机械电子工程专业虚拟教研室建设实践与成效

陈 炜，马文朋，郭 鹏

（1.天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室 天津 300384；2.天津理工大学机电工程国家级实验教学示范中心 天津 300384）

虚拟教研室是数字经济时代高校基层教学组织涌现的新形态，是信息化、智能化时代新型基层教学组织建设的重要探索[1-3]，是推动高等教育高质量发展的必然要求和重要支撑[4-6]。为贯彻落实《教育部关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》和《教育部关于深化本科教育教学改革全面提高人才培养质量的意见》等文件精神，教育部高等教育司启动虚拟教研室试点建设工作，其目的是力争通过3―5 年的努力，建成全国高等教育虚拟教研室信息化平台，建设一批理念先进、覆盖全面、功能完备的虚拟教研室，打造教师教学发展共同体和质量文化，全面提升教师教学能力[7-9]。

2022 年2 月和6 月，教育部先后公布了两批虚拟教研室建设试点名单，机械电子工程专业虚拟教研室是教育部第二批建设试点单位之一，牵头单位为天津理工大学。机械电子工程专业虚拟教研室协同全国9 所高校的同类专业共建，具有交通、石油、航天、轻工等鲜明的行业背景和特色，呈现资源丰富、多元化、跨区域等特点，因此，契合了我国发展高端装备的重大战略以及天津市“1+3+4”的现代产业体系构想。

1 虚拟教研室的建设概况

机械电子工程专业虚拟教研室的建设原则是秉承互联互通、开放共享、协同育人、虚实结合的理念，突破时空限制培养机械电子专门人才。在创建之初，教研室广泛集结不同地区、不同行业背景的高校参与，实现全国地域的东、西、南、北、中全面覆盖，形成了由天津理工大学、河南科技大学、天津科技大学、兰州交通大学、重庆科技学院、石家庄铁道大学、南昌航空大学、北京信息科技大学和西南石油大学9 所高校同类专业共同建设的统一部署。虚拟教研室的建设载体是各参建单位的实体教研室，而各参建单位近年来取得的建设成果则形成虚拟教研室的建设基础。

1.1 专业建设基础

作为机械电子工程专业虚拟教研室的牵头单位，天津理工大学机械电子工程专业具有优良的办学传统，获国家级和省部级教学成果奖10 余项，教学成果十分突出，在全国起到龙头和示范作用。2017 获批天津市优势特色专业，2018 年首批通过工程教育认证，2020 年和2021 年分别获批天津市和国家一流专业建设点，获批2 个国家级“新工科”和8 个天津市教改项目，拥有国家级实验示范中心1个，天津市教学团队2 个，国家级虚拟仿真实验教学中心2个，建设3 门精品课程和5 门在线开放课程，主编3 本国家级规划教材，这些教学成果为虚拟教研室的创建打下坚实的基础。

机械电子工程专业虚拟教研室拥有一支高水平的实践团队，以教学名师为龙头，由专家教授和骨干教师组成。各参建单位实力雄厚，曾获批多项国家级和省部级项目，在虚拟教研室搭建资源平台、组织教研会议、改革教学模式、开展校企合作和成果推广等方面给予专项支持，为虚拟教研室的建设提供物质基础和技术保障。

1.2 组织运行机构

为了更好地实现人才培养目标，机械电子工程专业虚拟教研室设立了教学指导委员会、管理委员会、教学督导小组，负责指导专业建设和教学督导，并聘请高校和行业知名专家担任相关委员会的主任、副主任以及委员。其中，管理委员会为虚拟教研室日常运行的指导和执行机构，下设7 个小组，分别为专业建设组、培养方案修订组、仿真平台建设组、课程建设组、实验教学组、质量监测组和秘书工作组。课程建设组又根据课程设置分为电工电子、传感检测、控制技术、传动技术、设计类、算法设计课程群与行业类课程群（交通、汽车、航空、液压、机器人、铁道等）。

2 虚拟教研室的建设实践

2.1 教学名师示范与教学研讨

教学名师示范系列活动分四个阶段进行，示范教学的名师分别为国内外知名的老、中、青三代优秀教师，此次活动时间跨度大，受众面大，技术和知识面广，有深度也有抓手，得到教师们的一致肯定。

教学活动的第一阶段于2022 年7 月23 日开展，分别邀请了教育部高等学校机械类专业教学指导委员会委员、昆明理工大学的伍星教授，以及教育部机械设计课程群虚拟教研室副主任、黑龙江省教学名师、哈尔滨工业大学的张锋教授开展名师示范教学活动。在教学研讨环节，两位名师针对现场问题给予了宝贵经验，各参建单位代表也对虚拟教研室的建设积极建言献策。最后，达成了一致共识，机械电子工程专业虚拟教研室将通过开展形式多样、高效便捷的研讨活动，加强专业建设的研究探索，宣传和推广研究成果，围绕共建共享共赢的理念，协同共建优秀教学资源，打造教师教学发展共同体，扩大学科影响，提高专业人才培养质量。

教研活动的第二阶段于2022 年7 月27 日开展，来自大连理工大学和天津理工大学的两位青年优秀教师孙晶和俞洁，分别为虚拟教研室带来了两场精彩的示范教学，对课程设计与安排、课堂思政安排等教学细节传授了教学经验，得到与会教师的一致好评，特别对青年教师启发颇多。

教研活动的第三阶段于2022 年8 月5 日开展，来自河南科技大学的韩建海教授针对“工业机器人”课程内涵提升要点等方面进行教学交流，并对“机械结构和运动学”的教学内容予以深入浅出的讲解，使同行教师收获很好的现场教学经验。

教研活动的第四阶段于2022 年8 月12 日开展，日本知名教授渡边桂吾和则次俊朗进行机器人技术相关知识的教学交流，使与教师生开阔了视野，了解到机器人的前沿技术。

2.2 创新竞赛的教学模式探索

学生作品竞赛系列活动分为两个阶段，活动秉持“以学生成长为中心”，深入探索“设计引领，科技驱动，持续创新”的教育理念，贯彻落实了高校立德树人的根本任务。

第一阶段始于2022 年10 月初，天津理工大学利用集中实践类必修的“专业设计”课程举办“献礼二十大 机电创未来”设计竞赛，邀请知名专家以及虚拟教研室的骨干教师作为评委进行点评，各位评委对此次活动的成功举办给予高度肯定。该竞赛是一个具有鲜明专业特色的传统活动，目前已经开展了6 届。课程综合了电子技术、传感检测、机械设计、工程制图、单片机技术等4―5 门课程教学的特点，锻炼学生的综合实践能力，弥补了专业课时缩减的问题。为了让学生跟踪最新最前沿技术，天津理工大学机械电子工程专业投入逾50 万元，为学生升级了配套实验设备。

该系列活动的第二阶段是在2022 年11 月初，河南科技大学针对一流课程“量化工程设计”等系列课程，开展课程项目展示活动。“量化工程设计1”开设在第3 学期，要求学生学习应用多重微积分、流体力学、计算软件和机械三维设计加工等知识，完成船体三维设计仿真并下水测试。学生通过解决小船漂浮问题，掌握工程创新的关键能力，把一个实际工程问题抽象为数学模型，利用现代设计工具进行量化分析设计。

3 专业建设的特色与成效

3.1 建设的特色与成效

虚拟教研室为教师打破时空限制开展高质量教研活动提供平台，自机械电子工程专业虚拟教研室启动以来，开展线上、线下教学活动10 余次，包括虚拟教研室建设培训、国内名师讲堂、国外教授讲堂、一流课程建设交流、学生设计竞赛交流及参建单位线下交流与实验室参观等一系列活动。这些活动破解了高校基层教学组织发展的瓶颈，激发基层教学组织活力，成效颇丰，参建单位的所有教师成员对不同行业的同类专业建设有了更深刻的了解，受益匪浅，对本专业的内涵建设提出新的见解和思路。

在教育部虚拟教研室建设平台的数据统计上，硕果累累，汇总教学大纲、教学课件、教学视频、知识图谱等教研资源百余项，开展线上、线下教师培训5 次，学生设计作品与竞赛活动2 次。虚拟教研室参建单位获得国家级一流课程3 门，省部级一流课程5 门，省部级教学名师1 名，获批国家级一流专业2 个，通过国家工程教育认证专业1 个，这些建设实践为机械电子工程专业继续为服务于教学、服务于人才培养、提升人才培养质量等目标的实现奠定了坚实基础。

3.2 教学成果宣传推广

机械电子工程专业虚拟教研室的建设，促使各高校同类专业的教学交流更加便捷、畅通和高效。各高校在教学运行和专业建设过程中取长补短，互相借鉴，发挥跨区域优势特色。目前，教师发表教研论文5 篇，获批各类教研项目10 余项，获省部级教学名师称号1 名，各级优秀教师称号5 名。在教学组织、教学研究、科学研究等方面成果丰硕，建设水平领先，工作成效显著，建设成果在全国和区域具有很好的代表性和辐射效应，同时在用人单位和企业中获得优良口碑，达到宣传和推广的双赢。

4 总结与展望

机械电子工程专业虚拟教研室成立至今，虽然取得一些进展，但还需要改进和完善。①虚拟教研室的建设途径已基本清晰，共建方式需继续完善；②建设机制和制度需要进一步优化，实施措施不够细化；③各参建单位合作的默契度还不够，需加强线下线上交流；④虚拟教研室平台的数据建设还有待完善。

对于机械电子工程专业虚拟教研室的后期建设，将有如下目标及规划。①进一步明确并完善运行机制和建设途径，对质量监测要给予充分重视，按计划实施；②分别按照活跃度和预期成果实施建设；③明确分工，定期召开线上工作会议与交流会，要有策略地把局部的教学活动整合为虚拟教研室团队的活动；④及时整理、更新与上传教学文档和数据；⑤按照计划实施教学过程，及时总结与分享教学成果。