面向貫通式項(xiàng)目制教學(xué)的虛擬教研室組織模式實(shí)踐

［摘 要］ 貫通式項(xiàng)目制教學(xué)模式是新工科背景下的工程教育新模式，貫穿大學(xué)本科四年，通過在做中學(xué)的實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力和解決問題的能力。面向貫通式項(xiàng)目制教學(xué)的虛擬教研室是跨學(xué)科、跨專業(yè)、跨課程的校企聯(lián)合的新型基層教學(xué)組織，是教學(xué)研究改革專題虛擬教研室。遵循教學(xué)問題導(dǎo)向原則，探討實(shí)踐了虛擬教研室的人員組成和人員管理模式。實(shí)踐了充分運(yùn)用信息技術(shù)，突破時(shí)空限制，開展高效便捷、形式多樣、線上線下結(jié)合的教研新模式，提出了基于國家虛擬教研室平臺(tái)的貫通項(xiàng)目制教學(xué)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源和教師培訓(xùn)的建設(shè)方案，為新型基層教學(xué)組織建設(shè)提供了一種新思路。

［關(guān)鍵詞］ 虛擬教研室；基層教學(xué)組織；教研模式；項(xiàng)目制教學(xué)

［基金項(xiàng)目］ 2021年度江蘇省教改項(xiàng)目“面向貫通式項(xiàng)目制教學(xué)的虛擬教研室組織模式實(shí)踐及研究”（2021JSJG319）

［作者簡介］ 程志紅（1967—），女，安徽歙縣人，工學(xué)博士，中國礦業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院教授，教育部“機(jī)械設(shè)計(jì)課程群”虛擬教研室主任，主要從事機(jī)構(gòu)分析與綜合、機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析等研究；劉送永（1981—），男，河北石家莊人，工學(xué)博士，中國礦業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院教授，教學(xué)副院長，主要從事礦山智能化采掘技術(shù)與裝備、礦體高效破碎機(jī)理與技術(shù)等研究；楊金勇（1975—），男，山東鄆城人，工學(xué)博士，中國礦業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院副教授，主要從事機(jī)械產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)理論研究。

［中圖分類號(hào)］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 1674-9324（2024）09-0128-04 ［收稿日期］ 2023-10-09

一、虛擬教研室建設(shè)背景

虛擬教研室是利用現(xiàn)代信息技術(shù)助推基層教學(xué)組織創(chuàng)新的探索，是高校教師教學(xué)學(xué)術(shù)需求日益凸顯的產(chǎn)物，承擔(dān)著教學(xué)學(xué)術(shù)研究、教學(xué)改革先行先試、教學(xué)理念技能示范推廣、基層教學(xué)組織創(chuàng)新等職能［1］。

面向新時(shí)代，為加強(qiáng)基層教學(xué)組織建設(shè)，全面提高教師教書育人能力，推動(dòng)高等教育高質(zhì)量發(fā)展，教育部高等教育司發(fā)布《關(guān)于開展虛擬教研室試點(diǎn)建設(shè)工作的通知》，以進(jìn)一步創(chuàng)新高水平人才培養(yǎng)機(jī)制，切實(shí)滿足高校學(xué)生對(duì)優(yōu)質(zhì)教育資源的需求，推進(jìn)新型基層教學(xué)組織建設(shè)。

虛擬教研室的建設(shè)須遵循教學(xué)問題導(dǎo)向原則，即在不打亂原有教研室格局、不影響原有教學(xué)團(tuán)隊(duì)和教研室成員的基礎(chǔ)上，由教研室教師協(xié)同企業(yè)導(dǎo)師為解決某一教學(xué)問題，應(yīng)用數(shù)字交流平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)會(huì)議就相關(guān)教研課題共同研討和實(shí)踐，形式上如同一個(gè)教研室。

按照《關(guān)于開展虛擬教研室試點(diǎn)建設(shè)工作的通知》文件精神，虛擬教研室的組成，可以以課程（群）教學(xué)類、專業(yè)建設(shè)類、教學(xué)研究改革專題類教研室等類型為組織形式［2］，教研室成員范圍可以屬于校內(nèi)、區(qū)域性、全國性或國際性。

目前機(jī)械工程專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)缺乏貫穿從概念設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、樣機(jī)制造到控制的產(chǎn)品全設(shè)計(jì)周期的一體化教學(xué)，無論從教師發(fā)展還是從學(xué)生培養(yǎng)角度，都無法滿足新工科對(duì)創(chuàng)新和學(xué)科融合的要求。貫通式項(xiàng)目制虛擬教研室是針對(duì)這一教學(xué)問題成立的虛擬教研室，屬于教學(xué)研究改革專題類虛擬教研室。

貫通式項(xiàng)目制研究型教學(xué)模式是新工科背景下的工程教育新模式，貫穿本科大學(xué)四年，重視學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力和解決問題的能力。以機(jī)械工程專業(yè)為例，項(xiàng)目產(chǎn)品的設(shè)計(jì)涉及概念設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造加工及自動(dòng)化控制等全部任務(wù)，需要項(xiàng)目指導(dǎo)教師具備機(jī)、電、控制等學(xué)科交叉知識(shí)。如此背景下，以“貫通式項(xiàng)目制教學(xué)”教學(xué)問題為組織主線，成立以“學(xué)科互補(bǔ)、知識(shí)互補(bǔ)”為人員組成原則，打破目前實(shí)體教研室壁壘，構(gòu)建校內(nèi)跨學(xué)科的虛擬教研室，促進(jìn)教師在教學(xué)研究中的互促融合、協(xié)同成長，探索學(xué)科交叉融合虛擬教研室是非常必要的。

二、虛擬教研室組織結(jié)構(gòu)

教研室的組織形式一般依據(jù)課程（群）、系或?qū)I(yè)來建立，如本校機(jī)電工程學(xué)院的基層教研室，經(jīng)歷過以課程（機(jī)械制圖教研室、機(jī)械原理與零件教研室、機(jī)械制造教研室等）到按照二級(jí)學(xué)科以系（中心）為組織單元（圖學(xué)中心、機(jī)械設(shè)計(jì)系、機(jī)械電子系、機(jī)械制造系等）的發(fā)展歷程，這樣的基層教學(xué)組織架構(gòu)對(duì)于課程建設(shè)和開展以課程單元為基礎(chǔ)的教學(xué)改革具有集中優(yōu)勢的優(yōu)點(diǎn)，但這種教研室拘泥于學(xué)科專業(yè)分割，不利于教學(xué)學(xué)術(shù)交叉、融合和創(chuàng)新發(fā)展，無法適應(yīng)學(xué)科交叉融合人才培養(yǎng)的教學(xué)研究需求，也難以實(shí)現(xiàn)教師的知識(shí)體系重構(gòu)。

貫通式項(xiàng)目制教學(xué)虛擬教研室依托中國礦業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院“機(jī)械工程”國家一流專業(yè)，是探索以貫通式項(xiàng)目制教學(xué)實(shí)踐為問題導(dǎo)向、教育教學(xué)與產(chǎn)業(yè)融合、適應(yīng)數(shù)智化時(shí)代的學(xué)科交叉融合的新型基層教學(xué)組織，屬于教學(xué)研究改革專題類虛擬教研室。

貫通式項(xiàng)目制教學(xué)涉及從產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)、原理設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、精度設(shè)計(jì)、制造裝配、自動(dòng)控制等開發(fā)流程的“工程圖學(xué)”“機(jī)械原理”“機(jī)械設(shè)計(jì)”“機(jī)械制造工程學(xué)I”“機(jī)械制造工程學(xué)II”“控制工程基礎(chǔ)”“測試技術(shù)”“微機(jī)原理與接口技術(shù)”“機(jī)電綜合實(shí)驗(yàn)”9門課程，貫穿學(xué)生從大一到大四的四個(gè)年級(jí)，需要虛擬教研室教師從大一年級(jí)的“工程制圖”專業(yè)基礎(chǔ)課開始到大四年級(jí)的“機(jī)電綜合實(shí)驗(yàn)”專業(yè)課全程參與，參與教師的知識(shí)結(jié)構(gòu)需要涵蓋整個(gè)專業(yè)課程體系，項(xiàng)目指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)教師需要具備機(jī)、電、液、智能制造、云計(jì)算、人工智能、智能控制、機(jī)器人等學(xué)科交叉知識(shí)，只有構(gòu)建校內(nèi)跨學(xué)科的虛擬教研室，才能滿足貫通式項(xiàng)目制教學(xué)對(duì)教學(xué)組織的要求。在貫通式項(xiàng)目制教學(xué)的知識(shí)圖譜和實(shí)踐平臺(tái)的資源建設(shè)過程中，需要引入企業(yè)人員協(xié)同建設(shè)。

在明確虛擬教研室的人員組成原則后，確立了虛擬教研室的組織機(jī)構(gòu)，形成了教學(xué)院長—教研室主任—課程組組長—任課教師的垂直管理方式，成立“專業(yè)教師—大創(chuàng)中心—企業(yè)導(dǎo)師”三方協(xié)同人員組成形式（見圖1）。教研室根據(jù)教研內(nèi)容設(shè)置工程圖學(xué)組（負(fù)責(zé)機(jī)械裝置的概念設(shè)計(jì)）、機(jī)械原理組（負(fù)責(zé)機(jī)械裝置的原理方案設(shè)計(jì)）、機(jī)械設(shè)計(jì)組（負(fù)責(zé)機(jī)械裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）、機(jī)械制造組（負(fù)責(zé)機(jī)械裝置的制造及裝配）、自動(dòng)控制組（負(fù)責(zé)機(jī)械裝置的控制方案、軟硬件設(shè)計(jì)及調(diào)試）和企業(yè)組（貫通項(xiàng)目知識(shí)圖譜和實(shí)踐平臺(tái)開發(fā)）。

由于虛擬教研室兼顧了教學(xué)與學(xué)術(shù)職能，同時(shí)摒除了行政職能，屬于敏捷型的組織結(jié)構(gòu)，遵循動(dòng)態(tài)建設(shè)原則，即研究動(dòng)態(tài)和問題導(dǎo)向始終保持發(fā)展態(tài)勢［3］。與時(shí)俱進(jìn)動(dòng)態(tài)建設(shè)虛擬教研室，根據(jù)貫通項(xiàng)目制教學(xué)實(shí)踐問題、教師個(gè)性需求以及教育教學(xué)發(fā)展趨向，虛擬教研室及時(shí)調(diào)整教研室的階段性教研重點(diǎn)和人員組成，如在項(xiàng)目裝置的數(shù)字化設(shè)計(jì)階段，考慮零部件精度設(shè)計(jì)的重要性，將幾何量公差與檢測課程組教師引入虛擬教研室；在項(xiàng)目裝置的自動(dòng)控制設(shè)計(jì)中，將控制工程基礎(chǔ)課程團(tuán)隊(duì)教師引入虛擬教研室；在項(xiàng)目作品制作階段，將校大學(xué)生創(chuàng)業(yè)中心指導(dǎo)教師引入虛擬教研室；在建設(shè)貫通項(xiàng)目知識(shí)圖譜中，將智慧樹平臺(tái)的企業(yè)人員引入虛擬教研室；在貫通項(xiàng)目實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)中，將貝爾教育企業(yè)人員引入虛擬教研室，從而形成校企人員協(xié)同的虛擬教研室組成形式。

三、貫通項(xiàng)目制教學(xué)虛擬教研室教研創(chuàng)新實(shí)踐

虛擬教研室承擔(dān)著加強(qiáng)教學(xué)研究、共建優(yōu)質(zhì)資源、創(chuàng)建教研形態(tài)和開展教師培訓(xùn)的功能。貫通項(xiàng)目制教學(xué)虛擬教研室結(jié)合教學(xué)改革方向在上述四方面做了探索實(shí)踐。

1.加強(qiáng)教學(xué)研究。虛擬教研室教師采用理念來源分析與對(duì)比法，挖掘貫通式項(xiàng)目制教學(xué)的組成元素、聯(lián)系規(guī)則和外部控制策略，提煉開展項(xiàng)目制教學(xué)的核心問題，包括知識(shí)、課程與項(xiàng)目的耦合關(guān)系，學(xué)生與指導(dǎo)教師的耦合關(guān)系等，分析與傳統(tǒng)的課程—實(shí)踐教學(xué)體系的差異化特征，建立貫通式項(xiàng)目制教學(xué)模式體系，凝練教學(xué)理念，面向知識(shí)獲取與應(yīng)用目標(biāo)的項(xiàng)目研發(fā)及課程學(xué)習(xí)的耦合規(guī)律，將知識(shí)學(xué)習(xí)、能力提升和素質(zhì)培養(yǎng)同動(dòng)手實(shí)踐結(jié)合起來，提出項(xiàng)目制學(xué)習(xí)的流程體系和保障措施集合，落實(shí)課程鏈中關(guān)鍵課程的實(shí)施，包括各課程針對(duì)貫通的項(xiàng)目訓(xùn)練內(nèi)容和教學(xué)方法以及各課程對(duì)項(xiàng)目教學(xué)的評(píng)價(jià)內(nèi)容及策略等研究。

傳統(tǒng)項(xiàng)目制教學(xué)大都圍繞一門課進(jìn)行，而貫通項(xiàng)目制教學(xué)需要項(xiàng)目在9門課的貫通下協(xié)同完成，如何做好課程銜接和內(nèi)容銜接，需要虛擬教研室團(tuán)隊(duì)進(jìn)行探索創(chuàng)新。貫通式項(xiàng)目制教學(xué)研究分階段實(shí)施，前期是項(xiàng)目的頂層設(shè)計(jì)研究階段，包括研究項(xiàng)目體系的構(gòu)建、項(xiàng)目題目的確立、貫通核心課程的組成、參與教改的教師和專業(yè)學(xué)生組成是這一階段的教研重點(diǎn)；中期是研究各課程針對(duì)貫通項(xiàng)目應(yīng)制定的課程教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、課程任務(wù)報(bào)告內(nèi)容及格式（調(diào)研報(bào)告、開題報(bào)告、結(jié)題報(bào)告）、課程對(duì)項(xiàng)目教學(xué)的評(píng)價(jià)內(nèi)容及方法等；后期是研究實(shí)踐平臺(tái)的搭建，包括制作相關(guān)的場地管理、項(xiàng)目信息化管理系統(tǒng)等。同時(shí)研究貫通項(xiàng)目制教學(xué)的評(píng)價(jià)與激勵(lì)機(jī)制，以帶動(dòng)教師與學(xué)生的積極性，也對(duì)項(xiàng)目實(shí)施情況進(jìn)行評(píng)估、反饋，使其循序漸進(jìn)，不斷提升其質(zhì)量。

2.共建優(yōu)質(zhì)資源。教學(xué)資源涉及課程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、項(xiàng)目題目集、各課程項(xiàng)目設(shè)計(jì)任務(wù)、知識(shí)圖譜、實(shí)踐平臺(tái)等。首先修訂貫通項(xiàng)目課程鏈上各課程的教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一明確項(xiàng)目制教學(xué)的內(nèi)容、教學(xué)方式及考核要求，明確項(xiàng)目制教學(xué)在課程考核中所占的比例。修訂課程教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一課程評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，有助于課程組教師協(xié)同教研；結(jié)合教師的科研課題及機(jī)械創(chuàng)新大賽等大學(xué)生課外學(xué)術(shù)比賽題目，集思廣益，設(shè)計(jì)難度適中的具有智能控制的機(jī)械裝置題目，希望通過幾屆學(xué)生的實(shí)踐效果，遴選出有行業(yè)特性的具有智能化時(shí)代背景的選題；從能力體系—問題體系—知識(shí)體系—知識(shí)資源構(gòu)建項(xiàng)目制知識(shí)圖譜，方便學(xué)生系統(tǒng)了解完成項(xiàng)目任務(wù)所需掌握的知識(shí)體系，滿足學(xué)生在實(shí)踐過程中對(duì)各種資源的學(xué)習(xí)需求。校企聯(lián)合，利用大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等信息技術(shù)，協(xié)同共建具備在線設(shè)計(jì)—項(xiàng)目管理—數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析功能的項(xiàng)目實(shí)踐平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)的數(shù)字化轉(zhuǎn)變。

貫通式項(xiàng)目資源將打造以核心課程、知識(shí)圖譜、智能實(shí)踐系統(tǒng)為主要依托的學(xué)生培養(yǎng)校企協(xié)同平臺(tái)，創(chuàng)建以學(xué)生為中心的“產(chǎn)—教—?jiǎng)?chuàng)”協(xié)同培養(yǎng)的課程體系。

3.創(chuàng)建教研形態(tài)。貫通式項(xiàng)目制教學(xué)改革涉及的課程多、環(huán)節(jié)多，教師和學(xué)生數(shù)量大，在教學(xué)實(shí)踐過程中經(jīng)常需要就項(xiàng)目規(guī)范或出現(xiàn)的問題進(jìn)行教研交流和研討。因此，充分運(yùn)用信息技術(shù)，突破時(shí)空限制，開展高效便捷、形式多樣、線上線下結(jié)合的教研模式，對(duì)于推動(dòng)教研室成員加強(qiáng)對(duì)貫通項(xiàng)目任務(wù)、項(xiàng)目內(nèi)容、項(xiàng)目實(shí)施方法、項(xiàng)目評(píng)價(jià)等方面的研究探索，顯得尤其必要。

根據(jù)貫通式項(xiàng)目制教學(xué)不同階段和不同內(nèi)容研討的需求，采用線上線下結(jié)合的教師教研模式（見圖2）。線下教研可與傳統(tǒng)教研室一致，對(duì)于各課程組開展常態(tài)化教研活動(dòng)方便易行；對(duì)于各課程組組長和校企聯(lián)合的協(xié)同研討，利用線上網(wǎng)絡(luò)會(huì)議開展教研則不受時(shí)間與空間的限制，高效便捷。依托機(jī)械設(shè)計(jì)課程群國家虛擬教研室平臺(tái)，建立了貫通式項(xiàng)目的虛擬教研空間，開展線上教研，實(shí)現(xiàn)教研資料共享、教學(xué)案例共建、教研數(shù)據(jù)留存等功能。

4.開展教師培訓(xùn)。貫通式項(xiàng)目制教學(xué)教師團(tuán)隊(duì)由老中青教師組成，青年教師的教研能力和指導(dǎo)學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)需要不斷提升和豐富。虛擬教研室定期邀請(qǐng)指導(dǎo)課外學(xué)術(shù)大賽經(jīng)驗(yàn)豐富的教師對(duì)教研室青年教師進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)，也邀請(qǐng)?jiān)陧?xiàng)目制教學(xué)方面有成功經(jīng)驗(yàn)的校外專家對(duì)教研室教師團(tuán)隊(duì)做經(jīng)驗(yàn)分享，發(fā)揮校內(nèi)外專家名師的示范作用，促進(jìn)虛擬教研室團(tuán)隊(duì)教師的共同發(fā)展。

結(jié)語

虛擬教研室承擔(dān)著教學(xué)學(xué)術(shù)研究、教學(xué)改革先行先試、教學(xué)理念技能示范推廣、基層教學(xué)組織創(chuàng)新等職能，探索面向貫通式項(xiàng)目制教學(xué)的校內(nèi)跨學(xué)科虛擬教研室組織模式實(shí)踐，可增強(qiáng)教師將現(xiàn)代信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合的能力，為提高人才培養(yǎng)質(zhì)量筑牢基礎(chǔ)。

貫通式項(xiàng)目制教學(xué)改革，虛擬教研室參與人員眾多，既有校內(nèi)9門課程的任課教師，參與制作指導(dǎo)的大創(chuàng)中心教師，還有參與知識(shí)圖譜建設(shè)、教學(xué)管理系統(tǒng)開發(fā)的企業(yè)人員，如何建立各專業(yè)、各課程組、參與企業(yè)相關(guān)責(zé)任人能夠跨時(shí)空、無障礙交流的協(xié)同機(jī)制，是虛擬教研室建設(shè)的一方面。兩年多的教改實(shí)踐證明，如何統(tǒng)一參與教師對(duì)貫通式項(xiàng)目制教學(xué)改革的認(rèn)識(shí)度，制定項(xiàng)目制教學(xué)的評(píng)價(jià)與激勵(lì)機(jī)制，合理調(diào)動(dòng)虛擬教研室成員的主觀能動(dòng)性，充分發(fā)揮成員的才能是教學(xué)改革的難點(diǎn)。

貫通式項(xiàng)目制教學(xué)改革是一個(gè)涉及面大、系統(tǒng)性的教改，其有效開展一方面需要有完善的課程體系和實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)支撐，另一方面還需要建立切實(shí)可行的組織保障制度，才能保證貫通式項(xiàng)目制教學(xué)的順利實(shí)施，更全面、有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新、創(chuàng)造、創(chuàng)業(yè)能力。在新工科背景下研究有利于教學(xué)學(xué)術(shù)交叉、融合和創(chuàng)新發(fā)展的虛擬教研室長效機(jī)制需創(chuàng)新突破，虛擬教研室的建設(shè)工作任重道遠(yuǎn)。

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CHENG Zhi-hong， LIU Song-yong， YANG Jin-yong， WANG Da-gang

（School of Mechanical and Electrical Engineering， China University of Mining and Technology， Xuzhou， Jiangsu 221116， China）

Abstract： Through-Project Teaching（TPT） is a new model of engineering education， which will go through the four years of undergraduate college. By the practice of “l(fā)earning in doing”， students， comprehensive abilities are cultivated. The Virtual Teaching and Research Section，（VTRS） for TPT is a new elementary teaching organization of interdisciplinary， cross-professional and cross-curriculum， which aims on special teaching research reform. Following the principle of problem-oriented teaching， the composition and management mode of VTRS are discussed and practiced. It has made full use of information technology， broken through the limitations of time and space， and developed a new teaching and research model that is efficient and convenient， diversified in forms， and combined with “online + offline” methods. The construction plan of quality teaching resources and teacher training based on the national VTRS is proposed， which provides a new way of construction of new-type elementary teaching organization.

Key words： virtual teaching and research room; elementary teaching organization; teaching and research mode; project teaching