“新工科”背景下高校教材建设面临的挑战与对策研究

◎赵树祎 胡硕丰 田 雪

(中国科学技术大学出版社，北京 100054)

2017年，教育部组织召开了高等工程教育发展战略研讨会，会上广泛讨论了在当前以新业态、新技术、新产业为特点的新经济发展态势下，高校如何培养具备更高创新、创业能力和跨界整合能力的新型技术人才等问题，明确了“新工科”的发展道路。之后形成的“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”，吹响了新工科建设的号角，开拓了工科教育改革新路径，开启了新工科建设的新篇章。随着我国科学技术的不断进步，综合国力的进一步提升，我国的工科教育也逐步走向成熟，根据历年高校招生人数可以看出，目前我国对工科人才的需求还在不断增加，工科人才的培养规模也在日益壮大。但是在积极发展“新工科”的新形势下，高质量的、具有国际影响力的“新工科”教材在目前我国教材市场上却是短板与缺口，这不仅是高校教材建设中亟待解决的大问题，而且也是出版界，尤其是高校出版社面临的机遇与挑战，促使我们不得不思考在新的培养模式下怎样打造“新工科”教材服务于教学，落实高校立德树人的根本任务，造就担当中华民族伟大复兴重任的时代新人。

一、高校在工科教材方面的概况

高校对人才的培养最终要落实到教学资源和教材建设上来，教材在提高教育教学质量上属于重要的基础性环节，同样也是深化教育教学改革，提高教育教学质量，培养创新性人才的重要保证。笔者经过查阅当当网、京东图书等线上图书销售渠道以及对其他高校出版社的调研发现，目前高校工科类教材存在种类繁多但权威性、重量级、有影响力的图书数量较少；教材更新速度慢、知识内容相对陈旧，无法及时展现和跟进当前的最新技术和研究成果；实际案例与理论知识联系不紧密，无法做到两者的有机结合，不利于培养学生的创新思维等问题。具体到“新工科”这一细分教材领域，则表现出现有图书的出版时间较新，但总体品种较少，并且在现有图书品类中，大多以对“新工科”的学术研究为主，而真正意义上的“新工科”专业教材却相对匮乏。因此，在“新工科”背景下高校教材建设面临着一系列的挑战。

二、高校在“新工科”教材建设上面临的挑战

(一)高校对教材建设的布局及重视程度

教材建设作为高校教学的基本目标之一，应受到教育主管部门的高度重视。只有高度重视教材建设在人才培养中的重要性，有计划地筹备、编写、出版一批适应新时代需要的高质量精品化的新工科教材，才能培养出具备“学科交叉融合”能力及国际竞争力的一流工程人才。在《2021年度安徽省省级质量工程项目》“一流教材”建设子项目中指出：重点推荐反映当代科学技术、文化的最新成就，反映区域经济社会发展需要，在内容和体系上有明显特色的教材；教学改革力度较大的教材以及新兴、交叉学科、专业的教材。鼓励申报体现多学科思维融合、产业技术与学科理论融合、跨专业能力融合、多学科项目实践融合的新工科、新医科、新农科、新文科等高水平课程。①可以看出，这些都是教育主管部门对“新工科”建设在教学及教材方面的重要部署。

目前，教材建设已经成为高校学科评估的一个重要模块，而高校作为教学和教材建设的实施主体，能否制定科学合理的人才培养体系符合“新工科”建设导向；能否调整知识体系与课程体系切实提高人才培养质量；能否实施并落实相关政策，推动教学改革、主动布局教材建设，并制定相关考核机制鼓励教材的编写工作等，将成为“新工科”教材建设面临的重大挑战。

(二)教材管理及教材编写队伍的建设

“新工科”定位为培养具有较强实践能力、创新能力且具备国际竞争力的高素质复合型工科人才，高校在加紧进行“新工科”学科建设的同时，也要制定科学合理的新兴教材选用管理办法以及有目标、有计划的组织相关专家和学者编写适用于“新工科”专业的教材，以更好地促进新工科专业的教学和发展。同时，在教材的编写方面要体现教学模式的变化，体现工科专业内容上的创新升级，能够主动对接新经济业态、反映工科新理念、适应深度优化的课程体系，并能将新工业技术以项目的形式融入教学内容。

基于“新工科”建设对教材编写提出的新要求，进一步对教材编写专家提出新的挑战，编写专家不仅要有较强的专业背景和知识储备能力，而且能够触类旁通使专业知识与实践有机的结合，体现学科交叉融合且具有关联性和节点化的特征优势。因此，高水平教材编写队伍的培育与建设已十分必要。

(三)突出“新工科”特点的高质量教材的筹划

优秀的教材浓缩了作者与编者的心血，是经过实践检验的知识精华，在如火如荼的“新工科”建设过程中，我们不仅需要优秀的传统工科教材，更需要有体现新工科专业特色和反映科技最前沿的高质量新兴教材。如量子信息、人工智能与大数据、核能科学、半导体芯片、计算机技术等在内的新兴工科专业教材。

而促成高质量教材成功出版的因素则包括：高水准的组稿原则(以继承和创新为内容基础、以交叉和融合为编写指南)、高规格的编审委员会(教学指导委员会委员、教学院长、教学名师)、高标准的编写要求(对教材理念、体系、内容和形式等，提出明确要求)和系列化品牌建设(强调基础、重视实践、分类建设的系列规划)。这些因素都进一步对高校教材建设和出版社的教材筹划提出挑战，即在“新工科”教学的探索和实践中，如何整合自身资源策划特色鲜明且具有创新性的教材；如何从出版的专业角度给新工科教材以技术支持和理论指导；如何挖掘和激发潜在作者的积极性与创造性，编写出具有教学新范式的“新工科”教材。

(四)教材出版形式的转变与创新

“新工科”是对教育体系的一次创新和突破，这种“新”不仅体现在教学内容上的新改变，教学形式也要跟得上“新变化”。而教材作为教学的重要抓手，其内容和形式都要进行转变和创新。内容的创新在上文中已有涉及，同样，形式的创新也给“新工科”教材的出版提出了新的要求和挑战。

显然，传统的纸质教材形式已经无法满足“新工科”专业的教学，新兴教学形式和辅助教学手段越来越多地参与到日常教学中来，教材如何能更好地配合教学，达成最佳的教学目标成为“新工科”教材建设的一大难点和痛点。想要实现纸质、数字媒介、移动终端以及线上教育的结合，突破固有的纸媒形态，汇集AR、VR等现代化科技的富媒体、新形态的出版，需要投入大量的人力、物力与财力，这也在一定程度上制约着高质量富有形式特色的“新工科”教材的出版。

三、针对高校“新工科”教材建设的对策研究

(一)确立教材知识体系，制定教材出版规划

“新工科”教材建设首先面临的则是教材知识体系的梳理，主要包括核心知识体系、基础课程体系、仿真实践体系等，在这些框架确定的过程中，要将“新工科”最新研究成果反映落实到体系建设中，同时结合新工科人才培养的需要，确立自己特有的教材编写范式，即编写主旨要使理论与应用相结合，符合学生的认知规律，能够讲理论细化讲解透彻，能真正培养学生的思维和提升学生的学习能力；明确教材编写的理念、内容及形式，即确立关联教材的知识关系和内容衔接，教材自身的知识结构和内容组织，教材中理论知识和实践内容的设置等。通过教材知识体系顶层设计的确定，来确保“新工科”教材的编写质量。

确立了教材知识体系，下一步要就此制定相应的教材出版规划。具体来说，“新工科”教材应以强基础、重创新、有实践、清分类为原则，满足国家在工程教育中对人才认证的需求，对标国际经典教材，且具有明显突破和创新，同时，要结合教学和应用，体现多元化、工程化、交叉性、融合性的特点，符合产业跨界融合的导向。让学生不仅能学到交叉知识，更能运用这些交叉知识，从而培养出复合型、多元化、能跨界思考创新的人才。

(二)“精益求精”，组建高水平编写委员会；“优中选优”，成立教材专家评审委员会

新工科既涵盖新的工科专业，也涵盖工科的新要求。前者是指一个全新的领域，后者是对传统工科专业在理念、内容、标准、方法技术上的更新改造。在教材建设上，可瞄准这两个方向发力，进行教材编写的顶层设计，组建高水平的专家团队。

针对前者，高校尤其是C9高校中具有工科优势的院校可以深入开设新工科专业的院系，组建由知名院士、院级领导、杰青、学科带头人等高水平专家团队组成的编写委员会，筹建人工智能专业(机器人专业)教材、大数据专业教材、高端制造专业教材、新能源专业教材、新材料运用专业教材等具有本校特色和优势专业的高水平一流教材。针对后者，出版社可以已经出版的精品工科教材为基础，进行修订和再版。通过对原有精品教材进行修订和再版，满足新工科建设的专业结构调整、课程体系调整和实验实践调整的需要，适应国家战略发展和国际竞争性优势的新知识储备的教学，增加课程连接性、交叉学科知识旁通性的相关内容。让这些原本优秀的教材再次焕发出新的生命力。

对纳入出版计划的“新工科”教材，可以借助教育部于2018年成立的高等学校教学指导委员会的力量，对教材进行“优中选优”的评审工作，着实打造“新工科”领域全国一流、质量上乘、有分量、有水准的领跑著作。

(三)高校与出版社联动，打造具有本校特色的国家级系列规划教材

规划教材是衡量教材水平的重要标准，而国家级规划教材则是教育部对教材质量及水平的肯定，也是教材评选中的最高标准。

以中国科学技术大学(以下简称“中科大”)为例，在“十四五”期间，中科大主动谋划并发挥本校特色专业优势，如量子信息工程、核技术、新型材料、人工智能、超级计算机、软件、微电子等，打造机械制造与人工智能、自动化与大数据、新材料和新工艺等领域交叉融合的教材。同时中科大出版社积极策划新工科系列选题跟进学校的教材建设，成立学校“一流规划教材”项目组，并由学校与出版社双方共同投入资金支持本校教材建设项目，其中“量子科学出版工程”“前沿科技关键技术”被列入“十四五”重大出版工程规划，“核聚变科学出版工程”被列入“十四五”重点出版工程规划，发挥了高校与出版社在“新工科”教材出版中协同共进的良好效应。下一步，将会邀请评审专家从重点出版规划中“优中选优”，筛选出更具影响力和国际水平的“新工科”教材，力求成功申报一批“国家级规划教材”。

(四)构建数字化出版平台，实现新工科教材的立体化建设

在“新工科”教材建设中无法回避的问题是教材形式的多样化，单一的纸质教材难以满足“新工科”培养复合型人才的需要。在搭建数字化平台的过程中，高校、出版社以及相关企业可以发挥各自所长，联合各方优势资源，共同推动新工科教材的立体化建设。例如，中科大在慕课建设方面成绩比较突出，这种灵活机动的在线教学课程在一定程度上弥补了纸质教材晦涩刻板的短板，两者结合使用，会达到更好的教学效果。中科大出版社也将建立网上学习平台，配套相关课程的学习资料库和电子资源包，包括经典案例素材、辅助阅读材料、实验指导材料、课程设计、毕业设计指导及工程项目库等，这些资源库的素材可以由相应的企业提供，将实践与理论更好地融合起来，达到对相应学科在知识、内容、资源和工具的系统化整合与匹配，支持教学内容的动态更新。

四、结语

“新工科”是国家在高等教育方面的重大改革规划和布局，在今后的“新工科”建设过程中，各工科高校不仅要注重国家顶层设计与本校系统推进的紧密整合，而且要积极促进不同工科专业间的相互影响与融合创新。“新工科”建设行动计划的提出与落地实施是对高等学校教学模式的更高创新要求，同时从出版领域来看，也是对教材出版单位提出了更高的创新要求。在这个新形势的大背景下，高校与出版社应主动承担起建设“新工科”教材的重任，并应从选题策划的源头开始积极互动合作，整合各方的优势资源、统筹规划、不断创新，发动和鼓励高校优质作者积极参与“新工科”教材的创编工作，激发更多的专业教材编辑投身这项创新性的探索，吸纳高新技术企业的仿真实践案例，采用新兴技术手段打造立体化教材，建设面向新工科的新型教材体系，提高新时代工程人才培养质量，为国家教育事业的发展添砖加瓦。

注释：

①安徽省教育厅.安徽省教育厅关于做好2021年度高等学校省级质量工程项目申报工作的通知[EB/OL].(2021-10-26)[2021-12-25].http://jyt.ah.gov.cn/tsdw/gdjyc/tzgg/40481871.html.