“新工科”背景下高校教材建設面臨的挑戰與對策研究

◎趙樹祎 胡碩豐 田 雪

(中國科學技術大學出版社，北京 100054)

2017年，教育部組織召開了高等工程教育發展戰略研討會，會上廣泛討論了在當前以新業態、新技術、新產業為特點的新經濟發展態勢下，高校如何培養具備更高創新、創業能力和跨界整合能力的新型技術人才等問題，明確了“新工科”的發展道路。之后形成的“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”，吹響了新工科建設的號角，開拓了工科教育改革新路徑，開啟了新工科建設的新篇章。隨著我國科學技術的不斷進步，綜合國力的進一步提升，我國的工科教育也逐步走向成熟，根據歷年高校招生人數可以看出，目前我國對工科人才的需求還在不斷增加，工科人才的培養規模也在日益壯大。但是在積極發展“新工科”的新形勢下，高質量的、具有國際影響力的“新工科”教材在目前我國教材市場上卻是短板與缺口，這不僅是高校教材建設中亟待解決的大問題，而且也是出版界，尤其是高校出版社面臨的機遇與挑戰，促使我們不得不思考在新的培養模式下怎樣打造“新工科”教材服務于教學，落實高校立德樹人的根本任務，造就擔當中華民族偉大復興重任的時代新人。

一、高校在工科教材方面的概況

高校對人才的培養最終要落實到教學資源和教材建設上來，教材在提高教育教學質量上屬于重要的基礎性環節，同樣也是深化教育教學改革，提高教育教學質量，培養創新性人才的重要保證。筆者經過查閱當當網、京東圖書等線上圖書銷售渠道以及對其他高校出版社的調研發現，目前高校工科類教材存在種類繁多但權威性、重量級、有影響力的圖書數量較少；教材更新速度慢、知識內容相對陳舊，無法及時展現和跟進當前的最新技術和研究成果；實際案例與理論知識聯系不緊密，無法做到兩者的有機結合，不利于培養學生的創新思維等問題。具體到“新工科”這一細分教材領域，則表現出現有圖書的出版時間較新，但總體品種較少，并且在現有圖書品類中，大多以對“新工科”的學術研究為主，而真正意義上的“新工科”專業教材卻相對匱乏。因此，在“新工科”背景下高校教材建設面臨著一系列的挑戰。

二、高校在“新工科”教材建設上面臨的挑戰

(一)高校對教材建設的布局及重視程度

教材建設作為高校教學的基本目標之一，應受到教育主管部門的高度重視。只有高度重視教材建設在人才培養中的重要性，有計劃地籌備、編寫、出版一批適應新時代需要的高質量精品化的新工科教材，才能培養出具備“學科交叉融合”能力及國際競爭力的一流工程人才。在《2021年度安徽省省級質量工程項目》“一流教材”建設子項目中指出：重點推薦反映當代科學技術、文化的最新成就，反映區域經濟社會發展需要，在內容和體系上有明顯特色的教材；教學改革力度較大的教材以及新興、交叉學科、專業的教材。鼓勵申報體現多學科思維融合、產業技術與學科理論融合、跨專業能力融合、多學科項目實踐融合的新工科、新醫科、新農科、新文科等高水平課程。①可以看出，這些都是教育主管部門對“新工科”建設在教學及教材方面的重要部署。

目前，教材建設已經成為高校學科評估的一個重要模塊，而高校作為教學和教材建設的實施主體，能否制定科學合理的人才培養體系符合“新工科”建設導向；能否調整知識體系與課程體系切實提高人才培養質量；能否實施并落實相關政策，推動教學改革、主動布局教材建設，并制定相關考核機制鼓勵教材的編寫工作等，將成為“新工科”教材建設面臨的重大挑戰。

(二)教材管理及教材編寫隊伍的建設

“新工科”定位為培養具有較強實踐能力、創新能力且具備國際競爭力的高素質復合型工科人才，高校在加緊進行“新工科”學科建設的同時，也要制定科學合理的新興教材選用管理辦法以及有目標、有計劃的組織相關專家和學者編寫適用于“新工科”專業的教材，以更好地促進新工科專業的教學和發展。同時，在教材的編寫方面要體現教學模式的變化，體現工科專業內容上的創新升級，能夠主動對接新經濟業態、反映工科新理念、適應深度優化的課程體系，并能將新工業技術以項目的形式融入教學內容。

基于“新工科”建設對教材編寫提出的新要求，進一步對教材編寫專家提出新的挑戰，編寫專家不僅要有較強的專業背景和知識儲備能力，而且能夠觸類旁通使專業知識與實踐有機的結合，體現學科交叉融合且具有關聯性和節點化的特征優勢。因此，高水平教材編寫隊伍的培育與建設已十分必要。

(三)突出“新工科”特點的高質量教材的籌劃

優秀的教材濃縮了作者與編者的心血，是經過實踐檢驗的知識精華，在如火如荼的“新工科”建設過程中，我們不僅需要優秀的傳統工科教材，更需要有體現新工科專業特色和反映科技最前沿的高質量新興教材。如量子信息、人工智能與大數據、核能科學、半導體芯片、計算機技術等在內的新興工科專業教材。

而促成高質量教材成功出版的因素則包括：高水準的組稿原則(以繼承和創新為內容基礎、以交叉和融合為編寫指南)、高規格的編審委員會(教學指導委員會委員、教學院長、教學名師)、高標準的編寫要求(對教材理念、體系、內容和形式等，提出明確要求)和系列化品牌建設(強調基礎、重視實踐、分類建設的系列規劃)。這些因素都進一步對高校教材建設和出版社的教材籌劃提出挑戰，即在“新工科”教學的探索和實踐中，如何整合自身資源策劃特色鮮明且具有創新性的教材；如何從出版的專業角度給新工科教材以技術支持和理論指導；如何挖掘和激發潛在作者的積極性與創造性，編寫出具有教學新范式的“新工科”教材。

(四)教材出版形式的轉變與創新

“新工科”是對教育體系的一次創新和突破，這種“新”不僅體現在教學內容上的新改變，教學形式也要跟得上“新變化”。而教材作為教學的重要抓手，其內容和形式都要進行轉變和創新。內容的創新在上文中已有涉及，同樣，形式的創新也給“新工科”教材的出版提出了新的要求和挑戰。

顯然，傳統的紙質教材形式已經無法滿足“新工科”專業的教學，新興教學形式和輔助教學手段越來越多地參與到日常教學中來，教材如何能更好地配合教學，達成最佳的教學目標成為“新工科”教材建設的一大難點和痛點。想要實現紙質、數字媒介、移動終端以及線上教育的結合，突破固有的紙媒形態，匯集AR、VR等現代化科技的富媒體、新形態的出版，需要投入大量的人力、物力與財力，這也在一定程度上制約著高質量富有形式特色的“新工科”教材的出版。

三、針對高校“新工科”教材建設的對策研究

(一)確立教材知識體系，制定教材出版規劃

“新工科”教材建設首先面臨的則是教材知識體系的梳理，主要包括核心知識體系、基礎課程體系、仿真實踐體系等，在這些框架確定的過程中，要將“新工科”最新研究成果反映落實到體系建設中，同時結合新工科人才培養的需要，確立自己特有的教材編寫范式，即編寫主旨要使理論與應用相結合，符合學生的認知規律，能夠講理論細化講解透徹，能真正培養學生的思維和提升學生的學習能力；明確教材編寫的理念、內容及形式，即確立關聯教材的知識關系和內容銜接，教材自身的知識結構和內容組織，教材中理論知識和實踐內容的設置等。通過教材知識體系頂層設計的確定，來確保“新工科”教材的編寫質量。

確立了教材知識體系，下一步要就此制定相應的教材出版規劃。具體來說，“新工科”教材應以強基礎、重創新、有實踐、清分類為原則，滿足國家在工程教育中對人才認證的需求，對標國際經典教材，且具有明顯突破和創新，同時，要結合教學和應用，體現多元化、工程化、交叉性、融合性的特點，符合產業跨界融合的導向。讓學生不僅能學到交叉知識，更能運用這些交叉知識，從而培養出復合型、多元化、能跨界思考創新的人才。

(二)“精益求精”，組建高水平編寫委員會；“優中選優”，成立教材專家評審委員會

新工科既涵蓋新的工科專業，也涵蓋工科的新要求。前者是指一個全新的領域，后者是對傳統工科專業在理念、內容、標準、方法技術上的更新改造。在教材建設上，可瞄準這兩個方向發力，進行教材編寫的頂層設計，組建高水平的專家團隊。

針對前者，高校尤其是C9高校中具有工科優勢的院校可以深入開設新工科專業的院系，組建由知名院士、院級領導、杰青、學科帶頭人等高水平專家團隊組成的編寫委員會，籌建人工智能專業(機器人專業)教材、大數據專業教材、高端制造專業教材、新能源專業教材、新材料運用專業教材等具有本校特色和優勢專業的高水平一流教材。針對后者，出版社可以已經出版的精品工科教材為基礎，進行修訂和再版。通過對原有精品教材進行修訂和再版，滿足新工科建設的專業結構調整、課程體系調整和實驗實踐調整的需要，適應國家戰略發展和國際競爭性優勢的新知識儲備的教學，增加課程連接性、交叉學科知識旁通性的相關內容。讓這些原本優秀的教材再次煥發出新的生命力。

對納入出版計劃的“新工科”教材，可以借助教育部于2018年成立的高等學校教學指導委員會的力量，對教材進行“優中選優”的評審工作，著實打造“新工科”領域全國一流、質量上乘、有分量、有水準的領跑著作。

(三)高校與出版社聯動，打造具有本校特色的國家級系列規劃教材

規劃教材是衡量教材水平的重要標準，而國家級規劃教材則是教育部對教材質量及水平的肯定，也是教材評選中的最高標準。

以中國科學技術大學(以下簡稱“中科大”)為例，在“十四五”期間，中科大主動謀劃并發揮本校特色專業優勢，如量子信息工程、核技術、新型材料、人工智能、超級計算機、軟件、微電子等，打造機械制造與人工智能、自動化與大數據、新材料和新工藝等領域交叉融合的教材。同時中科大出版社積極策劃新工科系列選題跟進學校的教材建設，成立學校“一流規劃教材”項目組，并由學校與出版社雙方共同投入資金支持本校教材建設項目，其中“量子科學出版工程”“前沿科技關鍵技術”被列入“十四五”重大出版工程規劃，“核聚變科學出版工程”被列入“十四五”重點出版工程規劃，發揮了高校與出版社在“新工科”教材出版中協同共進的良好效應。下一步，將會邀請評審專家從重點出版規劃中“優中選優”，篩選出更具影響力和國際水平的“新工科”教材，力求成功申報一批“國家級規劃教材”。

(四)構建數字化出版平臺，實現新工科教材的立體化建設

在“新工科”教材建設中無法回避的問題是教材形式的多樣化，單一的紙質教材難以滿足“新工科”培養復合型人才的需要。在搭建數字化平臺的過程中，高校、出版社以及相關企業可以發揮各自所長，聯合各方優勢資源，共同推動新工科教材的立體化建設。例如，中科大在慕課建設方面成績比較突出，這種靈活機動的在線教學課程在一定程度上彌補了紙質教材晦澀刻板的短板，兩者結合使用，會達到更好的教學效果。中科大出版社也將建立網上學習平臺，配套相關課程的學習資料庫和電子資源包，包括經典案例素材、輔助閱讀材料、實驗指導材料、課程設計、畢業設計指導及工程項目庫等，這些資源庫的素材可以由相應的企業提供，將實踐與理論更好地融合起來，達到對相應學科在知識、內容、資源和工具的系統化整合與匹配，支持教學內容的動態更新。

四、結語

“新工科”是國家在高等教育方面的重大改革規劃和布局，在今后的“新工科”建設過程中，各工科高校不僅要注重國家頂層設計與本校系統推進的緊密整合，而且要積極促進不同工科專業間的相互影響與融合創新。“新工科”建設行動計劃的提出與落地實施是對高等學校教學模式的更高創新要求，同時從出版領域來看，也是對教材出版單位提出了更高的創新要求。在這個新形勢的大背景下，高校與出版社應主動承擔起建設“新工科”教材的重任，并應從選題策劃的源頭開始積極互動合作，整合各方的優勢資源、統籌規劃、不斷創新，發動和鼓勵高校優質作者積極參與“新工科”教材的創編工作，激發更多的專業教材編輯投身這項創新性的探索，吸納高新技術企業的仿真實踐案例，采用新興技術手段打造立體化教材，建設面向新工科的新型教材體系，提高新時代工程人才培養質量，為國家教育事業的發展添磚加瓦。

注釋：

①安徽省教育廳.安徽省教育廳關于做好2021年度高等學校省級質量工程項目申報工作的通知[EB/OL].(2021-10-26)[2021-12-25].http://jyt.ah.gov.cn/tsdw/gdjyc/tzgg/40481871.html.