校人才培养组织模式创新变革”中继续强调要探索推进“虚拟教研室”项目。此后不久,《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》出台,提出在全国进行虚拟教研室试点建设,建设一批类型多样、动态开放的虚拟教研室,建强基层教学组织,引导教师回归教学、热爱教学、研究教学,为高等教育高质量发展提供有力支撑[1]。

虚拟教研室是建立在实体教研室的基础上。教研室是教学研究室的简称,是新中国、苏联的高等学校中按专业或课程(一门或几门)设置的基本教学单位,由有关教师、研究人员、实验技术人员及资料管理人员等组成,一般隶属于系[2-3]。改革开放以来,由于对高校科研的需求与投入的增长,教研室的作用逐渐被弱化。2018年发布的《教育部关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》,指出本科教育是提高高等教育质量的最重要基础,提出要推进现代信息技术与教育教学深度融合。作为基层学术组织的重要组成部分,教研室等基层教学组织是优化教育学术资源配置、提高教学学术产出、激发大学学术创造力的重要基础,是深化高等教育教学改革、健全教师教学发展机制的关键。

2019年教育部提出一流本科课程“双万计划”,南京航空航天大学(以下简称“南航”)飞行器制造工程专业获批2个国家一流课程:飞机大部件装配虚拟仿真实验(虚拟仿真型)和钣金模具综合实验(线上线下混合式)[4]。基层教学组织(教研室)对一流课程的建设是一个长期持续的过程,特别是随着教育信息化的深入发展以及飞行器先进制造技术的发展,本专业的资源存在一定的局限性,且企业行业对高素质复合型人才的需求不仅在于理论知识的掌握,更看重较强的实践能力和创新能力,因此如何融合多方力量,为学生提供优质资源,为教师提供常态化培训平台、加强教师现代信息技术与教育教学深度融合能力、加强教学研究,建立能融合校企、校校、专业多方资源与教师力量的虚拟教研室[5],是目前基层教学组织(教研室)发展需要研究的问题。

一  目前存在的问题

现有基层教学组织(教研室)作为本科教育教学和课程建设的最基层的教学单位,在推进一流课程建设中,必然成为主力,承担着保障课程教学质量的重大责任,高校教研室(组)作为承担本科教育教学和课程建设的基层单位,主要具有以下基本特征[6-7]:以特定课程建设为己任,组织教师集体完成课程教学体系和课程体系建设;组织科学研究,实现教学与科研的结合;以学习和集体备课的方式推进教师的教学发展;开展教师培养,推动师资队伍建设。但实际上,随着对高校科学研究的需求与投入的增长,科研成为高校教师业绩考核的重要标准,也成为高校办学水平的重要评价指标,导致传统教研室模式的培养已难以满足社会和企业的需求,主要存在以下一些问题。

第一,由于高校的教师职称聘任和岗位考评等过度强调到校经费、自主科研项目、刊用论文和科研获奖等评价指标,绝大部分高校“强科研、弱教学”,导致教研室形同虚设,没有起到它本该起的作用与职能。

第二,现有教研室只限于近似或相同课程内教师之间交流,没有针对专业实验体系内实验课程的交流,实验课教师之间缺乏系统、深入的沟通与交流,对整个专业的实验体系的建立没有一个完整、完善、有针对性的系统性整理,对于一流课程“高阶性、探索性、挑战度”的特点也仅仅体现在一门课程上,而这对于运用完整专业知识进行探索的能力的培养具有一定的局限性。

第三,现有教研室只限于本校本专业,在自己的圈子内,思维具有一定的局限性,科研方向也限制了对本专业科研的全面了解,对于企业的实际需求方面缺乏及时的响应,容易“闭关锁国”,在课程建设上出现思维固化问题,科研方向也导致教师的工程实践经验具有局限性,而飞行器制造工程专业的课程本质上就是培养学生解决复杂工程问题的能力,因此要求教师具有工程实践经验,但科研方向的局限性导致教师科研相关的工程经验会比较丰富,而相关性不大的则会比较缺乏。在现代新信息技术的快速发展下,运用“互联网+”新信息手段辅助教学方面,老师们不可能面面俱到,在对外共享方面主要也是单向的,而现在的人才需求要求学生具有多学科、多专业的知识融合能力及企业实际工程问题的解决能力,这就要求实验型一流课程能够跨专业、跨领域、跨学校,结合企业实际要求,实现探索性、创新性和挑战度,而现有教研室缺乏学校之间、校企之间、领域之间的交流。

第四,实验课程不能及时跟上企业工程实际需求,影响一流课程建设的目的。由于飞行器制造技术发展快,新工艺新设备层出不穷,实践要求强,重探究重动手强调试验;资源成本高,买装备买耗材难以持续,校内实验难以及时满足要求,实验的开展往往或受限于设备的台套数,导致不能让每个学生亲自实操,或受制于场地导致实验场景难以在校内复现,或受制于经费导致新设备买不起或者实验耗材太贵做不起等多种因素,而企业具有专业装备和耗材、设备及时更新换代、场地大等学校难以具备的条件,并且企业有较多的工程问题需要探索,同时企业自身有生产任务,在问题的研究探索方面人力不足,因此,需要在学校与企业之间建立一个桥梁,以双赢的方式共同培养学生和企业员工,服务于企业。

第五,现有教研室教学资源主要是专业内教师提供,且仅在自己内部使用,难以获得其他高校和企业的优势资源,导致教学资源有限、不够全面充分,并且存在共享问题。需要多样化的教学资源,和其他学校取长补短,和企业共享资源,并能够不断扩充。

因此,急需探索和发展一套针对工科专业课程的、有效的、线上线下融合的实践教育模式,建立一个基于“互联网+”现代信息技术的“跨专业、跨学科、跨地域、跨校企”的“专业融合、校校融合、校企融合”三融合的虚拟教研室,探索一流课程建设的教研机制,协同培养创新型人才。

二  虚拟教研室建设探讨

(一)  建设目标

面向南京航空航天大学飞行器制造工程专业的国家一流课程钣金模具综合实验、飞机大部件装配虚拟仿真实验,建设“跨专业、跨学科、跨地域、跨校企”的“专业融合、校校融合、校企融合”三融合虚拟教研室基层教学组织,解决目前教研室形同虚设、专业内教研室交流受限导致“闭关锁国”、课程建设容易固化的问题;充分运用信息技术,突破时空限制,联合他校、他专业、他领域、企业,以“线上+线下”结合的教研模式,建立“教师+企业专家”构成的教研室团队,进一步提升专业教师教学能力;探讨虚拟教研室的运作模式,以学生为中心,以“探索性、创新性和挑战度”为教学设计目标,面向多元化能力培养,基于探索式的实验过程设计,实现立体化探索式的线上教学模式;以专业为载体,以企业工程需求为桥梁,以教师为主体,以金课建设为标准,科教相长,推动课程内容、课程实施等方面的研究探索,探讨虚拟教研室的运行机制。

(二)  主要建设内容

虚拟教研室是“互联网+”时代背景下的教学学术共同体,不同区域、学校、学科或专业的教师利用现代信息技术,共建共享,协同解决高等教育教学中的共性、前瞻性问题,通过教师团队跨越时间、空间开展教研活动,均一化教学水平[7-8]。南京航空航天大学飞行器制造工程专业面向一流课程的虚拟教研室的建设,主要从以下几个方面开展建设。

1  建立“跨专业、跨学科、跨地域、跨校企”的“专业融合、校校融合、校企融合”三融合的虚拟教研室,探讨教研室运行机制

飞行器制造工程专业是根据专业特点和课程特点,联合同专业其他高校教师、同校相关专业教师及教师合作的主机企业,成立“跨专业、跨学科、跨地域、跨校企”的“专业融合、校校融合、校企融合”三融合的虚拟教研室。经过前期调研与沟通,南航飞行器制造工程专业虚拟教研室主要由南京航空航天大学飞行器制造工程专业、西北工业大学(西工大)飞行器制造工程专业、上海飞机制造有限公司(上飞)和西安飞机工业集团股份有限公司(西飞)相关部门专家共同构成,由于相隔较远,因此,运用腾讯会议、微信群、雨课堂等现代化信息交流工具,突破时空限制,进行常态化远程线上交流模式,同时每年定期进行线下交流研讨,形成常态化线上交流+周期性线下交流的运行机制,在此基础上,构建飞制专业本科教学研讨会组织机构,形成航空航天飞制专业校企教学科研共同体,制定虚拟教研室负责人轮值制;常态交流按会议轮流,本次会议提出下次会议主题,定期线下交流研讨,每年轮流主持,本年度提出下一年度研讨主题。2023年飞制专业本科教学研讨会由西工大飞制专业主持,并形成会议纪要。

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