工科化學基礎課程虛擬教研室建設探索與思考

盛騫瑩，胡濤，王旭珍，王瑞勇，沙風，張文清,＊

1 華東理工大學化學與分子工程學院，工科化學基礎課程虛擬教研室，上海 200237

2 大連理工大學化學學院，工科化學基礎課程虛擬教研室，遼寧 大連 116023

3 鄭州大學化學學院，工科化學基礎課程虛擬教研室，鄭州 450001

《教育部關于加快建設高水平本科教育全面提高人才培養能力的意見》[1]中指出：本科教育是提高高等教育質量的最重要基礎。辦好我國高校，辦出世界一流大學，人才培養是本，本科教育是根。作為基層學術組織的重要組成部分，教研室等基層教學組織是優化教育學術資源配置、提高教學學術產出、激發大學學術創造力的重要基礎，是深化高等教育教學改革、健全教師教學發展機制的關鍵。

虛擬教研室是利用現代的信息技術來構建多級協同、虛實結合、運作高效的教育教研機制，是教學教育發展的新模式。工科化學基礎課程虛擬教研室立足建設國內標桿性工科化學基礎課程教學學術共同體，由華東理工大學、浙江大學、天津大學、大連理工大學、四川大學、哈爾濱工業大學、鄭州大學、江南大學、新疆大學、福州大學、寧夏大學、喀什大學等十多所高校，以及高等教育出版社、智慧樹共同組建。針對目前工科化學基礎課程——無機化學、有機化學、分析化學和物理化學課程存在的問題，以工科化學基礎課程虛擬教研室為依托，聯合國內知名高校，開展線上線下教學研討，整合優質教學資源，協同打造精品教學資源庫，開展青年教師培訓。

1 虛擬教研室的建設背景與目的

1.1 建設背景與基礎

工科化學基礎課程是化工、材料、環境等專業人才培養的重要基礎課程[2]。四大基礎化學課程的學習為學生提供了理論和實踐的基礎知識，為他們深入理解和應用化學原理和概念打下了堅實的基礎。傳統的實體教研室資源分散，教師之間難以獲得共享。教學資源、教學方法、研究成果等往往局限于實體教研室內部，難以向更廣泛的教師群體開放。而虛擬教研室通過在線平臺的存在，打破了課程與地域限制，使得教師可以在虛擬空間中自由交流和合作。它提供了一個共享平臺，讓教師們可以共同建設和分享優質資源，互相借鑒和學習。并且讓教師可以更加靈活地安排時間，在自己的便利之處參與教研活動[3]。

工科化學基礎課程虛擬教研室[4]依托國家“雙一流”建設學科——化學學科、化工學科，以及國家級化學實驗教學示范中心、國家級化學虛擬仿真實驗教學中心、國家級工科化學基礎課程教學基地等教學平臺和多個國家省部級科研平臺，已建設了無機化學、有機化學、分析化學、物理化學及其實驗等15門國家一流課程和16門省部級一流課程，在智慧樹和中國大學慕課等平臺開展了線上線下混合式教學、翻轉課堂教學等多種方式教學。其中，團隊中有92%的教師來自于雙一流高校，33%的教師來自中西部高校，化學基礎課程教學團隊獲評全國高校黃大年式教師團隊、上海市課程思政領航團隊，與西部高校喀什大學共建無機化學課程虛擬教研室，開設了國內首門無機化學“同步課堂”，為推動教育資源共享起到了示范和引領作用。華東理工大學《分析化學》《物理化學》《有機化學》《儀器分析》《現代基礎化學》教材被評為國家“十二五”規劃教材，《物理化學》入選首屆全國教材建設獎——全國優秀教材二等獎，《分析化學》《儀器分析》兩本教材獲得上海市首批精品教材獎，被近300所高校選用，突破百萬銷量。建設實驗教學視頻和虛擬仿真實驗共40多個，并向全國開放。教育部工科化學教學教研室涵蓋了多項國家級一流課程，豐富的精品教學資源庫不僅集合了國內工科化學教學處于領銜地位的高校，保證了項目的先進性，同時中西部高校的參與也有效實現與助力資源的開放共享，為建設“智能+”時代新型基層教學組織打下了良好基礎。

1.2 建設目標與計劃

以立德樹人為根本任務，以提高人才培養能力為核心，以現代化技術為依托，建設動態開放的工科化學基礎課程虛擬教研室，打造基于課程的跨校教學學術共同體和質量文化，共同提高本科教學育人水平。

1.2.1 創新教研形態

充分利用信息技術，探索突破時空限制，實現資源共享、互聯互通、優勢互補，探索“互聯網+教研”創新解決途徑，“線上+線下”結合的教師教研模式，形成基層教學組織建設管理的新思路、新方法，充分調動教師的教學活力。

1.2.2 加強教學研究

推動教師加強對專業建設、課程實施、教學內容、教學方法、教學手段、教學評價等方面的研究探索，提升教學研究的意識，根據專業類型和特點，打造一批工科化學“金課”，制定并規范課程教學大綱和課程標準，凝練和推廣研究成果。

1.2.3 共建優質資源

促進學科交叉和技術融合，實現師資交叉、課程融合、資源共享，協同打造精品教學資源庫、優秀教學案例庫、優質教師培訓資源庫等，推動互聯互通、共建共享，實施工科基礎化學及實驗線上優質精品課程群開放共享。

1.2.4 開展教師培訓

組織開展常態化教師培訓，發揮優秀教學團隊、教學能手、一流課程的示范引領作用，推廣成熟有效的人才培養模式、課程實施方案，促進一線教師教學發展。加強教學研究探索，凝練教學研究成果并示范推廣，助力工科化學基礎課程教師教學能力提升。

2 虛擬教研室的建設探索

2.1 團隊建設

基于虛擬教研室涵蓋高校多、團隊成員多、涉及面廣等特點，首先，充分發揮資源優勢，發揮骨干教師的前瞻性和凝聚力，組建了多個工作運行小組，有效做到分工協作、互聯互通。在具體的團隊建設中，由各高校的牽頭負責人組成運行工作組，來指導整個虛擬教研室的總體工作情況。其次，分別將四大化學所涉及的理論教學與實驗教學的老師劃分到一起形成四個大組，又在其中挑選各校的課程負責人或教學骨干教師組建了四個工作組，分別為分析化學工作組、無機化學工作組、有機化學工作組及物理化學工作組(圖1)。各個工作組負責制定各組本年度的工作計劃，做好交流工作紀要與組織宣傳工作，共同做好資源的建設、資料上傳與共享、教學研究以及經驗分享與推廣等。根據虛擬教研室跨地域、跨時空的特點，通過組織教學研討、專題講座、名師示范課、青年教師培訓、教學資源建設等方式在各高校間開展教學研討交流，讓更多老師參與進來，在參與中得到寶貴的收獲。

圖1 工科化學基礎課程虛擬教研室的組成

2.2 課程思政建設

堅持以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，學習宣傳貫徹黨的二十大精神，深入學習貫徹習近平總書記關于教育的重要論述，落實立德樹人根本任務，按照《關于深化新時代學校思想政治理論課改革創新的若干意見》《高等學校課程思政建設指導綱要》等文件精神，全面推進課程思政建設。化學類課程思政建設在培養學生的思想覺悟、社會責任感、倫理道德意識以及國家情懷和文化自信等方面具有重要意義，旨在培養具備綜合素質的化學人才，為構建社會主義現代化國家做出貢獻[5]。根據課程思政建設要求，為了寓價值觀引導于知識傳授和能力培養之中，幫助大家更好地進行課程思政建設方面的相互學習和交流，推進工科化學基礎課程虛擬教研室課程思政建設，組織了優秀課程思政案例的設計、評選與分享。來自天津大學、浙江大學、大連理工大學、哈爾濱工業大學、鄭州大學、江南大學、寧夏大學、新疆大學、喀什大學等高校的30多名教師提交了40個課程思政案例，經專家評審后評定特等獎、一等獎和二等獎若干名。來自不同學校的教師交流了課程思政建設經驗，所建設完成的課程思政案例將成為虛擬教研室的教研成果，供不同學校的老師參考借鑒。

為了更好地完善案例的輸出，助力大家更好地提升課程思政教學效果，教研室還邀請專家進行課程思政示范課授課與交流。特邀教育部化學類專業教學指導委員會委員、山東大學的張樹永教授為本虛擬教研室教師帶來名師示范課講座“高水平建設好思政案例，提升課程思政教學效果”。張樹永教授的報告從案例在課程思政中的地位、正確理解案例的概念內涵、案例設計的層次與要求、通過實例介紹思政案例的設計與評價等四個方面展開。結合四個實際案例，說明何為案例，如何進行案例教學。最后張教授做了小結，也是與各教育者的共勉：正確認識案例內涵、自然融入、全面融合、強化學生參與、強化評價引導，持續改進案例使用效果。

2.3 一流課程建設

一流課程建設在提升教學質量、培養合格人才、推動學科創新和發展以及增強國際競爭力等方面具有重要意義[6]。虛擬教研室充分利用線上資源，挖掘成員高校一流課程建設之路，組織了10余場教學創新設計的教研活動，先后邀請了13位知名教授作相關分享，包括四川大學鄭成斌教授作題目為“新工科背景下模塊化原子光譜儀在儀器分析實驗教學中的粗淺嘗試”的報告；寧夏大學李冰教授以寧夏大學為例講解了“地方高校化學實驗室與實驗課程建設”；福州大學張玉榮副教授作題為“無機化學教學中培養學生的創新思維和辯證精神”的教學研討報告，報告中張老師結合其在拔尖班學生中的教學經驗，將科研前沿、化學史結合實驗教學的實踐及化合物的合成及分析等內容有機地與教學內容相融合，在提高教學內容難度的同時，激發學生的學習興趣和求知欲，培養學生的創新思維；大連理工大學的王旭珍教授在參加中國化學會高等教育分會有感發表與討論了“物理化學課程教學改革動向”等。另外，本校的徐志珍教授、彭昌軍教授、胡坪教授、沙風副教授等多位老師也做了相關教學研討的講座。

大連理工大學教學名師胡濤教授作題為“基層教學組織(教研室)課程教學創新的探索與實踐”的教學研討報告。報告中指出青年教師的培養以及人才的傳代離不開基層教學組織(教研室)的建設與發展，也是教學團隊在課程建設中最為珍貴的工作積累。同時也分享了很多教學上的舉措，如精品課程的轉型升級、通過引入外聘專家顛覆傳統教學課堂、加強課程的高校特色化、加深學生對學科的認知度等。

華東理工大學彭昌軍教授是國家一流課程物理化學的負責人，他在“線上線下混合式教學——以‘克拉佩龍-克勞修斯方程’為例”的教研報告中，分享了自己及其教學團隊近幾年來關于混合式教學方面的革新工作與成果。他指出在進行課堂教學的時候，事先要設計好內容的融入，再進行“導學、督學、助學、思學”四段式組織教學。接著以“克拉佩龍-克勞修斯方程”為例，講解了物理化學課堂中如何進行線上線下的混合式教學。分別從課前的導學、線上的督學、課中的助學、課后的思學，給大家做了一個很全面的示范。該報告立足于物理化學一節課的內容，具體在教學的一步步推進、與學生的互動，以及將科研成果融入教學等多方面展開，讓大家學習如何更好地進行線上線下相結合的教學。

2.4 教學資源與知識圖譜建設

在四大化學各工作組的共建共享的建設下，各組對教學資源進行收集、歸納整理，一同建設了一個資源豐富、體系龐大的數字化資源寶庫。包含教學視頻、作業習題、教學設計、教學大綱、專家講座、教學課件、教學案例等在內的300多份文件，還有一些圖片和視頻等文件，便于更為直觀的交流與借鑒。

另外虛擬教研室也在積極探索知識圖譜的建設，知識圖譜的建設對于知識組織和管理、知識推理和智能應用、信息檢索和知識發現、跨學科研究和合作、個性化服務和智能化決策等方面具有重要意義。它為知識的利用和應用提供了更強的技術支持，有助于推動智能化和數據驅動的發展。有效建設知識圖譜可以整合不同學科領域的知識，促進跨學科研究和合作。通過知識圖譜的構建和共享，不同領域的研究人員可以更好地理解和利用彼此的知識，促進學科交叉和創新。這樣有助于解決復雜問題和推動學術進步。為了更好地利用這一資源，我們邀請了智慧樹平臺方案總監錢海進行了“AI知識圖譜助力虛擬教研室建設”專題講座。知識圖譜是現在知識服務領域的新熱點，有效輔助教學的開展。該講座指導我們探索如何更好地共享教研資源、針對不同需求的學校和學生開展個性化的教研活動。

3 虛擬教研室建設思考與計劃

3.1 共建教學學術共同體，打造卓越教學文化

共建國內具有影響力的教學學術共同體和質量文化，在跨校研討與交流中形成“互聯網+教研”新形態，讓工科化學基礎課程虛擬教研室成為探索工科化學教育教學規律、提升教學水平、助力青年教師成長、服務教學實踐、打造卓越教學文化的標桿性線上平臺，助力名師培養。

3.2 共建課程資源庫，促進教育振興

深化工科化學優質基礎課程建設，協同打造優質教學資源庫，實現共建共享。建成優質共享的教學大綱、知識圖譜、教學視頻、電子課件、習題試題和教學案例、實驗項目等教學資源，支持中西部高校的高等教育振興，擴大優質課程的示范和引領作用。助推國家和省級一流課程申報和課程思政示范課程建設。

3.3 跨校共建教學研究平臺，推動教學改革創新

深化教學改革，凝練教學成果。虛擬教研室跨校開展教學研究，加強對專業建設、課程實施、教學內容、教學方法、教學手段、教學評價等方面的研究探索，共同發表教學研究論文，申報教學成果獎，出版和再版教材。

3.4 創新模式，構建可推廣的虛擬教研室

形成工科化學基礎課程虛擬教研室建設管理的新思路、新方法、新范式，形成可推廣的虛擬教研室建設經驗報告。

4 虛擬教研室建設挑戰與分析

虛擬教研室的建設是教育領域的一項重要探索，它可以為教師提供便利的交流和合作平臺，促進教研活動的開展。然而，虛擬教研室的建設也存在一些問題，有個性問題，也有共性問題，需要進一步完善和提升其效果。

4.1 資源和內容的豐富性

虛擬教研室的內容和資源建設需要注重質量和多樣性。教師在虛擬教研室中進行教研活動時，需要有高質量的教學資源和案例，同時也需要支持不同學科的教研內容。如化學類虛擬教研室需要提供豐富的教學資源，包括實驗案例、教材、視頻教學等。這需要投入大量的人力和物力進行開發和更新，以使虛擬教研室中的內容質量得到保證。

4.2 互動和合作的局限性

虛擬教研室的優勢在于交流的便利，但在虛擬教研室中，面對面的互動可能會受到限制。教研活動需要教師之間的深入討論和互動，為了加強交流和互動，在線會議、實時直播的形式已很好地融入到其中，后續可以探索引入討論論壇、即時通訊工具等功能，以促進教師之間的有效溝通互動和合作。

4.3 評估和反饋的有效性

對于化學教育而言，評估和反饋對于教學的改進非常重要。在虛擬教研室中，如何進行有效的評估和提供及時的反饋可能面臨一定的挑戰。需要建立相應的評估機制和反饋渠道，確保教師們都能獲得積極的教學反饋和指導。

4.4 平臺的穩定性和技術支持

教師在使用虛擬教研室時可能面臨技術故障和網絡連接問題等挑戰。在前期的虛擬教研活動中，教師曾遇到在線會議卡頓或發言人掉線的情況。此外，在平臺的資源建設中，有時會遇到導入資源時無法將其正確分類的問題，導致需要重新工作和建設，從而浪費了人力和精力。因此，我們需要加大對教師的技術培訓力度，提供技術支持和解決方案，確保虛擬教研室的穩定運行。

5 結語

工科化學基礎課程虛擬教研室以高校為主，出版社、智慧樹網、企業共同參與，跨校開展教學研究與合作。通過探討工科化學基礎課程教育教學中的共性問題，提升個人綜合素質和教學水平，服務工科人才培養，共同打造化學卓越教學文化平臺。以跨校教學研究為核心，打造具有影響力的國內工科化學基礎課程教學學術共同體。加強師資培養和特色扶持，助力中西部一線青年教師成長。通過建設共同體文化、共享資源、開展教學研究等方式，打造教師教學發展共同體和質量文化，全面提升教師的教學能力。