分析化學課程虛擬教研室建設途徑探索

王玉枝，宦雙燕，張文清，曹秋娥，劉晨江，陳明麗，吳碩，聶瑾芳，林翠英，帥琴，陳宏麗，李丹，晉小勇1，李春涯1

1 湖南大學化學化工學院，長沙 410082

2 華東理工大學化學與分子工程學院，上海 200237

3 云南大學化學科學與工程學院，昆明 650091

4 新疆大學化學學院，烏魯木齊 830046

5 東北大學理學院，沈陽 110819

6 大連理工大學化工學院，遼寧 大連 116024

7 桂林理工大學化學與生物工程學院，廣西 桂林 541004

8 福州大學化學學院，福州 350108

9 中國地質大學材料與化學學院，武漢 430074

10 蘭州大學化學化工學院，蘭州 730000

11 長沙理工大學化學化工學院，長沙 410076

12 寧夏大學化學化工學院，銀川 750021

13 中南民族大學化學與材料科學學院，武漢 430074

1 引言

2022年教育部印發了《教育部辦公廳關于公布首批虛擬教研室建設試點名單的通知(教高廳函〔2022〕2號)》[1]，明確指出虛擬教研室建設目標為：以立德樹人為根本任務，以提高人才培養能力為核心，以現代信息技術為依托，探索建設新型基層教學組織，打造教師教學發展共同體和質量文化，引導教師回歸教學、熱愛教學、研究教學，提升教育教學能力，為高等教育高質量發展提供有力支撐；虛擬教研室建設任務為：創新教研形態、加強教學研究、共建優質資源、開展教師培訓?！胺治龌瘜W課程”虛擬教研室有幸入選。

分析化學課程虛擬教研室由湖南大學與華東理工大學、云南大學、新疆大學、東北大學、大連理工大學、桂林理工大學、福州大學、中國地質大學(武漢)、蘭州大學、長沙理工大學、寧夏大學、中南民族大學十三所高校的分析化學課程教師共同建設(圖1)，教研室入選成立后又先后接受增加了荊州學院(湖北)、河西學院(甘肅)、西安交通大學、中國石油大學(華東)、鄭州大學、青海民族大學、新疆師范大學，目前由20所高校共208人組成。教研室旨在打造中部、東部、東北、西部地區高校教師分析化學課程共建共享平臺，依托“分析化學課程”構建高校教學學術共同體，圍繞立德樹人根本任務，以提高人才培養能力為核心，以現代信息技術為依托，探索建設新型基層教學組織，引導教師回歸教學、熱愛教學、研究教學，提升教育教學能力，為高等教育高質量發展提供有力支撐。

圖1 分析化學課程虛擬教研室

2 教研室主要建設內容

(1) 以課程思政示范課程建設為契機，全面落實立德樹人根本任務。依托“分析化學課程”虛擬教研室，廣泛開展課程思政建設相關教學研究交流活動，全面提高教師教書育人能力，探索現代信息技術與分析化學教學的深度融合途徑，為提高人才培養質量奠定堅實基礎。

(2) 實施“線上分析化學課程群”協作共享。加強跨校的教研交流，依托構成虛擬教研室的13+所高校，建立“線上分析化學課程群”，跨校協作打造國家精品“分析化學”教學資源庫、優秀案例庫、在線題庫等，分享一流課程建設和課程思政建設經驗，推動互聯互通、共建共享。

(3) 創新分析化學“互聯網+教研”新形態。充分運用信息技術，探索突破時空限制、高效便捷、形式多樣、“線上+線下”結合的教師教研模式，圍繞分析化學教育教學中的共性問題探索“互聯網+教研”創新解決途徑，形成虛擬教研室建設管理的新思路、新方法、新范式，促進教師高水平專業化發展的教研新形態。

(4) 打造“分析化學”知識圖譜及延伸的AI課程。緊跟教育部戰略部署，由湖南大學牽頭，虛擬教研室團隊引進先進的AI技術，聯合第三方互聯網公司(智慧樹網)，基于NLP、知識抽取、知識挖掘、知識推理、知識融合等AI技術，以及分析教研室內長年教學積累下的精品資源，由AI技術幫助教師補充課程知識體系。根據學生動態的學習情況，及時調整學習難度與學習內容，逐步實現可規?；膫€性化教育，提高教研室內不同層次的學校教學教研的“同步同頻”。

(5) 協作開展教學研究，踐行推廣先進理念。虛擬教研室的核心是教學研究，依托“分析化學課程”虛擬教研室開展每學期不少于5次的教研活動，推動教師加強對相關專業建設、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，踐行先進的教學理念和實踐路徑，凝練相關教研成果，進行示范與推廣。

(6) 共建共享優質資源，助力中西部高校一流課程建設。“分析化學課程”虛擬教研室成員幫助西部高校，協同共建人才培養方案、教學大綱、知識圖譜、教學視頻、電子課件、習題試題、教學案例、實驗項目、實訓項目、數據集等教學資源，形成優質教學資源的共建共享，推動中西部高等教育振興，助力一流課程建設。

(7) 發揮名師名課引領作用，助推青年教師隊伍成長。組織開展常態化“分析化學課程”虛擬教研室內教師培訓，發揮各級教學名師、一流課程的示范引領作用，推廣成熟有效的“分析化學”類課程實施方案，促進“分析化學”課程群一線青年教師的教學發展與隊伍成長。

3 跨校教研新模式探索

分析化學課程虛擬教研室于2022年3月7日召開了第一次線上籌備小組會議，討論虛擬教研室工作臺操作指南制訂及建設管理辦法條例，并針對虛擬教研室平臺進行了初步的資源建設規劃。3月17日召開了13所高校核心成員線上會議，湖南大學宦雙燕教授進行了分析化學課程虛擬教研室前期工作進展匯報，對分析化學課程虛擬教研室的建設目標、指標體系構建、活躍度監測指標體系、建設質量監測指標體系等做了深入解讀，并對下一步如何“建”“研”結合進行虛擬教研室建設做出規劃，與會的五位化學類專業教學指導委員會委員王玉枝、張文清、曹秋娥、劉晨江、李建平教授均代表各自學校做了發言表態，其他各校的負責人也對虛擬教研室建設提出意見建議。3月下旬至4月上旬，13所高校成員分別召開了虛擬教研室教研內部會議，傳達虛擬教研室建設精神，重點圍繞優質教學資源、教研成果進行共建共享。

為加強跨校教學交流研討，分析化學課程虛擬教研室自2022年4月15日至今，先后推出了13期教研講座(表1)。

表1 分析化學課程虛擬教研室跨校教研講座情況

通過虛擬教研室系列講座活動，有效加強了二十所高校分析化學課程教師之間的“交流、互助、共建、共享”，創新了分析化學“互聯網+教研”新形態，以在教學研究中有著長期積累的國家教學名師、教育部課程思政教學名師、省教學名師等為主講教師，圍繞新時代中青年教師隊伍培養、課程思政建設研究、國家一流課程建設、拔尖創新人才培養等高校教師密切關注的高等教育教學共性問題進行經驗分享，參與講座的教師均為分析化學課程專業教師，通過名師名課開展精準的教研交流，為提升師資隊伍的教學水平、助力國家一流課程建設、提升本科人才培養質量、打造卓越教學文化提供了有效的策略，在交流與共享中互相啟發，形成本教研室課程建設與教學改革的新思路。

4 合力共建共享優質教學資源

教研室達成共識：共同研討、共同建設、開放共享、共同提高。利用虛擬教研室平臺，有組織、有計劃地將豐富的優質教育教學資源進行收集、篩選、甄別、提煉、重組，共享給虛擬教研室成員，構建適合于不同層次高校參考使用的教學資源，以達到資源共享、提升教學質量的目的。

分析化學課程虛擬教研室共建共享資源包括但不限于：教材與教學案例、課程實驗與案例、教案與課件PPT、試題庫、典型例題、討論題、課程建設方式方法、教研教改項目及論文、課程前沿知識、課程網站及第三方網絡化教學平臺與資源等。主要按3種方式進行分區分類整理：(1) 群文件：保存群內討論交流時上傳的資料；(2) 知識庫：存放經過篩選和整理后成體系的資源；(3) 知識圖譜：通過AI技術，自動關聯存儲知識點相關的教學資源。

目前為止，教研室知識庫已共建共享各級各類文件夾30個，各級各類文檔資料338個。旨在建立“線上分析化學課程群”，實施“線上分析化學課程群”協作共享，跨校協作打造國家精品“分析化學”教學資源庫、優秀案例庫、在線題庫等，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、教學案例、實驗項目、實訓項目、數據集等教學資源。分享一流課程建設和課程思政建設經驗[2,3]，推動互聯互通、共建共享。

5 構建“分析化學”知識圖譜及AI課程

分析化學課程虛擬教研室擬集合各校的優質教學資源，打破學校壁壘，以分析化學(1)、(2)、(3)，即化學分析、儀器分析和波譜分析為整體框架來構建課程知識圖譜(圖2)，總體思路是以湖南大學現有資源為基礎，其他學校資源進行立體插入，按照化學分析、儀器分析、波譜分析的整體框架構建分析化學知識地圖，進行多校資源關聯和關系梳理。

以分析化學(1)為樣例，進行教師和研發組的線上線下研討，建設基于知識圖譜的分析化學AI課程的建設方案，目前已完成課程知識圖譜初始化、知識點學習資源整合以及知識點認知模型構建。對于構建好的知識地圖，在虛擬教研室內部，選取相應的視頻資源、電子教材資源等素材，以知識點為單位，通過AI技術自動關聯知識點相關的教學資源，實現學習資源與知識地圖的有效整合，并將教學資源以知識點粒度為基本單元進行重組，從而服務于學生的個性化學習。所建知識圖譜除了能夠構建打通前序、后序課程的地圖外，還能夠串聯起不同學校的優質資源，方便學生以“圖”的方式去學習。

通過AI技術，以教學目標為出發點，劃分知識點類型，進行教學資源重組，形成具有多樣化教學活動整合完整評價方案的教學體系，將知識點與布魯姆認知水平分類，即記憶、理解、應用、分析、評價、創造六個認知層級關聯，通過教學研討，以“教師+AI”的方式構建完整的分析化學知識體系。下一步將在試運行中發現問題和不足，進一步完善知識圖譜及AI課程。

6 五校同步課堂授課

2022年11月22日，“分析化學課程虛擬教研室建設之湖南大學與新疆大學、云南大學、寧夏大學、新疆師范大學五校同步課堂啟動會”以線上會議形式順利召開。湖南大學分析化學課程虛擬教研室負責人王玉枝、化學化工學院副院長李永軍、分析化學課程負責人宦雙燕及2位團隊老師參會；新疆大學未來技術學院院長劉晨江、化學學院副院長郭繼璽、分析化學課程主講教師吐爾洪及4位團隊成員參會；云南大學化學科學與工程學院副院長曹秋娥、副院長凌劍、分析化學課程主講教師黃章杰及5位團隊成員參會；寧夏大學化學化工學院化學系主任晉曉勇、分析化學課程主講教師孟哲及15位團隊成員參會；新疆師范大學化學化工學院院長關明、分析化學課程主講教師李桂新及3位團隊成員參會；智慧樹網湖南省區總經理宋頎、客戶經理李浩、慕課西行推廣主管(東部)李菊萍等受邀出席會議。

五家合作院校就課程教學安排情況和同步課堂可行性進行了深入的研討。湖南大學化學化工學院“分析化學”課程團隊從2012年就開始利用信息化手段進行教學內容的共享?；码p燕教授介紹了湖南大學國家級線上線下混合式一流課程“分析化學(1)”建設成果，并規劃在分析化學課程虛擬教研室的下一步建設中，將進一步加強與西部高校的合作，開展同步課堂實踐，共建共享優質教學資源，建立聯合教學團隊，形成課程和專業建設的交流途徑，在相互學習中促進五校高校教師教學能力的整體提升。

在五校的聯合溝通中，達成了項目建設內容共識，包括：

(1) 與合作高校開展同步課堂實踐。采取智慧樹平臺與設備開展同步課程，湖南大學與合作高校師生同步上課，從中選取效果較好的作為示范課程視頻。

(2) 通過教學平臺與合作高校共享教學資源。課程在主流平臺開設了MOOC與SPOC，后期將共享習題、課件、教學視頻，加強共享的深度。

(3) 建立聯合教學團隊，建立課程/專業建設的交流途徑，探索與西部高校教師能力提升的有效方法。利用國家級虛擬教研室平臺建立聯合教學團隊，組建微信群，開展常態化的教學研討與專業建設交流，在教學方法、教學內容、教學測評、教學信息化等領域助力西部高校教師教學能力整體提升。同時在湖南大學本科生和研究生中選拔優秀學生，與合作高校學生建立微信或QQ群，進行遠程指導與答疑，朋輩互助、形成全方位師生課程教學共同體。

(4) 凝煉與總結，形成理論成果。在項目實施過程中進行總結，對各類管理方法、建設內容進行規范與整理，形成文檔，在項目實施后期對項目情況進行整理與凝練，完成教學論文。設計調查問卷，涵蓋影響合作高校教師參與活動的學校、個人等因素，收集數據后進行分析，并提出鼓勵或帶動更多老師加入“慕課西部行2.0”的機制和政策建議。

2023年春夏學期“分析化學”課程同步課堂安排如下：

上課時間：4月7日(周五)10:00-11:40

教學內容：第四章 酸堿滴定法(多元酸堿的滴定及酸堿滴定法應用(以雙指示劑法、硼酸含量測定、氮含量測定為主))

主講人：湖南大學宦雙燕教授

互動校：新疆師范大學

線上觀看直播或課后觀看回放的學校：新疆大學、云南大學、寧夏大學

線上觀看直播或課后觀看回放的參與方式(正式上課前一周也會在群里發提醒告知)：

1) 手機端直接觀看(不能文字評論)

2) 電腦網頁端觀看(需要登錄智慧樹賬號，可發文字評論互動及提問)

3) 課后20分鐘會在智慧樹官網(https://www.zhihuishu.com/)生成回放視頻供觀看，課后發鏈接至群內。

7 結語

2022年9月，分析化學課程虛擬教研室在全國657個教研室活躍度排名中位列前100位，同時根據《關于開展虛擬教研室試點建設質量監測與交流工作的通知》和《關于報送虛擬教研室交叉互鑒觀測點信息的通知》，本教研室報送了互鑒觀察員和典型觀測點信息。

今后，“分析化學課程虛擬教研室”將進一步完善教學資源共建共享、組織線上線下教學研討、合力完善“分析化學”知識圖譜，繼續發揮名師名課影響力開展教師培訓，圍繞分析化學課程建設的難點問題開展研究，不斷探索“智能+”時代新型基層教學組織的教研新模式。