“智能流控”虛擬教研室的初步探索與實(shí)踐

袁曉明，溫 贊，姚 靜

（燕山大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，河北 秦皇島 066004）

［摘 要］ 在新工科建設(shè)背景下，虛擬教研室是順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的重要教育平臺(tái)。線上線下結(jié)合的虛擬教研室是高校開(kāi)展教學(xué)組織建設(shè)和教師培訓(xùn)的一種新思路和新模式，對(duì)于提升高校教師的教學(xué)和教研水平，提高學(xué)生學(xué)習(xí)素養(yǎng)和能力具有重要意義。以流體傳動(dòng)與控制專(zhuān)業(yè)為依托，打造“智能流控”虛擬教研室，在已有課程體系建設(shè)和教學(xué)模式上改革，豐富研究資源，共享教學(xué)成果，不斷提升網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和資源庫(kù)智能化水平。對(duì)虛擬教研室現(xiàn)階段的優(yōu)缺點(diǎn)及推廣可行性進(jìn)行總結(jié)，明確“智能流控”虛擬教研室的建設(shè)方向，為專(zhuān)業(yè)及相關(guān)學(xué)科的發(fā)展提供助力。

［關(guān)鍵詞］ 智能流控；虛擬教研室；流體傳動(dòng)與控制；線上線下結(jié)合

［基金項(xiàng)目］ 2020年度教育部第二批新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目“面向工程機(jī)械前沿需求的多元主體協(xié)同育人模式探索與實(shí)踐”（E-JX20201504）；2021年度河北省研究生課程思政示范課程教改項(xiàng)目“液壓測(cè)試技術(shù)”（YKCSZ2021029）；2022年度河北省專(zhuān)業(yè)學(xué)位教學(xué)案例（庫(kù)）立項(xiàng)建設(shè)項(xiàng)目“‘并聯(lián)機(jī)器人性能分析’案例庫(kù)建設(shè)”（KCJSZ2022024）

［作者簡(jiǎn)介］ 袁曉明（1984—），男，吉林白城人，博士，燕山大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院副教授，主要從事流體傳動(dòng)與控制、教研融合研究；溫 贊（1997—），女，河北蠡縣人，燕山大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院2017級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)本科生，研究方向?yàn)榱黧w傳動(dòng)與控制；姚 靜（1978—），女，河北石家莊人，博士，燕山大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院教授，主要從事流體傳動(dòng)與控制、教研融合研究。

［中圖分類(lèi)號(hào)］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 1674-9324（2023）09-0000-04 ［收稿日期］ 2022-07-07

高校教研室是承擔(dān)教學(xué)及科學(xué)研究的基層組織?！督逃筠o典》將教研室解釋為“中國(guó)、蘇聯(lián)等國(guó)高等學(xué)校內(nèi)按專(zhuān)業(yè)、專(zhuān)門(mén)組（化）或課程（一門(mén)或幾門(mén)）設(shè)置的基本教學(xué)、科學(xué)研究單位”。教研室是我國(guó)建國(guó)初期學(xué)習(xí)蘇聯(lián)高等教育模式的產(chǎn)物，經(jīng)過(guò)60多年的發(fā)展，已經(jīng)成為我國(guó)教學(xué)管理的特色［1］。

從2001年美國(guó)麻省理工學(xué)院提出開(kāi)放課件計(jì)劃，免費(fèi)開(kāi)放學(xué)校的課程大綱和教學(xué)課件等相關(guān)教育資源，到2012年的MOOCs新浪潮，人類(lèi)從未停止追求如何讓更多的人能夠訪問(wèn)更多優(yōu)質(zhì)的教育資源，一場(chǎng)席卷全球的開(kāi)放教育資源運(yùn)動(dòng)拉開(kāi)了序幕［2］。2022年3月5日，國(guó)務(wù)院總理李克強(qiáng)在《政府工作報(bào)告》中提出“促進(jìn)教育公平與質(zhì)量提升”［3］。教育公平和知識(shí)分享一直以來(lái)都是教育的核心訴求。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，虛擬教研室在原有教研室的基礎(chǔ)上，以線上平臺(tái)為依托，建立線上共享文檔，為優(yōu)質(zhì)教育資源的共建共享提供了良好的技術(shù)條件和社會(huì)環(huán)境，通過(guò)教研室中名師團(tuán)隊(duì)的示范引領(lǐng)，推動(dòng)西部教育發(fā)展，促進(jìn)教育資源均衡，實(shí)現(xiàn)教育公平。

教育部高等教育司印發(fā)的《教育部高等教育司2022年工作要點(diǎn)》提出：“深化新工科建設(shè)。突出‘交叉融合再出新’，推動(dòng)現(xiàn)有工科交叉復(fù)合、工科與其他學(xué)科交叉融合。”［4］虛擬教研室響應(yīng)新工科建設(shè)，是跨學(xué)科、跨校級(jí)甚至跨國(guó)際教研工作者，為解決高等教育教學(xué)中的共性、前瞻性問(wèn)題，利用互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)組成的教學(xué)研究團(tuán)隊(duì)［5］。

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，虛擬教研室有助于彌補(bǔ)傳統(tǒng)以教研室為單位的教學(xué)及科研活動(dòng)的不足，可以有效解決高校的跨學(xué)科師資配置、科研團(tuán)隊(duì)知識(shí)結(jié)構(gòu)等存在的問(wèn)題［6］。利用線上教研平臺(tái)，促使各高校、各學(xué)科教師廣泛參與，打破時(shí)間、空間和地域的限制，使教研活動(dòng)更加靈活，均衡教育資源，促進(jìn)教育公平。依托“智能流控”虛擬教研室，對(duì)我院的流體傳動(dòng)與控制專(zhuān)業(yè)進(jìn)行改革探索，進(jìn)而培養(yǎng)了師資隊(duì)伍，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，教學(xué)成效得到顯著提升。

一、“智能流控”虛擬教研室的建設(shè)內(nèi)容

（一）優(yōu)化課程體系，明確課程內(nèi)涵

依托中國(guó)大學(xué)慕課（MOOCs）等在線課程平臺(tái)，在教學(xué)視頻中，對(duì)課程內(nèi)容提前進(jìn)行篩選組織，梳理模塊關(guān)系，進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，便于內(nèi)容的有效銜接。除此以外，結(jié)合燕山大學(xué)“厚德、博學(xué)、求是”的辦學(xué)理念和熔鑄于燕大人的奮斗基因、工匠精神，秉承機(jī)電控制工程系“學(xué)研產(chǎn)用”和“機(jī)電液一體化”的發(fā)展理念，我們力求專(zhuān)業(yè)課程與思想政治理論課程同向同行，將社會(huì)主義核心價(jià)值觀、工程倫理、社會(huì)責(zé)任、工匠精神，全面融入已有課程和新設(shè)的倫理課程中，踐行立德樹(shù)人綜合教育理念，全面推進(jìn)“思政微滲入”教學(xué)改革理念。

（二）改革教學(xué)模式，深入教學(xué)研究

依托線上教研平臺(tái)，加強(qiáng)對(duì)高校專(zhuān)業(yè)建設(shè)和學(xué)科建設(shè)的研究探索，改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)手段，不斷提升教師的教學(xué)研究意識(shí)。各學(xué)科教師通過(guò)交流互動(dòng)，促進(jìn)學(xué)科交融。為實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)與工程實(shí)際的完美結(jié)合，我校機(jī)械工程學(xué)院不僅設(shè)置了專(zhuān)業(yè)課程實(shí)驗(yàn)，還采用“課程三級(jí)項(xiàng)目—?jiǎng)?chuàng)新二級(jí)項(xiàng)目—綜合一級(jí)項(xiàng)目”體系，逐步培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，將“智能流控”中的多學(xué)科交融、跨領(lǐng)域合作的思想無(wú)形地運(yùn)用其中。

（三）轉(zhuǎn)化研究成果，豐富研究資源

教研室青年教師具有良好的科研背景和較高的學(xué)術(shù)水平，但科研能力不等于教學(xué)能力，只有通過(guò)積極參與教學(xué)研究和教學(xué)實(shí)踐，科教融合，才有可能將學(xué)術(shù)優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為教學(xué)能力［7］。與企業(yè)有科研合作的教師可以將科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)素材，結(jié)合課程內(nèi)容，篩選出適合的案例素材應(yīng)用于課程建設(shè)中。我校與其他高校、企業(yè)之間緊密合作，多次校際舉辦講座進(jìn)行學(xué)術(shù)交流；合作企業(yè)在學(xué)校設(shè)立創(chuàng)新比賽，提供生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)基地，讓學(xué)生了解職業(yè)環(huán)境與企業(yè)人才需求，提前做好職業(yè)規(guī)劃。

（四）共享教學(xué)資源，提升教學(xué)質(zhì)量

為實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教育資源共享、提升高校教師的教學(xué)質(zhì)量，虛擬教研室積極開(kāi)展燕山大學(xué)機(jī)電控制系列課程慕課（MOOCs）建設(shè)。我校編著的機(jī)械工程系列教材《控制工程基礎(chǔ)》和《工程流體力學(xué)》等被國(guó)內(nèi)多所高校選用為授課教材，“液壓伺服與比例控制系統(tǒng)”等線上資源課程供校內(nèi)外教師及學(xué)生交流學(xué)習(xí)。除教材課程共建共享外，“智能流控”虛擬教研室通過(guò)建立線上共享文檔，共享課件、圖片、視頻等教學(xué)資源，形成豐富的教學(xué)資源庫(kù)。

二、“智能流控”虛擬教研室的建設(shè)方向

（一）交叉融合

虛擬教研室以線上平臺(tái)為依托，方便不同專(zhuān)業(yè)教師進(jìn)行教學(xué)研究交流，跨越時(shí)空障礙，實(shí)現(xiàn)校校及校企合作；打破常規(guī)專(zhuān)業(yè)和學(xué)科間的壁壘，促進(jìn)專(zhuān)業(yè)和學(xué)科的互通互融。以機(jī)械工程學(xué)院為例，機(jī)械領(lǐng)域穿插著電子、信息等，多學(xué)科相輔相成，共同發(fā)展。同時(shí)，學(xué)科間的碰撞可以匯聚思維、激發(fā)創(chuàng)造性。而虛擬教研室利用線上平臺(tái)，可以將多領(lǐng)域教師匯集起來(lái)，共同打造出開(kāi)放式教研成果，促進(jìn)教育發(fā)展。

（二）拓展前沿

新工科建設(shè)是深化工程教育改革的重大行動(dòng)，是高等教育面對(duì)人才培養(yǎng)要求做出的必要響應(yīng)。在校學(xué)生大多數(shù)都是脫產(chǎn)學(xué)習(xí)，對(duì)生產(chǎn)活動(dòng)中的實(shí)際問(wèn)題缺乏認(rèn)識(shí)，現(xiàn)階段的基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)難以滿足發(fā)展變化的問(wèn)題。以虛擬教研室為依托，把有科研工作的高校教師和合作企業(yè)匯聚起來(lái)，?！小缶o密合作，對(duì)工程問(wèn)題和前沿技術(shù)進(jìn)行交流討論并運(yùn)用到教學(xué)中，可以鍛煉學(xué)生在學(xué)習(xí)階段的創(chuàng)新思維和思考能力，了解社會(huì)的需求。

（三）動(dòng)態(tài)調(diào)整

虛擬教研室需要根據(jù)未來(lái)教育的發(fā)展和國(guó)家政策做出調(diào)整，始終保持發(fā)展的態(tài)勢(shì)。借助網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，教研室可以實(shí)現(xiàn)資源的積累，憑借信息共享的優(yōu)勢(shì)，將教育教學(xué)影響最大化。此外，教研室要在整體上保持開(kāi)放的氛圍，從成員個(gè)體到組織本身，均要積極追蹤教學(xué)學(xué)術(shù)前沿，不斷深化開(kāi)展教學(xué)實(shí)踐創(chuàng)新，持續(xù)提升發(fā)展個(gè)人教學(xué)能力，并輻射帶動(dòng)學(xué)科乃至學(xué)校教學(xué)質(zhì)量不斷進(jìn)步［5］。

（四）制度完善

“智能流控”虛擬教研室現(xiàn)處于前期發(fā)展階段，缺少完善的規(guī)章制度與獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，擬采用團(tuán)隊(duì)教師與管理人員聯(lián)動(dòng)的原則，由教務(wù)處牽頭，在人力和物力方面提供支持，聯(lián)系人負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各組織成員，對(duì)虛擬教研室的教研活動(dòng)進(jìn)行整體把握。教研團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)教改研究及立項(xiàng)經(jīng)費(fèi)支持，實(shí)現(xiàn)多方協(xié)同，對(duì)接學(xué)校相關(guān)部門(mén)，推動(dòng)“智能流控”虛擬教研室活動(dòng)有效進(jìn)行。

（五）文檔體系管理

由于學(xué)科的融合性，學(xué)科之間邊界模糊，對(duì)文檔的管理分類(lèi)較為困難?！爸悄芰骺亍碧摂M教研室依托云平臺(tái)建設(shè)，建立線上共享文檔，共享課件、圖片、視頻等教學(xué)資源，上傳教學(xué)大綱及知識(shí)圖譜、習(xí)題試題、教學(xué)案例等，形成教學(xué)資源庫(kù)，同時(shí)對(duì)融合學(xué)科單獨(dú)進(jìn)行篩選分類(lèi)，建立線上學(xué)科案例庫(kù)。

三、虛擬教研室的優(yōu)缺點(diǎn)

與傳統(tǒng)教研室相比，虛擬教研室具有如下優(yōu)點(diǎn)。

第一，平臺(tái)支撐。虛擬教研室依托信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，使更多的教師參與教研活動(dòng)，分享自己的教研成果，是跨區(qū)域、跨學(xué)科、跨校開(kāi)展教研活動(dòng)的重要手段，符合教育發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)，高校通過(guò)虛擬教研室可以加強(qiáng)與企業(yè)之間的聯(lián)系，了解更多的工程技術(shù)壁壘，教師通過(guò)教研分析當(dāng)前就業(yè)形勢(shì)及學(xué)科發(fā)展方向，并在日常教學(xué)中將相關(guān)信息分享給學(xué)生，使學(xué)生提前了解就業(yè)形勢(shì)，做好職業(yè)規(guī)劃。

第二，共建共享。虛擬教研室以項(xiàng)目及課題為紐帶，教師、高校甚至企業(yè)依托信息化平臺(tái)積累教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，推廣應(yīng)用教學(xué)成果和研究成果。教師不僅可以通過(guò)虛擬教研室共享他人成果，而且能通過(guò)平臺(tái)共享的方式使自己的教學(xué)成果獲得同行認(rèn)可［8］，獲得更多好的建議和方法。虛擬教研室的建立有助于提高教師教書(shū)育人的水平，并通過(guò)交流學(xué)習(xí)，改變、豐富教師的教學(xué)方法和教學(xué)理念，促進(jìn)高校的課程建設(shè)和專(zhuān)業(yè)建設(shè)。

第三，示范引領(lǐng)。虛擬教研室的建立和運(yùn)行，需要具有凝聚力及號(hào)召力的名師進(jìn)行引領(lǐng)、主持活動(dòng)并組織相關(guān)人員參與。一些國(guó)家、省級(jí)一流課程及具有特色的模范教學(xué)案例，可以通過(guò)虛擬教研室供教師借鑒與使用，并吸引教師加入，從而引進(jìn)更多的優(yōu)質(zhì)資源。此外，通過(guò)老教師、名師引領(lǐng)及同行之間的交流，可以減少年輕教師探索彎路，較容易提高其教書(shū)育人的水平。

第四，實(shí)時(shí)溝通。教研室從傳統(tǒng)模式走出。在互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的支持下，教師在科研和教學(xué)中遇到的問(wèn)題、困惑及企業(yè)技術(shù)發(fā)展的瓶頸都可以通過(guò)線上平臺(tái)實(shí)時(shí)交流總結(jié)并及時(shí)向?qū)W校及有關(guān)方面匯報(bào)。教研室中成員之間可以隨時(shí)進(jìn)行交流、溝通、辯論，在交流溝通中獲取各高校及各企業(yè)的信息，大大提高教研效率。

現(xiàn)階段虛擬教研室存在的問(wèn)題。

第一，和傳統(tǒng)教學(xué)教研具有明顯不同，開(kāi)設(shè)跨學(xué)科、跨學(xué)校網(wǎng)絡(luò)課程，對(duì)于新老教師都是嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，且技術(shù)平臺(tái)復(fù)雜的功能及使用，還在摸索學(xué)習(xí)階段。

第二，由于學(xué)科和專(zhuān)業(yè)的交叉融合，智能化資料庫(kù)的建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的收集相對(duì)困難，對(duì)于問(wèn)題和成果的探討、歸類(lèi)、整理變得復(fù)雜。

第三，虛擬教研室跨學(xué)科、跨院校的特點(diǎn)，使得虛擬教研室缺少科學(xué)規(guī)范的的工作制度和工作條例，沒(méi)有合理的考核評(píng)價(jià)體系、監(jiān)督約束機(jī)制和獎(jiǎng)懲措施。

教研模式創(chuàng)新發(fā)展的過(guò)程中，必然會(huì)遇到各種嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。在新工科建設(shè)背景下，創(chuàng)建高校虛擬教研室是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展推動(dòng)下的必然趨勢(shì)，探索新型教研模式需要全體教師的共同努力。

四、虛擬教研室的推廣可行性

（一）科學(xué)技術(shù)可行性

隨著時(shí)代的進(jìn)步，互聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)實(shí)工作中占據(jù)的比重越來(lái)越大，不斷地影響著我們的工作與生活。各個(gè)高校也都有著相對(duì)完善的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與線上教學(xué)形式。虛擬與現(xiàn)實(shí)的結(jié)合已經(jīng)日益穩(wěn)固，且能在教學(xué)教研方面實(shí)現(xiàn)一定程度的互補(bǔ)。

（二）教研能力可行性

燕山大學(xué)在工學(xué)方面具有多學(xué)科、寬領(lǐng)域的教學(xué)資源，方便校內(nèi)不同院系、不同專(zhuān)業(yè)的教研室之間溝通交流教學(xué)計(jì)劃，提高教學(xué)效率與教學(xué)水平；另外，機(jī)械工程學(xué)院擁有完善的硬件設(shè)施及機(jī)電控制工程系一流的教研水平。以互聯(lián)網(wǎng)為依托，與合作高校中的高水平教師跨時(shí)間、跨空間相互交流聯(lián)系，共同探討制定教學(xué)計(jì)劃；基于各自教學(xué)資源、教學(xué)任務(wù)，制定更加適合培養(yǎng)學(xué)生的教學(xué)方案。

（三）參與人員可行性

燕山大學(xué)有26個(gè)專(zhuān)業(yè)入選國(guó)家級(jí)一流本科專(zhuān)業(yè)建設(shè)點(diǎn)，設(shè)有研究生院和17個(gè)直屬學(xué)院，是一所綜合性院校。虛擬教研室由燕山大學(xué)機(jī)電控制教研室牽頭，與校內(nèi)其他院系、國(guó)內(nèi)其他高校及企業(yè)合作開(kāi)展教研工作，以項(xiàng)目、課題為紐帶，以課程建設(shè)、專(zhuān)業(yè)建設(shè)為目標(biāo)，開(kāi)展協(xié)同創(chuàng)新、實(shí)現(xiàn)共建共享［9］。在人員構(gòu)成上合理且合適，多個(gè)方向的優(yōu)秀教師通過(guò)虛擬平臺(tái)，匯聚在本虛擬教研室下，可以很好且很方便地進(jìn)行教研任務(wù)，制定出合理的教學(xué)方案。另外，國(guó)家的推動(dòng)和燕山大學(xué)在政策上的扶持，都為本虛擬教研室提供了強(qiáng)大的助力。虛擬教研室的建設(shè)可行性見(jiàn)圖2。

“智能流控”虛擬教研室的初步建立，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教研室的不足，利用線上教研平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)高校間師資及教學(xué)資源共建共享。通過(guò)虛擬教研室實(shí)現(xiàn)校企合作，對(duì)了解前沿及技術(shù)難題有重要意義，使流體傳動(dòng)與控制專(zhuān)業(yè)教研工作更加動(dòng)態(tài)、開(kāi)放，突破時(shí)間與空間障礙，打破地域限制，進(jìn)而吸引更多志同道合的教師廣泛參與，擴(kuò)大實(shí)體教研室的規(guī)模和專(zhuān)業(yè)探討范圍，推動(dòng)智能流控技術(shù)與理論的發(fā)展。

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Preliminary Exploration and Practice of Virtual Teaching and Research Section of “Intelligent Flow Control”

YUAN Xiao-ming， WEN Zan， YAO Jing

（College of Mechanical Engineering， Yanshan University， Qinhuangdao， Hebei 066004， China）

Abstract： Under the background of new engineering construction， virtual teaching and research section is an important educational platform that conforms to the development of the times. The virtual teaching and research section， which combines online and offline， is a new idea and mode for colleges and universities to carry out teaching organization construction and teacher training. It is of great significance to improve the teaching and research level of college teachers and students’ learning quality and ability. Relying on the specialty of fluid transmission and control， build a virtual teaching and research section of “Intelligent Flow Control”， reform the existing curriculum system and teaching mode， enrich the research resources， share the teaching results， and constantly improve the intelligent level of network platform and resource pool. The advantages， disadvantages and popularization feasibility of virtual teaching and research section at the present stage are summarized， and the construction direction of “Intelligent Flow Control” virtual teaching and research section is defined， which will provide assistance for the development of specialty and related disciplines.

Key words： intelligent flow control; virtual teaching and research section;fluid transmission and control; online and offline combination