機(jī)械類傳統(tǒng)教材的問題與優(yōu)化方向

摘要：教材在教學(xué)工作中有舉足輕重的地位，而機(jī)械類學(xué)科作為理工科的重要分支，對教材的內(nèi)容質(zhì)量及呈現(xiàn)形式都有較高的要求。本文著重闡述傳統(tǒng)紙質(zhì)機(jī)械類教材的特點(diǎn)及面臨的問題，并分析機(jī)械類教材發(fā)展的趨勢和機(jī)遇，探討教材的改進(jìn)方向。

關(guān)鍵詞：傳統(tǒng)教材；機(jī)械類教材；新形態(tài)教材

中圖分類號：G712 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-8883（2021）06-0194-02

教材作為高校開展教學(xué)的基本工具，既是知識傳授的重要載體，也是引導(dǎo)教學(xué)方向、保障教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，在教學(xué)發(fā)展中發(fā)揮著不可替代的作用[1]。而機(jī)械類教材作為理工科教材的重要分支，因內(nèi)容深奧、公式繁多、圖表復(fù)雜而存在表現(xiàn)力不足、資源形式單一等問題，甚至一度發(fā)展低迷。如今，由于教材本身的重要地位以及現(xiàn)代信息技術(shù)的高速發(fā)展，機(jī)械類教材再次面臨新的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。

一、經(jīng)典機(jī)械類教材的特點(diǎn)與存在的問題

（一）傳統(tǒng)機(jī)械類教材的出版背景與特點(diǎn)

教材體系的建設(shè)依賴于課程體系的建設(shè)。機(jī)械類專業(yè)作為理工科專業(yè)的龐大分支，有鮮明的特點(diǎn)。機(jī)械類專業(yè)的課程不僅包含基礎(chǔ)理論的公共課，也包含各類實(shí)驗(yàn)課、實(shí)踐課。

20世紀(jì)80年代，受當(dāng)時的國家教育委員會的政策鼓勵，涌現(xiàn)出了一大批經(jīng)典教材，這些經(jīng)典教材有4個特點(diǎn)。

第一，多為專業(yè)基礎(chǔ)課教材或公共課教材，使用量較大。包括濮良貴、陳國定、吳立言等編寫的《機(jī)械設(shè)計(jì)》、劉鴻文主編的《材料力學(xué)》、同濟(jì)大學(xué)數(shù)學(xué)系編寫的《高等數(shù)學(xué)》等。

第二，適用范圍廣。教材立足于課程進(jìn)行編寫，在編寫過程中邀請多所大學(xué)專家教授擔(dān)任編委會成員，共同商討、研究、打磨教材內(nèi)容，保證教材適合當(dāng)時的高校使用，使教材具有廣泛傳播的價值。

第三，編校過程嚴(yán)謹(jǐn)。書稿在交付出版社之前就經(jīng)過了多次審讀，部分章節(jié)得到反復(fù)推敲直至定稿。稿件交付出版社后，又經(jīng)過嚴(yán)格的“三審三?！绷鞒?。由于機(jī)械類書稿包含大量圖表，編輯需要重新描圖甚至繪圖，受技術(shù)限制，當(dāng)時很少使用繪圖軟件，多為手工描圖、曬圖，導(dǎo)致編校工作量巨大，編校周期較長，期間難免出現(xiàn)偏差，需要編輯與作者多次審讀、核實(shí)保證出版質(zhì)量。

第四，核心內(nèi)容穩(wěn)定，適于推廣傳承。機(jī)械類教材包含大量公式、定理，這些公式、定理都基于大量科學(xué)家的反復(fù)實(shí)驗(yàn)研究，所得結(jié)論科學(xué)可靠。作者們也根據(jù)多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合當(dāng)時的教學(xué)條件、科技水平設(shè)計(jì)了很多教學(xué)案例與實(shí)驗(yàn)，很多甚至延用至今。

隨著時代的發(fā)展，這些教材暴露出3個問題。

第一，受知識更新、技術(shù)發(fā)展、高校教學(xué)改革、高等學(xué)校數(shù)量增多、高等教育普及面擴(kuò)大等因素的影響，很多機(jī)械類課程根據(jù)學(xué)生的專業(yè)方向、需求，對教學(xué)大綱、培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行了調(diào)整，機(jī)械制圖、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等課程出現(xiàn)了60學(xué)時課、48學(xué)時課等不同學(xué)時的課程，使得經(jīng)典教材已無法適應(yīng)不同層次、不同地域讀者的需求。

第二，由于科技的快速發(fā)展，很多理論雖然沒有過時，但是實(shí)驗(yàn)案例等都已不適應(yīng)目前的教學(xué)要求。教材中缺少傳統(tǒng)經(jīng)典理論與新技術(shù)結(jié)合的案例，也缺少對前沿科技的講解。同時編寫經(jīng)典教材的初衷是培養(yǎng)科研型人才，因此無法滿足對應(yīng)用型人才實(shí)踐動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)要求。

第三，機(jī)械類課程具有學(xué)習(xí)難度大、實(shí)操性強(qiáng)的特點(diǎn)，很多內(nèi)容僅憑語言描述，較為晦澀難懂，需要讀者具有扎實(shí)的計(jì)算能力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃伎寄芰蛷?qiáng)大的空間想象力，導(dǎo)致很多讀者對教材的呈現(xiàn)方式有了更動態(tài)、更直觀、更多元的要求。

（二）21世紀(jì)教材出版的特點(diǎn)及問題

進(jìn)入21世紀(jì)后，我國高等教育事業(yè)全面發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，“十三五”期間，我國正式出版的、版權(quán)頁標(biāo)注“教材”字樣的高校新增教材數(shù)量達(dá)4.3萬余種。除此之外，還有數(shù)量更為龐大的教學(xué)參考書、教輔用書以及未標(biāo)注為教材但實(shí)際作為教材使用的出版物。

雖然在2000年后的一段時間內(nèi)，教材的出版和發(fā)行進(jìn)入了高速增長的階段，但教材質(zhì)量并沒有得到實(shí)質(zhì)性提高，其中很多教材都對多種呈現(xiàn)形式進(jìn)行了探索，PPT、小動畫、視頻資源等也廣泛應(yīng)用于課堂教學(xué)中。但這些技術(shù)很難與紙質(zhì)教材結(jié)合，使得教材在呈現(xiàn)效果上沒有打破束縛，很難滿足讀者的需求。這一時間出版的大量機(jī)械類教材內(nèi)容多是參考經(jīng)典教材編寫的，甚至有的僅調(diào)整了章節(jié)安排或體例結(jié)構(gòu)，并沒有根據(jù)學(xué)生需求與科技發(fā)展來設(shè)計(jì)新的教學(xué)案例，因此存在大量的同質(zhì)化現(xiàn)象。

二、機(jī)械類教材的發(fā)展機(jī)遇與方向

“十三五”期間，教育部深入貫徹落實(shí)黨中央、國務(wù)院的決策部署，推動各類高校教材建設(shè)堅(jiān)持價值引領(lǐng)、堅(jiān)守質(zhì)量為本、推進(jìn)改革創(chuàng)新、完善監(jiān)督保障，適應(yīng)我國高等教育從大眾化邁入普及化階段的發(fā)展需要，與專業(yè)、課程改革同步，持續(xù)推進(jìn)教材建設(shè)提高質(zhì)量、創(chuàng)新發(fā)展。與此同時，教材的發(fā)展也迎來了新的機(jī)遇。本文以機(jī)械制圖課程為例，論述教材的提升改進(jìn)方向。

（一）機(jī)械制圖課程的特點(diǎn)

機(jī)械制圖作為工程圖學(xué)學(xué)科內(nèi)容的一個組成部分，有極其重要的地位。機(jī)械制圖為涉及機(jī)械工程領(lǐng)域的人才提供空間思維和形象思維表達(dá)的理論及方法，是學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、機(jī)械制造基礎(chǔ)等一系列課程的基礎(chǔ)。熟練掌握識圖、繪圖技能對于機(jī)械工程領(lǐng)域的各類工作人員有至關(guān)重要的意義。

機(jī)械制圖的特點(diǎn)是把機(jī)械產(chǎn)品造型和機(jī)械零件的構(gòu)形設(shè)計(jì)與圖形表達(dá)緊密結(jié)合，把工程圖學(xué)的理論和方法應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)中。因此它是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課。機(jī)械制圖把理論為基礎(chǔ)的投影制圖作為重點(diǎn)，通過點(diǎn)、線、面、體的投影到組合體的三面視圖和機(jī)件的圖樣畫法，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力，使學(xué)生能運(yùn)用正投影法，并按機(jī)械制圖國家標(biāo)準(zhǔn)正確繪制和閱讀機(jī)械零件圖和裝配圖。引導(dǎo)學(xué)生從機(jī)械設(shè)計(jì)的要求學(xué)習(xí)與機(jī)械制圖相關(guān)的機(jī)械設(shè)計(jì)、加工和裝配工藝、極限和配合、形位公差、標(biāo)準(zhǔn)化等基礎(chǔ)知識，學(xué)習(xí)和掌握對機(jī)械產(chǎn)品和零部件進(jìn)行造型設(shè)計(jì)的基本方法，學(xué)習(xí)零件圖、裝配圖等機(jī)械工程圖樣的畫法和讀圖方法，正確繪制符合生產(chǎn)要求的機(jī)械圖樣。掌握計(jì)算機(jī)繪圖、徒手繪圖、儀器繪圖的方法和技巧。

（二）機(jī)械制圖課程教材的優(yōu)化方向

作為課程的配套教材，《機(jī)械制圖》中包含了大量的理論講解、圖樣呈現(xiàn)，內(nèi)容抽象，學(xué)習(xí)難度較大，尤其對于自學(xué)者來說更是難上加難。為解決以上問題，教材可結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)，從3個方面進(jìn)行優(yōu)化。

第一，集思廣益，精煉教材內(nèi)容。廣泛征集經(jīng)驗(yàn)豐富的一線教師遇到的問題和建議，借助專家力量，優(yōu)化章節(jié)層次，精煉教學(xué)內(nèi)容。針對學(xué)生的不同培養(yǎng)要求，增加或減少深奧理論的講解，設(shè)計(jì)難度適宜的例題，避免教材的同質(zhì)化，增強(qiáng)教材的實(shí)用性。

第二，強(qiáng)化“三審”制度，反復(fù)打磨內(nèi)容?！叭龑彙敝贫仁菆D書出版的傳統(tǒng)制度，是在長期實(shí)踐中得到驗(yàn)證的可以保證圖書質(zhì)量的出版制度。“三審”的過程本身就是精煉內(nèi)容、塑造經(jīng)典的過程。編輯應(yīng)具備扎實(shí)的學(xué)科基礎(chǔ)、龐大的知識儲備、深厚的語言功底、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度、端正的價值觀念，這樣才能在圖書出版過程中提出完善的教材體系，發(fā)現(xiàn)書稿中的政治性、知識性、結(jié)構(gòu)性、語法性問題并提出解決方案。《機(jī)械制圖》書稿中繪有大量圖樣，在圖樣的描圖、繪圖過程中很容易出現(xiàn)錯誤與疏漏，這就更需要編輯仔細(xì)審讀書稿，認(rèn)真核對校樣，并及時了解國家標(biāo)準(zhǔn)更新情況，避免教材中出現(xiàn)作廢標(biāo)準(zhǔn)；同時還應(yīng)關(guān)注計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)的發(fā)展近況，對書稿中陳舊的內(nèi)容及時提出改進(jìn)建議，這樣才能在與作者的反復(fù)溝通中互相彌補(bǔ)、互相促進(jìn)。

第三，運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)，增強(qiáng)教材呈現(xiàn)力。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)）和VR（虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)）日臻完善[2]。二維碼技術(shù)的廣泛應(yīng)用，也使新形態(tài)教材大大增加，紙質(zhì)+數(shù)字化資源教材逐漸取代傳統(tǒng)教材。尤其是對于《機(jī)械制圖》教材而言，新形態(tài)教材有著傳統(tǒng)教材無法比擬的優(yōu)勢?！稒C(jī)械制圖》教材中涉及大量點(diǎn)、線、面在多個平面投影，二維平面圖形到三維立體圖形的轉(zhuǎn)換等內(nèi)容。借助強(qiáng)大的AR技術(shù)，讀者可以突破空間限制，更直觀地感受圖形的空間變換過程。同時，通過AR技術(shù)還可以清晰地演示將大量的零件組裝成機(jī)器、將龐大的機(jī)器拆卸成零件的過程。AR技術(shù)使教材真正活了起來，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，優(yōu)化學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

除此之外，隨著智能手機(jī)、平板電腦的普及，也可以將視頻、音頻通過二維碼的形式插入紙質(zhì)教材，這樣可以將很多晦澀的理論生動地表達(dá)出來。學(xué)生不僅可以更好地理解課程內(nèi)容，也可以高效利用碎片化時間，提高學(xué)習(xí)效率。將音頻、視頻及其他資源存儲在相關(guān)服務(wù)器上，可以根據(jù)政策改革、科技發(fā)展、教學(xué)需求隨時替換內(nèi)容。尤其是對于《機(jī)械制圖》教材而言，國家標(biāo)準(zhǔn)更新較快，通過這種方式可以保證教材的前沿性、時效性，彌補(bǔ)傳統(tǒng)紙質(zhì)教材印刷后更改困難的不足。

新形態(tài)教材打破了紙質(zhì)教材的局限，增強(qiáng)了教材表現(xiàn)力，強(qiáng)化了教學(xué)功能，有效地解決了傳統(tǒng)教材更新不及時的問題。同時，隨著我國慕課平臺的快速發(fā)展，越來越多的課程以慕課的形式在各大平臺上線，新形態(tài)教材為遠(yuǎn)程教學(xué)、線上授課等提供了強(qiáng)有力的保障，為廣大師生提供了方便。

三、結(jié)語

機(jī)械類專業(yè)課程教材是在多年教學(xué)和研究的基礎(chǔ)上累積形成的成果。雖然隨著時代的發(fā)展，教材的出版不斷暴露出各種問題，但在大批專家學(xué)者、一線教師及廣大讀者的努力探索、不斷打磨中，經(jīng)典理論得到了傳承，教材出版形式和內(nèi)容也在不斷優(yōu)化。教材只有緊扣教學(xué)大綱及人才培養(yǎng)計(jì)劃，融合多個專業(yè)群體，運(yùn)用大數(shù)據(jù)、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)，充分體現(xiàn)科技性、創(chuàng)新性，才能受到師生的歡迎。同時應(yīng)及時更新教材的內(nèi)容，使教材內(nèi)容滿足學(xué)生的認(rèn)知需求，這樣才能更好地解決傳統(tǒng)教材面臨的問題，抓住教材發(fā)展的機(jī)遇，充分發(fā)揮新形態(tài)教材的優(yōu)勢。

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作者簡介：錢鵬（1989—），女，河北唐山人，本科，編輯，研究方向：機(jī)械類教材出版。