機(jī)械電子工程專業(yè)虛擬教研室建設(shè)實(shí)踐與成效

陳 煒，馬文朋，郭 鵬

（1.天津理工大學(xué)天津市先進(jìn)機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與智能控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 天津 300384；2.天津理工大學(xué)機(jī)電工程國家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心 天津 300384）

虛擬教研室是數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代高?；鶎咏虒W(xué)組織涌現(xiàn)的新形態(tài)，是信息化、智能化時(shí)代新型基層教學(xué)組織建設(shè)的重要探索[1-3]，是推動(dòng)高等教育高質(zhì)量發(fā)展的必然要求和重要支撐[4-6]。為貫徹落實(shí)《教育部關(guān)于加快建設(shè)高水平本科教育全面提高人才培養(yǎng)能力的意見》和《教育部關(guān)于深化本科教育教學(xué)改革全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的意見》等文件精神，教育部高等教育司啟動(dòng)虛擬教研室試點(diǎn)建設(shè)工作，其目的是力爭通過3―5 年的努力，建成全國高等教育虛擬教研室信息化平臺(tái)，建設(shè)一批理念先進(jìn)、覆蓋全面、功能完備的虛擬教研室，打造教師教學(xué)發(fā)展共同體和質(zhì)量文化，全面提升教師教學(xué)能力[7-9]。

2022 年2 月和6 月，教育部先后公布了兩批虛擬教研室建設(shè)試點(diǎn)名單，機(jī)械電子工程專業(yè)虛擬教研室是教育部第二批建設(shè)試點(diǎn)單位之一，牽頭單位為天津理工大學(xué)。機(jī)械電子工程專業(yè)虛擬教研室協(xié)同全國9 所高校的同類專業(yè)共建，具有交通、石油、航天、輕工等鮮明的行業(yè)背景和特色，呈現(xiàn)資源豐富、多元化、跨區(qū)域等特點(diǎn)，因此，契合了我國發(fā)展高端裝備的重大戰(zhàn)略以及天津市“1+3+4”的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系構(gòu)想。

1 虛擬教研室的建設(shè)概況

機(jī)械電子工程專業(yè)虛擬教研室的建設(shè)原則是秉承互聯(lián)互通、開放共享、協(xié)同育人、虛實(shí)結(jié)合的理念，突破時(shí)空限制培養(yǎng)機(jī)械電子專門人才。在創(chuàng)建之初，教研室廣泛集結(jié)不同地區(qū)、不同行業(yè)背景的高校參與，實(shí)現(xiàn)全國地域的東、西、南、北、中全面覆蓋，形成了由天津理工大學(xué)、河南科技大學(xué)、天津科技大學(xué)、蘭州交通大學(xué)、重慶科技學(xué)院、石家莊鐵道大學(xué)、南昌航空大學(xué)、北京信息科技大學(xué)和西南石油大學(xué)9 所高校同類專業(yè)共同建設(shè)的統(tǒng)一部署。虛擬教研室的建設(shè)載體是各參建單位的實(shí)體教研室，而各參建單位近年來取得的建設(shè)成果則形成虛擬教研室的建設(shè)基礎(chǔ)。

1.1 專業(yè)建設(shè)基礎(chǔ)

作為機(jī)械電子工程專業(yè)虛擬教研室的牽頭單位，天津理工大學(xué)機(jī)械電子工程專業(yè)具有優(yōu)良的辦學(xué)傳統(tǒng)，獲國家級(jí)和省部級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)10 余項(xiàng)，教學(xué)成果十分突出，在全國起到龍頭和示范作用。2017 獲批天津市優(yōu)勢特色專業(yè)，2018 年首批通過工程教育認(rèn)證，2020 年和2021 年分別獲批天津市和國家一流專業(yè)建設(shè)點(diǎn)，獲批2 個(gè)國家級(jí)“新工科”和8 個(gè)天津市教改項(xiàng)目，擁有國家級(jí)實(shí)驗(yàn)示范中心1個(gè)，天津市教學(xué)團(tuán)隊(duì)2 個(gè)，國家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心2個(gè)，建設(shè)3 門精品課程和5 門在線開放課程，主編3 本國家級(jí)規(guī)劃教材，這些教學(xué)成果為虛擬教研室的創(chuàng)建打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

機(jī)械電子工程專業(yè)虛擬教研室擁有一支高水平的實(shí)踐團(tuán)隊(duì)，以教學(xué)名師為龍頭，由專家教授和骨干教師組成。各參建單位實(shí)力雄厚，曾獲批多項(xiàng)國家級(jí)和省部級(jí)項(xiàng)目，在虛擬教研室搭建資源平臺(tái)、組織教研會(huì)議、改革教學(xué)模式、開展校企合作和成果推廣等方面給予專項(xiàng)支持，為虛擬教研室的建設(shè)提供物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)保障。

1.2 組織運(yùn)行機(jī)構(gòu)

為了更好地實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)，機(jī)械電子工程專業(yè)虛擬教研室設(shè)立了教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)、管理委員會(huì)、教學(xué)督導(dǎo)小組，負(fù)責(zé)指導(dǎo)專業(yè)建設(shè)和教學(xué)督導(dǎo)，并聘請(qǐng)高校和行業(yè)知名專家擔(dān)任相關(guān)委員會(huì)的主任、副主任以及委員。其中，管理委員會(huì)為虛擬教研室日常運(yùn)行的指導(dǎo)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，下設(shè)7 個(gè)小組，分別為專業(yè)建設(shè)組、培養(yǎng)方案修訂組、仿真平臺(tái)建設(shè)組、課程建設(shè)組、實(shí)驗(yàn)教學(xué)組、質(zhì)量監(jiān)測組和秘書工作組。課程建設(shè)組又根據(jù)課程設(shè)置分為電工電子、傳感檢測、控制技術(shù)、傳動(dòng)技術(shù)、設(shè)計(jì)類、算法設(shè)計(jì)課程群與行業(yè)類課程群（交通、汽車、航空、液壓、機(jī)器人、鐵道等）。

2 虛擬教研室的建設(shè)實(shí)踐

2.1 教學(xué)名師示范與教學(xué)研討

教學(xué)名師示范系列活動(dòng)分四個(gè)階段進(jìn)行，示范教學(xué)的名師分別為國內(nèi)外知名的老、中、青三代優(yōu)秀教師，此次活動(dòng)時(shí)間跨度大，受眾面大，技術(shù)和知識(shí)面廣，有深度也有抓手，得到教師們的一致肯定。

教學(xué)活動(dòng)的第一階段于2022 年7 月23 日開展，分別邀請(qǐng)了教育部高等學(xué)校機(jī)械類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)委員、昆明理工大學(xué)的伍星教授，以及教育部機(jī)械設(shè)計(jì)課程群虛擬教研室副主任、黑龍江省教學(xué)名師、哈爾濱工業(yè)大學(xué)的張鋒教授開展名師示范教學(xué)活動(dòng)。在教學(xué)研討環(huán)節(jié)，兩位名師針對(duì)現(xiàn)場問題給予了寶貴經(jīng)驗(yàn)，各參建單位代表也對(duì)虛擬教研室的建設(shè)積極建言獻(xiàn)策。最后，達(dá)成了一致共識(shí)，機(jī)械電子工程專業(yè)虛擬教研室將通過開展形式多樣、高效便捷的研討活動(dòng)，加強(qiáng)專業(yè)建設(shè)的研究探索，宣傳和推廣研究成果，圍繞共建共享共贏的理念，協(xié)同共建優(yōu)秀教學(xué)資源，打造教師教學(xué)發(fā)展共同體，擴(kuò)大學(xué)科影響，提高專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量。

教研活動(dòng)的第二階段于2022 年7 月27 日開展，來自大連理工大學(xué)和天津理工大學(xué)的兩位青年優(yōu)秀教師孫晶和俞潔，分別為虛擬教研室?guī)砹藘蓤鼍实氖痉督虒W(xué)，對(duì)課程設(shè)計(jì)與安排、課堂思政安排等教學(xué)細(xì)節(jié)傳授了教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，得到與會(huì)教師的一致好評(píng)，特別對(duì)青年教師啟發(fā)頗多。

教研活動(dòng)的第三階段于2022 年8 月5 日開展，來自河南科技大學(xué)的韓建海教授針對(duì)“工業(yè)機(jī)器人”課程內(nèi)涵提升要點(diǎn)等方面進(jìn)行教學(xué)交流，并對(duì)“機(jī)械結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)學(xué)”的教學(xué)內(nèi)容予以深入淺出的講解，使同行教師收獲很好的現(xiàn)場教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。

教研活動(dòng)的第四階段于2022 年8 月12 日開展，日本知名教授渡邊桂吾和則次俊朗進(jìn)行機(jī)器人技術(shù)相關(guān)知識(shí)的教學(xué)交流，使與教師生開闊了視野，了解到機(jī)器人的前沿技術(shù)。

2.2 創(chuàng)新競賽的教學(xué)模式探索

學(xué)生作品競賽系列活動(dòng)分為兩個(gè)階段，活動(dòng)秉持“以學(xué)生成長為中心”，深入探索“設(shè)計(jì)引領(lǐng)，科技驅(qū)動(dòng)，持續(xù)創(chuàng)新”的教育理念，貫徹落實(shí)了高校立德樹人的根本任務(wù)。

第一階段始于2022 年10 月初，天津理工大學(xué)利用集中實(shí)踐類必修的“專業(yè)設(shè)計(jì)”課程舉辦“獻(xiàn)禮二十大 機(jī)電創(chuàng)未來”設(shè)計(jì)競賽，邀請(qǐng)知名專家以及虛擬教研室的骨干教師作為評(píng)委進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，各位評(píng)委對(duì)此次活動(dòng)的成功舉辦給予高度肯定。該競賽是一個(gè)具有鮮明專業(yè)特色的傳統(tǒng)活動(dòng)，目前已經(jīng)開展了6 屆。課程綜合了電子技術(shù)、傳感檢測、機(jī)械設(shè)計(jì)、工程制圖、單片機(jī)技術(shù)等4―5 門課程教學(xué)的特點(diǎn)，鍛煉學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，彌補(bǔ)了專業(yè)課時(shí)縮減的問題。為了讓學(xué)生跟蹤最新最前沿技術(shù)，天津理工大學(xué)機(jī)械電子工程專業(yè)投入逾50 萬元，為學(xué)生升級(jí)了配套實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

該系列活動(dòng)的第二階段是在2022 年11 月初，河南科技大學(xué)針對(duì)一流課程“量化工程設(shè)計(jì)”等系列課程，開展課程項(xiàng)目展示活動(dòng)。“量化工程設(shè)計(jì)1”開設(shè)在第3 學(xué)期，要求學(xué)生學(xué)習(xí)應(yīng)用多重微積分、流體力學(xué)、計(jì)算軟件和機(jī)械三維設(shè)計(jì)加工等知識(shí)，完成船體三維設(shè)計(jì)仿真并下水測試。學(xué)生通過解決小船漂浮問題，掌握工程創(chuàng)新的關(guān)鍵能力，把一個(gè)實(shí)際工程問題抽象為數(shù)學(xué)模型，利用現(xiàn)代設(shè)計(jì)工具進(jìn)行量化分析設(shè)計(jì)。

3 專業(yè)建設(shè)的特色與成效

3.1 建設(shè)的特色與成效

虛擬教研室為教師打破時(shí)空限制開展高質(zhì)量教研活動(dòng)提供平臺(tái)，自機(jī)械電子工程專業(yè)虛擬教研室啟動(dòng)以來，開展線上、線下教學(xué)活動(dòng)10 余次，包括虛擬教研室建設(shè)培訓(xùn)、國內(nèi)名師講堂、國外教授講堂、一流課程建設(shè)交流、學(xué)生設(shè)計(jì)競賽交流及參建單位線下交流與實(shí)驗(yàn)室參觀等一系列活動(dòng)。這些活動(dòng)破解了高校基層教學(xué)組織發(fā)展的瓶頸，激發(fā)基層教學(xué)組織活力，成效頗豐，參建單位的所有教師成員對(duì)不同行業(yè)的同類專業(yè)建設(shè)有了更深刻的了解，受益匪淺，對(duì)本專業(yè)的內(nèi)涵建設(shè)提出新的見解和思路。

在教育部虛擬教研室建設(shè)平臺(tái)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)上，碩果累累，匯總教學(xué)大綱、教學(xué)課件、教學(xué)視頻、知識(shí)圖譜等教研資源百余項(xiàng)，開展線上、線下教師培訓(xùn)5 次，學(xué)生設(shè)計(jì)作品與競賽活動(dòng)2 次。虛擬教研室參建單位獲得國家級(jí)一流課程3 門，省部級(jí)一流課程5 門，省部級(jí)教學(xué)名師1 名，獲批國家級(jí)一流專業(yè)2 個(gè)，通過國家工程教育認(rèn)證專業(yè)1 個(gè)，這些建設(shè)實(shí)踐為機(jī)械電子工程專業(yè)繼續(xù)為服務(wù)于教學(xué)、服務(wù)于人才培養(yǎng)、提升人才培養(yǎng)質(zhì)量等目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3.2 教學(xué)成果宣傳推廣

機(jī)械電子工程專業(yè)虛擬教研室的建設(shè)，促使各高校同類專業(yè)的教學(xué)交流更加便捷、暢通和高效。各高校在教學(xué)運(yùn)行和專業(yè)建設(shè)過程中取長補(bǔ)短，互相借鑒，發(fā)揮跨區(qū)域優(yōu)勢特色。目前，教師發(fā)表教研論文5 篇，獲批各類教研項(xiàng)目10 余項(xiàng)，獲省部級(jí)教學(xué)名師稱號(hào)1 名，各級(jí)優(yōu)秀教師稱號(hào)5 名。在教學(xué)組織、教學(xué)研究、科學(xué)研究等方面成果豐碩，建設(shè)水平領(lǐng)先，工作成效顯著，建設(shè)成果在全國和區(qū)域具有很好的代表性和輻射效應(yīng)，同時(shí)在用人單位和企業(yè)中獲得優(yōu)良口碑，達(dá)到宣傳和推廣的雙贏。

4 總結(jié)與展望

機(jī)械電子工程專業(yè)虛擬教研室成立至今，雖然取得一些進(jìn)展，但還需要改進(jìn)和完善。①虛擬教研室的建設(shè)途徑已基本清晰，共建方式需繼續(xù)完善；②建設(shè)機(jī)制和制度需要進(jìn)一步優(yōu)化，實(shí)施措施不夠細(xì)化；③各參建單位合作的默契度還不夠，需加強(qiáng)線下線上交流；④虛擬教研室平臺(tái)的數(shù)據(jù)建設(shè)還有待完善。

對(duì)于機(jī)械電子工程專業(yè)虛擬教研室的后期建設(shè)，將有如下目標(biāo)及規(guī)劃。①進(jìn)一步明確并完善運(yùn)行機(jī)制和建設(shè)途徑，對(duì)質(zhì)量監(jiān)測要給予充分重視，按計(jì)劃實(shí)施；②分別按照活躍度和預(yù)期成果實(shí)施建設(shè)；③明確分工，定期召開線上工作會(huì)議與交流會(huì)，要有策略地把局部的教學(xué)活動(dòng)整合為虛擬教研室團(tuán)隊(duì)的活動(dòng)；④及時(shí)整理、更新與上傳教學(xué)文檔和數(shù)據(jù)；⑤按照計(jì)劃實(shí)施教學(xué)過程，及時(shí)總結(jié)與分享教學(xué)成果。