基于虛擬教研室的專業課程融合創新研究

［摘 要］ 虛擬教研室作為高校全新的教研組織形式，能夠在教研形態創新、教學資源共建、教師能力提升、教學管理機制等方面為課程建設提供新思路、新方法、新途徑。依托校級工程材料與機制基礎虛擬教研室對課程進行融合創新研究，從虛擬教研室平臺建設、課程融合創新等方面進行全面闡述。該成果注重培養學生解決復雜工程問題的綜合能力和創新思維，突出價值引領，實現由教師“知識傳授”向學生“能力訓練、素質養成”的轉換。

［關鍵詞］ 虛擬教研室；工程材料與機制基礎；融合；創新

［基金項目］ 2023年度山東省本科教改項目“專業認證背景下機械類專業工程創新能力課程體系研究與實踐”（M2023379）；2023年度山東省研究生教育教學改革研究項目“機械學科專業碩士研究生多元協同人才培養模式探索與實踐”（SDYJSJGC2023034）；2022年度青島科技大學虛擬教研室建設項目“工程材料與機制基礎虛擬教室”（2021XN19）；2022年度青島科技大學教學改革研究項目“專業認證背景下機械類工程創新能力課程體系研究與實踐”

［作者簡介］ 趙海霞（1970—），女，陜西咸陽人，博士，青島科技大學機電工程學院教授（通信作者），主要從事機械系統智能化設計和控制工程研究；謝 天（1990—），女，山東青島人，博士，青島科技大學機電工程學院講師，主要從事光電催化和納米材料合成研究；張永濤（1989—），男，山東濱州人，博士，青島科技大學機電工程學院副教授，主要從事機電液傳動研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）46-0129-04 ［收稿日期］ 2023-08-10

引言

“工程材料與機制基礎”是機械類專業的專業基礎課程，涉及材料、材料成型、機械制造、環境保護等多學科知識，理論與實踐緊密結合，是培養具有良好綜合素養和扎實專業基礎，具有創新意識和解決復雜工程問題能力的機械類應用型人才的重要課程，也是對后續學習和工作有著重要影響的專業核心課程。在教學過程中對工程材料與機制基礎課程的傳統教學內容進行優化，教學組織實施方式進行改革，以滿足高端制造技術快速發展對人才的需求，顯得尤為迫切［1］。

2021年7月，教育部高等教育司發布《關于開展虛擬教研室試點建設工作的通知》指出，加強基層教學組織建設，全面提高教師教書育人能力，是推動高等教育高質量發展的必然要求和重要支撐。虛擬教研室是信息化時代新型基層教學組織建設的重要探索［2］。本文依托校級工程材料與機制基礎虛擬教研室，構建新型教研形態，對“工程材料與機制基礎”課程進行改革探索，教學組織與實施融合創新，教學資源共建，使教學成效得到了顯著提升。

一、工程材料與機制基礎虛擬教研室的構建

工程材料與機制基礎虛擬教研室基于青島科技大學“工程材料與機制基礎”課程、“高分子材料工程”課程和長春理工大學“工程材料學”課程等課程教學團隊及青島科技大學馬克思教研室，由相關教師進行跨學科、跨校際協同共建，如圖1所示。

目前，工程材料與機制基礎虛擬教研室由省級、市級教學名師，國家級、省級一流課程負責人、相關授課教師等數十人組成，在企業微信平臺的基礎應用上建立。該虛擬教研室平臺的建設，主要劃分為三大功能應用板塊：（1）專業建設，主要包括專業應用基礎課、核心課、選修教學課程等相關資源，專業建設、人才培養相關資料；（2）課程建設，主要設有教學大綱、教學設計、教學課件、電子教材、知識圖譜等課程相關資源；（3）教研改革，包括教師的討論交流區、專題論壇區、論文協同區、教研會議區、分析報告區。所有板塊均包含發布、瀏覽及進行會議和視頻直播的功能。

工程材料與機制基礎虛擬教研室的資源分布空間，承擔虛擬教研室內部之間的共享資源，并推動優質教學資源的共同建設共同分享，提供協同創作，支持教研室成員共同編寫知識圖譜、教學大綱、電子教學培訓材料、作業習題、課程視頻等教學資源。此外，虛擬教研室以教學資源應用平臺作為根本基礎，盤活教學資源、串聯學習過程，用于輔助教師備課、學生知識點檢索和建立明確的自我能力認知。

教學資源共同建設共同分享、聯合教學課程建設、聯合教學改革等形式的協同教研實踐活動穩步開展。應用“實際現場+遠距離”等不同模式組織安排教學［3］、教研活動，將工程材料與機制基礎虛擬教研室打造成為教師課程合作和交流應用平臺、教學資源共同建設共同分享應用平臺、聯合教育改革創新宣傳推廣應用平臺，并逐漸形成現場—遠距離融合跨學科、跨校際教學的實踐共同體。

二、優化教學目標，重構課程特色與創新

“工程材料與機制基礎”面向青島科技大學機械工程、過程裝備與控制工程、材料成型及控制工程、船舶與海洋工程等專業的本科生。通過該課程的學習，學生可具備以下知識和能力：（1）掌握工程材料中微觀組織、成分及機械性能之間和材料加工成形的基礎知識和基本理論，具備分析材料性能及毛坯成形方法的能力。（2）能夠針對材料成形過程涉及的復雜工程問題提出合理的解決方案。根據零件的使用場合、性能要求和結構特點，綜合考慮社會、健康、安全、法律、文化及環境等因素，具備初步的性能設計、選擇材料及材料加工工藝的能力。（3）基于工程材料與機械制造工藝的原理，利用理論分析和實驗方法對材料性能及成形原理進行研究，提升職業素養。

該教學目標確定需要授課教師進行交流研討和論證，教師受限于傳統教研室行政管理，其開放性明顯不足，無法有效解決跨學科、跨校教師的協同創新教研問題，通過虛擬教研平臺的建設，打破校際、學科等壁壘，吸收多元的課程資源及明確行業需求，從基礎性和實用性等方面使教學內容更加明確，教學融合創新思路進一步明確。

（一）目標融合創新：立德樹人+人才培養

解決專業課程教學與思政教育割裂的問題，深入挖掘課程蘊含的思政元素和承載的思想育人功能，全方位、全過程融入課程思政，實現知識傳授和價值引領相統一。針對教學內容進行思政元素的挖掘。例如，針對第一部分的材料與制造簡論，可以使學生了解學科與專業背景、發展歷程、現實狀況和未來趨勢的同時，明確自身使命感、責任感、愛國主義精神和開拓創新精神。針對第二部分材料學基礎內容，在理解材料熱加工過程基礎上，能夠基于工程材料相關背景知識進行分析和評價機械工程實踐對于社會、健康、安全、法律及文化的影響，從而形成良好的職業道德和人文社會科學素養、社會責任感。在材料成形技術部分，培養學生嚴謹的科學態度及對基礎知識的認真思考，通過大國工匠相關視頻和前期的機械工程訓練，充分理解機械行業特點和工匠精神，激發學生學習新技術的緊迫感和使命感。另外，任課教師對學生、教學、課程、課堂的態度本身就是潛移默化的課程思政。為此，教學團隊不斷加強自身修養和能力建設，通過虛擬教研室建立相應的思政案例庫，助力思政教育無痕融入課程教學。

（二）模式融合創新：翻轉課堂+智慧課堂

構建基于工程實踐案例分析的互動式、問題式、討論式教學，形成現象—問題—理論—實踐—創新意識“五環”相扣的創新模式，傳授新工科的先進理念，提高學生解決復雜工程問題的能力［4］。以教師為主導、學生為主體，進行課前、課中、課后教學環節設計，使課前環節確保自主學習效果，課中環節充分利用信息化技術、智慧課堂的方法手段實現以學生為中心的參與式教學，充分挖掘學生潛能和創新性思維，課后環節進一步鞏固和提升教學效果［5］。通過雨課堂中“我的云端”推送給學生大國崛起、復興之路、匠心教育，加強學生的人文社會科學素養、社會責任感、職業素質和終身學習能力，進一步實現對學生的價值引領。各環節有針對性的教學設計和教學實施，確保教師和學生的角色改變，教學目標由知識傳授逐步向能力訓練、素質養成轉換。同時，通過虛擬教研室開展教研活動，進行教學活動的動態開展，應用互聯網技術實現跨專業教師、跨學校學生之間的教學信息互通，進一步提高教學成效。

（三）內容融合創新：理論知識+工程案例+學科前沿

重構教學內容，注重工程案例教學，引入新工科的前沿知識。利用虛擬教研室協同教研新形態，促進課程進一步改革［6］。針對學生具備能夠解決復雜工程問題能力的培養，首先對課程內容進行了模塊化梳理，形成了以材料與制造簡論、材料學基礎、工程材料的改性、常用工程材料與選材、工程材料成形技術、機械制造基礎、先進制造技術7大模塊構成的課程體系。其次，內容上增加新方法、新工藝、新技術等學科前沿理論知識。課堂教學中增加案例分析和課堂討論環節，改變以講授為主的傳統教學模式。通過虛擬教研室平臺增加工程案例、現代加工技術實例，利用跨學科、跨校的教學團隊的科研和教研項目，植入具體工程案例進行分析和相關討論，進一步提高學生的解決復雜工程問題的能力。

（四）評價融合創新：形成性評價+終結性評價

終結性評價為主的評價模式容易導致學生重學習結果、輕學習過程，挑戰度不足，使其缺乏對知識的融會貫通和解決問題的能力。為此，建立以形成性評價為基礎的教師評價和生生互評的多維度立體化評價體系，過程考核元素在原來作業、小測驗和實驗的基礎上增加了案例分析、討論、報告、線上學習等，對學生學習能力的發展進行全方位評價，注重學生的個體與團隊意識能力的提高。

三、改革成效

（一）實現優勢資源共享，提升教師業務水平

教學資源包括教材、教學課件、教學案例、教學視頻、習題庫等。通過虛擬教研室平臺建設，打破傳統教研室單一化、固定化限制，實現教學資源共享，推動教學質量建設。虛擬教研室可隨時開展教學活動、課程內容研討、專題案例分析會議等，能有效凝聚多學科、跨校相關專業教師智慧和名師引領，不斷提高自身的業務水平。

（二）深入教學研究，提升教學質量

以虛擬教研室為研究平臺，對教育教學前沿性問題開展探索性研究，就教學熱點問題、教育教學發展趨向進行研究和探索，以獲得較高理論深度的研究成果。同時，虛擬教研室保持開放氛圍，從成員個體到組織本身，都積極追蹤教學學術前沿，不斷深化教學創新，輻射帶動學科教學質量不斷提升。

（三）健全保障機制，促進持續發展

對比傳統教研室，虛擬教研室是一項全新的工作，要建立和健全規范有序的教研室管理機制。組織開展常態化教師研討，加強跨專業、跨學科、跨學校的教研交流，發揮教研室中優秀課程團隊、教學名師和一流課程的引領作用，加強優秀課程實施方案、精品教學資源庫、優秀教學案例庫、優質教師培訓資源庫的建設和推廣，促進教學團隊及教研室的持續發展。

結語

我校“工程材料與機制基礎”課程作為山東省一流本科課程，虛擬教研室作為信息化時代新型基層教學組織，為課程的建設在內容、方法、實施及師資培訓等方面提供了新思路新途徑。課程融合創新實踐的應用，使學生的綜合能力、創新思維、工程素質得到了普遍提高，團隊教師的教學能力也得到了有力提升，效果顯著，對提高本科教學質量具有很好的示范推廣作用。

參考文獻

［1］曾建潮，吳淑琴，張春秀.虛擬教研室：高校基層教研組織創新探索［J］.中國大學教學，2020（11）：64-69.

［2］教育部高等教育司.關于開展虛擬教研室試點建設工作的通知：教高司函〔2021〕10號［A/OL］.（2021-07-21）［2023-07-10］.http：//www.moe.gov.cn/s78/A08/tongzhi/202107/t20210720_545684.html.

［3］閻俊愛，劉璐，荊樹偉，等.基于OBE新時代本科教育課堂教學改革研究［J］.忻州師范學院學報，2021，37（2）：101-107.

［4］夏會芳，包顯龍.新時代建設一流課程探討：以數控技術課程為例［J］.課程教育研究，2020（41）：97+99.

［5］李湘梅，龔沛曾，楊志強，等.多媒體技術與應用課程線上線下混合式教學實踐［J］.計算機教育，2021（5）：28-31+35.

［6］尹欣，王金鳳，常緒成，等.依托虛擬教研室的“互換性與技術測量”課程建設［J］.科技資訊，2023，21（4）：220-223.

Research on Innovative Integration of Professional Courses Based on Virtual Teaching and

Research Room

ZHAO Hai-xia， XIE Tian， ZHANG Yong-tao， DAI Xue-li

（College of Electromechanical Engineering， Qingdao University of Science and Technology， Qingdao， Shandong 266061， China）

Abstract： As a new form of teaching and research organization in universities， virtual teaching and research rooms can provide new ideas， methods， and approaches for curriculum construction in terms of innovative teaching and research forms， co construction of teaching resources， improvement of teacher abilities， and teaching management mechanisms. This article relies on the school level engineering materials and mechanism foundation virtual teaching and research room to conduct integrated innovation research on this course， comprehensively elaborating on the construction of the virtual teaching and research room platform， course integration innovation， and other aspects. This achievement cultivates students’ comprehensive ability and innovative thinking to solve complex engineering problems， highlights value leadership， and achieves the transformation from “knowledge imparting” by teachers to “ability training and quality development” of students.

Key words： virtual teaching and research room; Fundamentals of Engineering Materials and Mechanisms; integration; innovation