依托應用化學專業(yè)虛擬教研室建設探索C4H4創(chuàng)新型人才培養(yǎng)

徐悅悅，劉歡，陳連清，黃濤

中南民族大學化學與材料科學學院，武漢 430074

高校是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的主力，而教研室是我國高校借鑒蘇聯(lián)經驗設置的基層教學組織，是高校構建的學校-院(系)-教研室三級教學管理體系中的重要一環(huán)，主要用以傳播先進教學理念，開展教學研究，創(chuàng)新教研形態(tài)，培養(yǎng)學生等。虛擬教研室是基于現(xiàn)代信息技術組建的新型基層教學組織，是推進現(xiàn)代信息技術與教育教學深度融合的產物，是高校基層教學組織建設中具有中國特色的創(chuàng)新探索[1]。2021年，教育部出臺《關于開展虛擬教研室試點建設工作的通知》[2]，提出虛擬教研室是信息化時代新型基層教學組織建設的重要嘗試，引導教師回歸教學、熱愛教學、研究教學，為高質量培養(yǎng)創(chuàng)新人才提供有力支撐。

民族院校應用化學專業(yè)虛擬教研室是依托中南民族大學應用化學國家級一流本科專業(yè)建設點，由中南民族大學牽頭，聯(lián)合西南民族大學等10所民族院校共同組建，著眼于高校應用化學專業(yè)教師隊伍的交叉融合、協(xié)同發(fā)展，落實虛實結合、共建共享理念，通過搭建信息化虛擬教學平臺，探索多樣化教研方式、擴大教研覆蓋、加快成果推廣，不斷優(yōu)化應用化學專業(yè)發(fā)展和提升育人能力。

中南民族大學校訓是“篤信好學 自然寬和”?！昂V信好學”出自《論語·泰伯》“子曰：篤信好學，守死善道”，寓意忠于初心，勤于治學，矢志不渝?！白匀弧币圆淘嘞壬芭c其守成法，毋寧尚自然；與其求劃一，毋寧展個性”的教育思想?！皩挕迸c“和”則源自中國古典哲學，既包含對人與物的博愛和包容，也體現(xiàn)和諧相處、共同發(fā)展的理念與追求，更是對寬和自守、知行合一教育理念的深度闡釋。基于中南民族大學校訓精神，依托應用化學專業(yè)虛擬教研室建設，結合已有教學問題與育人模式進行探索，應用化學專業(yè)提出了“C4H4”創(chuàng)新型人才培養(yǎng)思路：Clean Heart (純凈的初心)——不忘初心，篤信善道，強化創(chuàng)新能力培養(yǎng)，提高學生的專業(yè)素養(yǎng)；Cautious Habit (謹慎的習慣)——勤于治學，篤志好學，端正學生的學習態(tài)度，養(yǎng)成良好的學習習慣；Comparative Haecceity (相對的個性)——崇尚自然，尊崇個性，培養(yǎng)學生專業(yè)思維模式發(fā)展，根據每個學生特點和學業(yè)水平而采取針對性教育培養(yǎng)；lever Hands (精巧的雙手)——知行合一，寬和自守，加強學生的實踐動手能力，通過虛擬教研室平臺提供云實習和仿真實驗，搭建安全、靈活和可控的實踐環(huán)境，充分提高學生動手能力。

“C4H4”創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的提出是對虛擬教研室參與育人模式進行的一次有益嘗試與探索，培養(yǎng)內容涵蓋了人才培養(yǎng)的專業(yè)素養(yǎng)提升、學習習慣養(yǎng)成、專業(yè)思維模式和實踐動手能力等方面的建設，旨在為民族地區(qū)培養(yǎng)具有良好的專業(yè)素養(yǎng)、嚴謹的學習態(tài)度、敏銳的專業(yè)思維模式以及出色的實踐動手能力的復合型高素質“C4H4”創(chuàng)新型人才。

如何依托應用化學專業(yè)虛擬教研室的建設探索C4H4創(chuàng)新型人才培養(yǎng)，并在教學教研中啟發(fā)民族地區(qū)學生的學習興趣，利用教研室平臺共享課堂、云實習和仿真實驗等提升專業(yè)素養(yǎng)，使民族地區(qū)的學生具有敏銳的專業(yè)思維，成為民族院校應用化學專業(yè)極為關注的問題。

1 依托應用化學專業(yè)虛擬教研室建設設立“C4H4”創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標

依托應用化學國家級一流專業(yè)優(yōu)勢，立足民族地區(qū)經濟建設和社會發(fā)展需要，基于應用化學專業(yè)虛擬教研室平臺，探索基于民大校訓“篤信好學，自然寬和”精神(Clean Heart，Cautious Habit，Comparative Haecceity和Clever Hands)的“C4H4”創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式，通過教學研討、經驗交流、示范教學、教研立項、成果推廣和教師培訓等教研形式，使用虛擬教研室APP和釘釘等在線平臺，合作共享教學案例、虛擬仿真項目、題庫和試卷庫、知識圖譜[3]、教學視頻、電子課件和數據采集等共建資源，分別在學生專業(yè)素養(yǎng)提升、學習習慣養(yǎng)成、專業(yè)思維模式培養(yǎng)和實踐動手能力等方面進行探索研究。依托應用化學專業(yè)虛擬教研室建設，開展教學研討，培養(yǎng)創(chuàng)新人才，提高學生專業(yè)素養(yǎng)；探索基層教研新形態(tài)，助力教學質量發(fā)展，培養(yǎng)學生學習習慣；發(fā)展教師共同體，提升教學水平，注重學生專業(yè)思維的養(yǎng)成；化“虛”為“實”，創(chuàng)造“信息時代高效學堂”，提高學生實踐動手創(chuàng)造能力，為民族地區(qū)培養(yǎng)專業(yè)素養(yǎng)良好、學習態(tài)度嚴謹、專業(yè)思維敏銳以及實踐動手能力出色的高素質復合型“C4H4”創(chuàng)新型人才。

2 依托應用化學專業(yè)虛擬教研室建設實施“C4H4”創(chuàng)新型人才培養(yǎng)舉措

應用化學專業(yè)虛擬教研室建設主要包括教研室內部開展教學研究、創(chuàng)新教研形態(tài)、共建共享優(yōu)質資源、開展教師培訓以及教研室間開展不同層次交流等。如何依托應用化學專業(yè)虛擬教研室建設，進行“C4H4”創(chuàng)新型人才培養(yǎng)呢？通過組建專業(yè)虛擬教研室，突破多校聯(lián)合培養(yǎng)過程中的時間、空間、人員、資源等方面的限制，實時開展教學研討、創(chuàng)新教研形態(tài)、實行有效的資源共享、互聯(lián)互通，對于推動教學質量提升、“C4H4”創(chuàng)新型人才培養(yǎng)將起到重要作用。通過虛擬教研室平臺，人才培養(yǎng)在教育教學與實踐教學上擁有更大的自主性、靈活性。各合作院?？陕?lián)合制定培養(yǎng)方案[4]、聯(lián)合開展教學活動、創(chuàng)新教研形態(tài)、實現(xiàn)教育資源管理與共享、促進學科交叉融合、發(fā)展教師合作共同體。

(1) 開展教學研討，培養(yǎng)創(chuàng)新人才，提高學生專業(yè)素養(yǎng)。

應用化學專業(yè)虛擬教研室利用VRS (虛擬參考站)教研室APP召開教學研討會議，開展教學研究，依據不同課程、不同合作學校，搭建課程分虛擬教研室，例如分析化學及實驗分虛擬教研室、有機化學及實驗分虛擬教研室、物理化學及實驗分虛擬教研室等。依托專業(yè)虛擬教研室，不同高校、不同地域的教師通過線上線下相結合的方式開展教學研究，主要從課程建設、實驗教學、課程思政、教材建設、教學模式和教師發(fā)展幾個方面展開，實現(xiàn)“交叉融合，協(xié)同發(fā)展”。通過虛擬教研室深入探討，不同學科的教師合作開展教學研究，完善教學設計，強化創(chuàng)新能力培養(yǎng)，提高學生的專業(yè)素養(yǎng)。面向各課程分虛擬教研室，打造教師教學發(fā)展共同體，進行科教融合、產教協(xié)同，強化專業(yè)素質，培養(yǎng)“C4H4”創(chuàng)新型人才。虛擬教研室作為信息時代產物，通過虛實結合的教學研究模式，實現(xiàn)多校共上一堂課，加強與民族地區(qū)高校廣泛交流與合作，與民族地區(qū)企業(yè)開展多形式、多層次聯(lián)合辦學等合作，充分發(fā)揮企業(yè)導師在人才培養(yǎng)中的重要作用，面向民族地區(qū)培養(yǎng)“寬口徑、厚基礎、強能力、善創(chuàng)新”高素質專業(yè)人才，將應用化學專業(yè)建設為民族高校中“C4H4”創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要基地。

(2) 探索基層教研新形態(tài)，助力教學質量發(fā)展，培養(yǎng)學生學習習慣。

利用應用化學專業(yè)虛擬教研室網站或VRS教研室APP等教研平臺，借助微信群、QQ群等協(xié)同教研社群，定期采用集體備課、主題研討、課例評析、問題診斷和網絡沙龍等形式探索基層教研新形態(tài)，匯集各個學校的鮮活經驗，形成形式多樣、線上線下融合、虛實結合的教研新模式。一是在教研室平臺開展在線教學交流，如教學經驗交流、線上公開課、在線觀摩、新課試講、督導聽課、案例分享和成果交流，推廣“C4H4”創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式；二是開展在線集中教學研討，如自主備課、說課研討、教案診斷、案例點評等[5]；三是設立聯(lián)合教研項目，邀請?zhí)摂M教研室中的教學名師舉辦名師示范課。例如，每年定期召開應用化學專業(yè)虛擬教研室教學研討會。各合作院校輪流主辦，對應用化學專業(yè)和課程建設情況、教學教研經驗成果進行匯報，對教學教研熱點難點開展交流探討。教學團隊圍繞應用化學虛擬教研室資源建設、教學應用以及學習載體建設，構建協(xié)作教研形態(tài)，協(xié)同提升教學質量。這種虛擬協(xié)作教研形態(tài)的構建，有助于團結合作、勤于思考、反思總結等學習習慣的養(yǎng)成。考慮到虛擬教研室培養(yǎng)的學生比較分散，同時又承擔繁重的學習任務，可建立微信群進行教學教研相關活動通知、資源分享、經驗交流、成果展示等；建立QQ群用以分享課程課件、音視頻教學資源等。虛擬教研室的教師隊伍針對教育觀念的轉變，優(yōu)化教學模式，不僅注重提升學生理論知識，更要培養(yǎng)學生嚴謹的學習態(tài)度，養(yǎng)成良好的學習習慣，使學生具備終身學習和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力。比如在虛擬教研室平臺上發(fā)布推文，進行采訪考研榜樣等正面宣傳，提升學生學習興趣，打造良好的學習環(huán)境，增強學習氛圍，培養(yǎng)學生自覺做好時間規(guī)劃的能力，提升學生在時間管理方面的意識。通過虛擬教研室引導學生端正學習態(tài)度、培養(yǎng)良好學習習慣，促使他們學到扎實的專業(yè)知識，切實運用所學投身實踐，從而助于“C4H4”創(chuàng)新型人才培養(yǎng)。

(3) 發(fā)展教師共同體，提升教學水平，注重學生思維模式的養(yǎng)成。

專業(yè)虛擬教研室具有“學科共同體”屬性。不同于實體教研室，虛擬教研室是由具有共同興趣、共同使命感的教師組成的教師共同體，從虛擬教研室獲得個人發(fā)展并有施展才華的空間，也是不同教師參與虛擬教研室的內在動力。虛擬教研室通過開展教師培訓、資源共享等形式，培養(yǎng)了教師隊伍。而教師根據每個學生特點和學業(yè)水平的不同，通過虛擬教研室平臺建設線上學習資源，例如視頻資源、文本資源等，滿足不同學生對課程的差異化需求。虛擬教研室構建個性化課程體系，讓學生自主選擇和學習，注重培養(yǎng)學生的個體差異性。同時，虛擬教研室中各高校的教師通過交流探討，共享實踐經驗，合作編寫教材，共寫教學案例。教師依據不同課程特點、每個學生的學習情況和學業(yè)水平而采取針對性教育培養(yǎng)，因材施教[6]，以培養(yǎng)學生養(yǎng)成解決問題的思維模式為重點。應用化學專業(yè)虛擬教研室根據教師和企業(yè)導師意見，建立了具有行業(yè)特色的專業(yè)協(xié)同能力庫，對應不同級別的能力說明和標準，教師指導學生根據自身情況選定專業(yè)能力級別，靈活選擇任何一個能力單元，累積學分獲取不同層面的資歷，從而獲得行業(yè)認可，靈活解決就業(yè)問題?！癈4H4”創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式讓每一個學生都接觸到行業(yè)的不同層次，讓其學習目標明確，提高學習積極性；理論知識與行業(yè)背景相結合，更好地體現(xiàn)“學以致用”的教學特點。

(4) 化“虛”為“實”，創(chuàng)造“信息時代高效學堂”，培養(yǎng)學生實踐動手創(chuàng)造能力。

依托應用化學專業(yè)虛擬教研室建設，沖破“三中心講堂”，化“虛”為“實”，創(chuàng)造“信息時代高效學堂”。打破傳統(tǒng)以教師為主導、課堂為中心、教材為輔的教學模式，通過虛擬教研室平臺，提供云實習或仿真實驗等安全、靈活和可控的實踐環(huán)境，充分發(fā)揮學生的動手能力。同時，虛擬教研室還可以提供實時反饋和指導，幫助學生及時改進和提升實踐創(chuàng)新能力。那么，如何開展云實習或線上仿真實驗等，化“虛”為“實”，是探索過程的最大問題。正如上海交通大學余建波老師所說，虛擬教研室類似日常工作群(微信群)，構建群需要群主(教研室負責人)和若干負責人(負責各項教研室工作協(xié)調)，以及教研室秘書長(組織日常教學研究活動)。還要許多跨校、跨區(qū)域教師參與虛擬教研室的日常教學及教學研究工作。虛擬教研室組建后，利用APP平臺或協(xié)同辦公工具(不局限于微信群、QQ群、釘釘群等)，進行各種實踐教學的協(xié)同應用，培養(yǎng)學生實踐動手能力。比如利用視頻會議實現(xiàn)虛擬教研室成員線上“面對面交流”，使實驗操作過程、實習參觀學習和指導過程可視化；利用視頻工具針對已有的課堂教學、實踐和實習視頻進行“打點”，標記標識相關的知識點，形成課程知識圖譜，并通過視頻工具對線上實踐實習過程視頻剪輯，生成實踐教學資源；利用協(xié)同文檔實現(xiàn)虛擬教研室內協(xié)同完成實驗方案、實驗報告、實踐設計和畢業(yè)設計等文檔材料，利用中南民族大學國家級一流專業(yè)和一流課程已有的優(yōu)質教學資源，協(xié)同共建C4H4創(chuàng)新人才培養(yǎng)方案、教學大綱、教學視頻、電子課件、習題試題、教學案例等實踐教學資源，形成優(yōu)質共享的教學資源庫。在線上線下混合實踐教學的實施過程中，由于線下實踐場所和設備儀器的限制，線上學習平臺、仿真軟件、云實習、應用工具和學習資源成為不可或缺的補充[7]。依托虛擬教研室建設實現(xiàn)資源共享、互聯(lián)互通，教師們靈活運用線上資源，授課中教學場景可以多次切換，在線實踐項目根據需要切換翻轉，積極推進翻轉實驗，提高在線實踐課程的學習效率。通過虛擬教研室開展實踐教學指導和可視化交流，使教師在教學中不斷篩選和打磨實踐課程的重點、難點、亮點，通過理論聯(lián)系實踐，實踐出真知，反復融合，促進“C4H4”創(chuàng)新型人才培養(yǎng)。

3 依托應用化學專業(yè)虛擬教研室建設探索“C4H4”創(chuàng)新型人才培養(yǎng)初步成效

民族院校應用化學專業(yè)虛擬教研室充分發(fā)揮現(xiàn)代信息技術優(yōu)勢，打破時間和空間限制，通過教師的“教”與學生的“學”之間的相互反饋，“C4H4”創(chuàng)新型人才培養(yǎng)取得初步成效，進而推動專業(yè)建設。通過對教學方法、教學內容以及教學模式等方面的不斷探索[8]，高水平教學團隊不斷打磨成型，相關教學研究與實踐成果不斷涌現(xiàn)，全面提升教師教學能力，形成一流的師資隊伍，成為“C4H4”創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的一大亮點。比如涌現(xiàn)出了國家民委教學名師1名、湖北名師工作室主持人1名、霍英東青年教師獎獲得者1名、湖北省青年教學能手1名、國家民委教學標兵2名、全國石油和化工青年教學名師1名等優(yōu)秀教師典型，極大地反哺了“C4H4”創(chuàng)新型人才培養(yǎng)。

其次，應用化學專業(yè)虛擬教研室由民族高校優(yōu)秀教師骨干組成的，在進行“C4H4”創(chuàng)新型人才培養(yǎng)過程中，教研室成員通過充分交流，共同分享自己的教學經驗、教學心得和教研模式，共建人才培養(yǎng)方案、教學大綱、教學案例和電子課件等資源，實現(xiàn)云端共享優(yōu)質教學資源，不同地區(qū)的教師通過互聯(lián)網進行多學科交叉交流和多技術融合教學，推動教學質量的提升，在教學創(chuàng)新方面獲得首屆全國教學創(chuàng)新大賽二等獎1項、湖北省教學創(chuàng)新大賽一等獎1項/二等獎1項/三等獎2項、湖北省高校青年教師教學競賽一等獎1項/二等獎1項，成為“C4H4”創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式有力補充。

同時，依托應用化學專業(yè)虛擬教研室建設，探索C4H4創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，分別在學生專業(yè)素養(yǎng)提升、學習習慣養(yǎng)成、思維模式培養(yǎng)和實踐動手能力等方面進行了有益嘗試，為應用化學專業(yè)培養(yǎng)了許多優(yōu)秀學子。從2018年至2023年間，應用化學專業(yè)學生就業(yè)率持續(xù)保持在95%以上，一大批民族學生回到民族地區(qū)就業(yè)，用人單位評價較高；考研升學率呈現(xiàn)大幅增長趨勢，2022年應化學子考研升學率達到了68%，多人進入浙江大學、廈門大學和武漢大學等知名院校學習；5名學生成功獲得出國留學機會。近5年，應化專業(yè)學生在全國大學生化工設計競賽、全國大學生英語競賽、全國大學生數學建模大賽、全國大學生化學創(chuàng)新實驗大賽、湖北省高校大學生化學實驗技能競賽、挑戰(zhàn)杯等競賽中榮獲國家級、省級獎項40余項。其中2020年6項：省級一等獎3項、二等獎2項、三等獎1項；2021年15項：國家級一等獎1項，省級一等獎2項、二等獎4項、三等獎7項、優(yōu)秀獎1項；2022年9項：省級二等獎7項、三等獎2項。

中南民族大學作為民族院校應用化學專業(yè)虛擬教研室的領頭羊，肩負探索基層教研新形態(tài)重任，堅持基于中南民族大學校訓思想的C4H4創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式，為民族地區(qū)培養(yǎng)專業(yè)素養(yǎng)良好、學習態(tài)度嚴謹、專業(yè)思維敏銳以及實踐動手能力出色的復合型高素質“C4H4”創(chuàng)新型人才。

4 結語——協(xié)作共享跨越時空山海

應用化學專業(yè)虛擬教研平臺，在現(xiàn)代信息技術背景下，打破民族院校之間的藩籬，構建名師帶隊、中心聚焦、平臺支撐、共建共享、成果累積、協(xié)同教研以及水平提升的信息化時代新型基層教學組織?！癈4H4”創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的提出是基于中南民族大學校訓精神，依托應用化學專業(yè)虛擬教研室建設平臺，對虛擬教研室參與育人模式進行的一次非常有意義的嘗試與探索，其內容涵蓋了人才培養(yǎng)的專業(yè)素養(yǎng)提升、學習習慣養(yǎng)成、專業(yè)思維模式和實踐動手能力等各方面的建設，助力提升教師教書育人能力，為高等教育高質量發(fā)展、數字化發(fā)展提供有力支撐，為促進復合型高素質“C4H4”創(chuàng)新型人才培養(yǎng)筑牢基礎，其建設和探索需要應用為王、持續(xù)迭代、久久為功。