面向一流課程的三融合虛擬教研室建設探索金霞 張得禮 王珉

摘 "要：隨著教育信息化的深入發展以及飛行器先進制造技術的發展，傳統教研室已經難以適應當前人才培養的需求，為了發揮基層教學組織的作用，促進學生能力培養、教師能力提升和資源共享，針對飛行器制造工程專業的特點，協同信息類專業、其他高校以及主機廠專家共同建立跨時空的虛擬教研室，探索教研室運行機制，通過教研室的運行，推動一流課程建設，多方協作推動新型實驗項目的建設，實現學生科創能力的培養，提升教師教學能力，促進資源建設與共享，實現校、企、生三方共贏，促進國家虛擬仿真項目和一流課程的建設與實踐。

關鍵詞：虛擬教研室；一流課程；校企融合；虛實融合；實驗

中圖分類號：G640 " " "文獻標志碼：A " " " " "文章編號：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

在習近平新時代中國特色社會主義思想的指導下，2020年初，教育部高等教育司在工作要點中關于“全面加強基層教學組織建設”提到，要進行思路轉化和組織創新，探索基層教研組織的新形態、新形式，以現代信息技術助推教學組織建設，虛擬教研室便應運而生。2021年初，教育部高等教育司在2021年工作要點中關于“主動求變，推動高校人才培養組織模式創新變革”中繼續強調要探索推進“虛擬教研室”項目。此后不久，《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》出臺，提出在全國進行虛擬教研室試點建設，建設一批類型多樣、動態開放的虛擬教研室，建強基層教學組織，引導教師回歸教學、熱愛教學、研究教學，為高等教育高質量發展提供有力支撐[1]。

虛擬教研室是建立在實體教研室的基礎上。教研室是教學研究室的簡稱，是新中國、蘇聯的高等學校中按專業或課程（一門或幾門）設置的基本教學單位，由有關教師、研究人員、實驗技術人員及資料管理人員等組成，一般隸屬于系[2-3]。改革開放以來，由于對高校科研的需求與投入的增長，教研室的作用逐漸被弱化。2018年發布的《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》，指出本科教育是提高高等教育質量的最重要基礎，提出要推進現代信息技術與教育教學深度融合。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。

2019年教育部提出一流本科課程“雙萬計劃”，南京航空航天大學（以下簡稱“南航”）飛行器制造工程專業獲批2個國家一流課程：飛機大部件裝配虛擬仿真實驗（虛擬仿真型）和鈑金模具綜合實驗（線上線下混合式）[4]。基層教學組織（教研室）對一流課程的建設是一個長期持續的過程，特別是隨著教育信息化的深入發展以及飛行器先進制造技術的發展，本專業的資源存在一定的局限性，且企業行業對高素質復合型人才的需求不僅在于理論知識的掌握，更看重較強的實踐能力和創新能力，因此如何融合多方力量，為學生提供優質資源，為教師提供常態化培訓平臺、加強教師現代信息技術與教育教學深度融合能力、加強教學研究，建立能融合校企、校校、專業多方資源與教師力量的虛擬教研室[5]，是目前基層教學組織（教研室）發展需要研究的問題。

一 "目前存在的問題

現有基層教學組織（教研室）作為本科教育教學和課程建設的最基層的教學單位，在推進一流課程建設中，必然成為主力，承擔著保障課程教學質量的重大責任，高校教研室（組）作為承擔本科教育教學和課程建設的基層單位，主要具有以下基本特征[6-7]：以特定課程建設為己任，組織教師集體完成課程教學體系和課程體系建設；組織科學研究，實現教學與科研的結合；以學習和集體備課的方式推進教師的教學發展；開展教師培養，推動師資隊伍建設。但實際上，隨著對高校科學研究的需求與投入的增長，科研成為高校教師業績考核的重要標準，也成為高校辦學水平的重要評價指標，導致傳統教研室模式的培養已難以滿足社會和企業的需求，主要存在以下一些問題。

第一，由于高校的教師職稱聘任和崗位考評等過度強調到校經費、自主科研項目、刊用論文和科研獲獎等評價指標，絕大部分高校“強科研、弱教學”，導致教研室形同虛設，沒有起到它本該起的作用與職能。

第二，現有教研室只限于近似或相同課程內教師之間交流，沒有針對專業實驗體系內實驗課程的交流，實驗課教師之間缺乏系統、深入的溝通與交流，對整個專業的實驗體系的建立沒有一個完整、完善、有針對性的系統性整理，對于一流課程“高階性、探索性、挑戰度”的特點也僅僅體現在一門課程上，而這對于運用完整專業知識進行探索的能力的培養具有一定的局限性。

第三，現有教研室只限于本校本專業，在自己的圈子內，思維具有一定的局限性，科研方向也限制了對本專業科研的全面了解，對于企業的實際需求方面缺乏及時的響應，容易“閉關鎖國”，在課程建設上出現思維固化問題，科研方向也導致教師的工程實踐經驗具有局限性，而飛行器制造工程專業的課程本質上就是培養學生解決復雜工程問題的能力，因此要求教師具有工程實踐經驗，但科研方向的局限性導致教師科研相關的工程經驗會比較豐富，而相關性不大的則會比較缺乏。在現代新信息技術的快速發展下，運用“互聯網+”新信息手段輔助教學方面，老師們不可能面面俱到，在對外共享方面主要也是單向的，而現在的人才需求要求學生具有多學科、多專業的知識融合能力及企業實際工程問題的解決能力，這就要求實驗型一流課程能夠跨專業、跨領域、跨學校，結合企業實際要求，實現探索性、創新性和挑戰度，而現有教研室缺乏學校之間、校企之間、領域之間的交流。

第四，實驗課程不能及時跟上企業工程實際需求，影響一流課程建設的目的。由于飛行器制造技術發展快，新工藝新設備層出不窮，實踐要求強，重探究重動手強調試驗；資源成本高，買裝備買耗材難以持續，校內實驗難以及時滿足要求，實驗的開展往往或受限于設備的臺套數，導致不能讓每個學生親自實操，或受制于場地導致實驗場景難以在校內復現，或受制于經費導致新設備買不起或者實驗耗材太貴做不起等多種因素，而企業具有專業裝備和耗材、設備及時更新換代、場地大等學校難以具備的條件，并且企業有較多的工程問題需要探索，同時企業自身有生產任務，在問題的研究探索方面人力不足，因此，需要在學校與企業之間建立一個橋梁，以雙贏的方式共同培養學生和企業員工，服務于企業。

第五，現有教研室教學資源主要是專業內教師提供，且僅在自己內部使用，難以獲得其他高校和企業的優勢資源，導致教學資源有限、不夠全面充分，并且存在共享問題。需要多樣化的教學資源，和其他學校取長補短，和企業共享資源，并能夠不斷擴充。

因此，急需探索和發展一套針對工科專業課程的、有效的、線上線下融合的實踐教育模式，建立一個基于“互聯網+”現代信息技術的“跨專業、跨學科、跨地域、跨校企”的“專業融合、校校融合、校企融合”三融合的虛擬教研室，探索一流課程建設的教研機制，協同培養創新型人才。

二 "虛擬教研室建設探討

（一） "建設目標

面向南京航空航天大學飛行器制造工程專業的國家一流課程鈑金模具綜合實驗、飛機大部件裝配虛擬仿真實驗，建設“跨專業、跨學科、跨地域、跨校企”的“專業融合、校校融合、校企融合”三融合虛擬教研室基層教學組織，解決目前教研室形同虛設、專業內教研室交流受限導致“閉關鎖國”、課程建設容易固化的問題；充分運用信息技術，突破時空限制，聯合他校、他專業、他領域、企業，以“線上+線下”結合的教研模式，建立“教師+企業專家”構成的教研室團隊，進一步提升專業教師教學能力；探討虛擬教研室的運作模式，以學生為中心，以“探索性、創新性和挑戰度”為教學設計目標，面向多元化能力培養，基于探索式的實驗過程設計，實現立體化探索式的線上教學模式；以專業為載體，以企業工程需求為橋梁，以教師為主體，以金課建設為標準，科教相長，推動課程內容、課程實施等方面的研究探索，探討虛擬教研室的運行機制。

（二） "主要建設內容

虛擬教研室是“互聯網+”時代背景下的教學學術共同體，不同區域、學校、學科或專業的教師利用現代信息技術，共建共享，協同解決高等教育教學中的共性、前瞻性問題，通過教師團隊跨越時間、空間開展教研活動，均一化教學水平[7-8]。南京航空航天大學飛行器制造工程專業面向一流課程的虛擬教研室的建設，主要從以下幾個方面開展建設。

1 "建立“跨專業、跨學科、跨地域、跨校企”的“專業融合、校校融合、校企融合”三融合的虛擬教研室，探討教研室運行機制

飛行器制造工程專業是根據專業特點和課程特點，聯合同專業其他高校教師、同校相關專業教師及教師合作的主機企業，成立“跨專業、跨學科、跨地域、跨校企”的“專業融合、校校融合、校企融合”三融合的虛擬教研室。經過前期調研與溝通，南航飛行器制造工程專業虛擬教研室主要由南京航空航天大學飛行器制造工程專業、西北工業大學（西工大）飛行器制造工程專業、上海飛機制造有限公司（上飛）和西安飛機工業集團股份有限公司（西飛）相關部門專家共同構成，由于相隔較遠，因此，運用騰訊會議、微信群、雨課堂等現代化信息交流工具，突破時空限制，進行常態化遠程線上交流模式，同時每年定期進行線下交流研討，形成常態化線上交流+周期性線下交流的運行機制，在此基礎上，構建飛制專業本科教學研討會組織機構，形成航空航天飛制專業校企教學科研共同體，制定虛擬教研室負責人輪值制；常態交流按會議輪流，本次會議提出下次會議主題，定期線下交流研討，每年輪流主持，本年度提出下一年度研討主題。2023年飛制專業本科教學研討會由西工大飛制專業主持，并形成會議紀要。

常態會議主要內容包括：課程梳理、課程大綱修訂、課程內容設計、教學過程設計、培育新實驗項目、完善已有實驗項目、教師教學能力交流、教學方法改進、課程教學示范交流、課程思政、資源建設與共享等。年度線下研討會主要內容包括：培養方案修訂、課程改革、教學能力提升和年度總結等。

2 "教學團隊建設

在虛擬教研室基礎上，建立以“一流課程負責人為教研室負責人，任課教師+校內信息類專業教師+虛擬仿真實驗校外共享合作高校的課程負責人+合作主機企業相關技術專家”的教學團隊，團隊建設主要包括教師發展、師資培訓、教學能力提升。團隊老師通過“互聯網+”線上線下的研討方式，各自提出自己的科研方向、企業工程需求以及自身專業課程要求，教研室共同探討如何從一開始就設計將科研與教學融合，并服務于教學，將科研進展快速迭代到教學實踐體系中，包括融入科研的實驗內容設計、教學過程設計，制定符合“金課”建設標準的實驗課程教學大綱，及時梳理課程體系和更新教學內容，并隨時跟進科學研究新方向，利用團隊各成員航空智能制造新成果，通過交流后快速迭代到實踐教學體系中，探討教學設計、教學評價，共建和共享教學資源，并開展教學經驗共享交流，共同推動實驗“金課”的建設，共享課程，促進教育公平。

3 "資源建設與共享

虛擬教研室建設的主要目的之一是能實現資源共享，尤其是飛行器制造工程專業由于其特殊性，在建設實驗中存在一些困境，如學校難以復制諸如飛機裝配、復材零件成型、大型鈑金件成形這樣的大型工程現場，以及實驗由于需要升級大型專業設備和工裝，消耗大量昂貴的實驗材料，導致物理實驗成本極高等諸多影響因素，直接影響了學生創新能力的提升。而通過虛擬教研室中的企業方的真實工程視頻甚至學生到企業進行短期實訓，以及校企合作建立的虛擬實驗，通過這些資源的共享，可以完善實驗條件，促進學生工程實踐能力的提升，同時可以推廣至其他高校。

資源建設主要包括：實驗項目建設與完善、企業工程項目視頻圖片（可公開）等、虛擬實驗建設、教學錄像和教學課件，所有資源共享。

三 "虛擬教研室建設成效

南京航空航天大學飛行器制造工程專業與西北工業大學、主機企業技術專家共同成立了飛行器制造工程專業虛擬教研室，通過線上方式，多次進行了課程大綱、新實驗項目立項與建設、教學內容設計等教學研討會議，在原有“蒙皮拉形工藝設計”“壁板自動鉆鉚和翼身對接”實驗項目的基礎上，通過與上飛、西工大研討，目前已經完成了“虛實融合大型飛機環形軌道制孔工藝設計”“火箭天線出廠測試自動尋向孿生系統”“混聯式柔性軌道設備安裝過程虛擬仿真系統”等3個實驗項目的建設（圖1）。其中蒙皮拉形工藝設計、壁板自動鉆鉚和翼身對接實驗項目已經在部分院校（西北工業大學、貴州理工學院、南昌航空航天大學等）中進行共享，大型飛機環形軌道自動制孔工藝設計項目和上飛公司進行共享[9-10]。

圖1 "虛擬教研室新建實驗項目

除了線上會議，在暑期召開了飛制專業本科教學研討會，進行了培養方案的修訂和教師教學能力的交流，并確定了每年定期召開飛行器制造工程專業建設研討會，成立了研討會組織機構及章程（圖2）。通過研討活動，教師能力得到了很大的提升，教研室老師獲江蘇省高校青年教師教學競賽工科組二等獎、學校教學優秀獎，獲批校以上教學改革項目4項，并開設了一門專創融合課程。

圖2 "虛擬教研室教學研討活動

四 "結束語

通過對虛擬教研室運行機制的探索，充分發揮本專業、相關信息類專業、本校、他校和企業等的優勢，盤活思想，科教相長、校企合作，完成基于“互聯網+”信息技術的“跨專業、跨學科、跨地域、跨校企”的“專業融合、校校融合、校企融合”三融合的虛擬教研室教研新模式，推動“高階性、創新性、挑戰度”一流課程的建設，提升教師教學能力，促進資源共享，讓學生在與時俱進的先進制造技術的實踐過程中完成實踐能力和創新能力的培養，教研室與企業合作開發實驗項目，推動產教融合，實現對學生科研能力的培養，實現校、企、生三方共贏，促進國家虛擬仿真項目和一流課程的建設與實踐。

參考文獻：

[1] 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[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/s78/A08/tongzhi/202107/t20 210720_545684.html.

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[8] 劉金庫，盧怡，張敏，等.科研成果向虛擬仿真實驗教學一線轉化的模式——以首批國家級虛擬仿真實驗教學一流課程建設為例[J]．化學教育，2022，43（10）：58-61．

[9] 陳櫻利，金霞，趙亮，等.機器人虛擬仿真實驗平臺的設計開發[J].機械制造與自動化，2022，51（2）：135-137.

[10] 金霞，王珉，田威，等.飛機裝配虛擬仿真實驗教學系統設計與實踐[C]//第二屆全國高等學校航空航天類專業教學研討會論文集，2021.