工程训练教材数字资源库建设及定制出版研究
赵斌?庄红权?刘杨
【摘 要】 文章通过对工程训练类教材建设情况的调研分析，提出了数字资源库建设及定制出版的初步构想，明确了资源库建设及个性化课程开发的必要性和可行性，探讨了数字资源库与纸质教材相结合的可能模式，并在此基础上分析了工程训练类教材数字资源库建设及定制出版的可行办法。
【关 键 词】教材；工程训练；数字资源库；定制出版
【作者单位】赵斌，清华大学出版社有限公司；庄红权，清华大学出版社有限公司；刘杨，清华大学出版社有限公司。
【中图分类号】G237 【文献标识码】A 【DOI】10.16491/j.cnki.cn45-1216/g2.2018.09.009
一直以来，工程训练以其通识性和综合性等特点在大学教学中发挥着难以取代的作用。作为工科人才培养的重要一课，工程训练在有限的学时内极大地拓展了学生的工程视野，为培养学生的工程素质提供了必要的教育平台。随着时代的发展，工程训练的概念与内涵也在不断地发展和进步，丰富而优质的实践教学资源不断涌入，更多新领域、新形式的教学元素为工程训练课程建设带来了极大的活力。而作为课程建设的重要组成部分，工程训练的教材建设面临前所未有的机遇与挑战。清华大学出版社长期跟踪国内工程训练教学改革，和教育部高等学校机械基础课程教学指导委员会金工课指组、教育部高等学校工程训练教学指导委员会及工程训练国家级示范中心联系组合作出版了多个系列教材，发表过多篇相关文章。近年来，清华大学出版社积极探索教材形式改革，先后两次申报教指委立项项目，调研全国工程训练类教材的建设情况，探索数字教材新模式。工程训练数字资源库建设及定制出版成为清华大学出版社近期相关教材出版的重要方向。
一、工程训练教材概况
1.教材出版现状
2014年6月至8月，笔者所负责的项目组针对高校工训教材建设进行了一次全面、具体的调研。此次调研范围较广，涉及全国100多所高校的工程训练中心及多家出版社。通过数据汇总，我们对工训教材做了分类统计。如按课程分类统计每门课程对应的教材出版情况，按学校层次分类统计教材的高校分布情况，按教材载体分类统计教材出版的形态，按教材大致使用情况了解教材的示范性和推广意义等。在这些分类和分析的基础上，我们将工程训练教材出版情况概括如下。
（1）经典教材难以逾越
截至目前，多数教材并没有凸显自己的创新与编写思路。经典教材的素材内容大范围地被引用和效仿，无论是编写思路、编写质量，还是对教学目的的执行，新近出版的教材都难以与经典教材匹敌。
（2）教材版本繁多
目前，国内工程训练教材版本繁多，内容重复，创新性不强。在同一理论课程或训练课程领域存在诸多内容相似但版本各异的教材，教材差异并未与不同高校的培养目标差异相匹配。盲目地出版大量重复性教材是一种人力和资源的浪费。当然，由于高校教师本身的职业发展需要，教材的编写对于中青年教师而言颇为重要。因此，教材资源库建设、二次组稿及定制出版不失为一种出版途径，不仅能保证教材质量，还能拓展教材的覆盖面积，提高教材的应用率。
（3）教材编写缺乏统一规范
目前，工程训练领域的年轻教师较多，很多老师缺乏实践经验，也缺乏教材编写经验，急需指导和培训。工训教材编写的主要依据是教育部下发的相关文件、已出版的教材及学校的实践内容。但在过去的许多年，始终缺乏对教学及教材编写具有指导意义的规范。
（4）教学内容及形式的转变对教材编写提出了新要求
通过调研，目前的工训教材编写出版需要注意以下几点。第一，少学时的工程类和人文社会学科类的学生，需要比较简明、通俗的通识教育与素质教育教材，此类教材可使学生在短时间的实践过程中完成课程教学基本要求。第二，在创新实践教学方面，不同类型的学校核心内涵差异较大，需要通过内容和风格各异的教材充分展现出来。第三，教材如何将处于发展中的新型先进技术训练全面展现出来，需要高校教师、企业单位及出版社共同探讨解决。第四，以项目为驱动的教学组织方法已经显示出强大的生命力，并逐渐深入工程训练领域，但如何合理有效地组织编写相关教材仍需要教师和编辑进行深入探讨。
（5）教材出版形式面临挑战
面对日新月异的科技发展，工程训练的内涵不断得到扩展和充实，教学内容及形式的转变对教材编写提出了新的要求。同时，随着数字教学资源的崛起，各高校工程训练中心纷纷启动新颖的教学模式，依据各自的技术优势，不同程度地发展了MOOC、VR、AR等数字资源。因此，作为教学的重要元素，教材必须跟上时代的步伐，拓展与之相匹配的出版模式。
2.传统出版形式存在问题
随着教学改革的逐步深化，不同高校的培养方案情况各异，教学侧重点也不尽相同，固定的教材出版形式无法适用于所有教学或学习者。同时，传统纸质教材的内容呈现方式与新时代下信息技术的结合遭遇瓶颈。“新工科”环境下，实践的关键之处应落实在教材和教学方法的“新”，如学科与学科之间的关联性，教学与企业需求和学科前沿的接轨，教材及教学资源的可拓展性、可持续性、可再设计性等。但是，目前大部分课程的建设由于传统教材的内容固定性而有所束缚，课程之间的关联性较弱，教学模式固定，学科的边界固化、可拓展性差等问题突出。
综上所述，当前工训教材出版需解决的问题主要包括教材内容的固定性、教材呈现方式的单一性、出版工作的无效重复性以及不同学科所用教材的弱关联性。
二、数字资源库建设及定制出版
针对工训教材建设出现的一系列问题，结合当前数字出版的发展大潮，笔者与相关团队协作，探索了一条教材建设的新路，即数字资源库建设以及定制出版。这一建设思路的实施需要传统教材出版与数字出版紧密地配合，更需要双方完备的人力及技術基础。
1.教材及作者资源基础
传统教材及作者资源的积累是出版创新的源泉，创新必然要建立在实践的基础上。雄厚的学科出版背景给数字资源建设提供了丰富的素材；同时，年龄层次丰富的作者资源使得出版创新更加可行。以清华大学出版社为例，多年来，我们在密切追踪学科动态的基础上，出版了大量工训教材，建立了丰富的作者资源库。从学校性质及市场需求出发，笔者及团队规划出版了多套工训系列丛书，分别为“清华大学基础工业训练系列教材”“普通高等院校工程训练系列规划教材”“国家级工程训练示范中心‘十二五规划教材”“国家级工程训练示范中心‘十三五规划教材”及“应用型大学工程训练系列教材”，合计近70本，应用院校众多。在众多的作者中，不乏擅长MOOC、VR、AR等数字资源建设的年轻教师，同时又包括教学经验丰富的业界专家。这些教材及作者资源是我们探索新型出版模式的有力支撑。
此外，针对目前工训教材编写缺乏统一规范的现实，笔者于2016年配合教育部高等学校机械基础课程教学指导分委员会出版发行了《工程材料与机械制造基础课程知识体系和能力要求》一书。该书通过知识体系和能力体系的建立，为后续修订课程基本要求、完善教学大纲、制定课程标准、编写教材提供了必要的依据，更使得定制出版有据可依。
特别需要指出的是，该书在传统知识体系和能力要求的基础上，确定了基于MOOC教学的核心知识点及翻转课堂内容要求，为MOOC教学提供了教学依据。翻转课堂秉持以学生为中心的教学理念，关注学生的个性化发展。学生课前进行选择性学习，有效地避免了传统教育中学习内容的强制性及思维过程的依赖性，也对数字资源库的多样性和严谨性提出了较高的要求。
2.数字出版建设基础
随着出版转型的大潮推动，各出版社在数字出版方面的投入不断加大。日趋系统的数字出版模式使得资源库建设及定制出版成为一种可能。各大出版社的数字资源系统已基本可以实现作业测试、师生交流、教学资源、学习支撑、数据分析及教学管理等功能。以清华大学出版社为例，智学苑、智学堂、益阅读等数字资源系统陆续投入使用，机械基础课及工训类教材的数字资源建设均有了初步成果。智学苑（电脑端）与智学堂（移动端）所包含的主要资源为电子教材、课件、习题、课程等，主要功能为作业测试、师生交流、教学资源、学习支撑、数据分析及教学管理。
在数字资源系统，教师可以查看学生的学习情况，轻松实现横向及纵向的成绩比较。课程中的教学计划及论坛同时可协助教师快捷高效地完成日常教学工作。电子教材内置丰富的多媒体资源，包括音视频、图片、动画等，能够实现师生互动。此外，教师还可以在电子教材中添加自己独有的数字资源，且组卷方式灵活，题库来源丰富。
但目前的数字资源也存在诸多问题，如数字资源广度不够，同类教材资源融合性不强，资源多次重复建设等。以上问题需要出版人在课程建设时具有宏观的设计规划，因此“资源库”的概念就显得尤为重要。系统而丰富的资源库可实现资源的充分利用与共享，同时为教材定制出版提供了标准的素材，可有效减少定制出版的工作量及时间。
3.具体实现形式
（1）蓝本教材的策划编写
依据教育部教指委指导性规范，策划编写一套涵盖绝大多数知识点及能力点的普适性教材。该书的出版是数字资源库建设的重要蓝本，其内容的严谨性和完整性要求很高，因此需要编辑多方面邀请及协调相关领域专家、优势学科所在学校及可以提供支持的企业。
（2）数字资源库建设
在蓝本教材的基础上，进行标准化数字资源的建设，即建设完成基于学科标准的系统性知识点标准化数字资源库。具体资源建设形式有课件、视频动画、习题、MOOC、虚拟仿真等。将不同形式的数字资源分别录入对应资源库，同时每种教学资源又必须和知识点绑定，即处于知识领域的层级逻輯中，以便后期用户引用。
（3）定制出版方案
立体化个性教材开发是基于标准化知识点数字资源库的定制化教学服务。结合标准化资源库自由度较高的知识点资源，用户可以根据自身特点和需求来制作立体化个性教材。利用标准化数字资源库，作者及教师可以结合标准教材模板进行二次开发，根据自身需求编辑教材内容以满足自适应教与学，教材的改版升级也将更加重视课程群和知识点之间的关联性。此外，新形式教材将由单一的纸质教材向立体化教材（O2O）转变。通过在书中对应位置加入二维码链接来扩充教材内容，并利用二维码实时更新教材参考资源，真正意义上使教材立体化，使教材变“活”。
（4）与新形式教材协同的个性化课程开发
在标准化知识点教学资源库建设完成的基础上，实现在线平台（智学苑、智学堂）和资源库的对接，方便在这些应用平台上调用及组合教学资源，从而完成从标准化教学资源到个性化课程产品的输出。
在工业迅猛发展，教学改革风起云涌的今天，工程训练的内涵和形式都有了很大程度的变化。同时，网络时代与数字出版的冲击为实训教材的出版提供了更多的选择。为配合工程训练的课程知识体系与教学基本要求，满足各类人才的培养需求，笔者特策划和启动了工程训练数字资源库建设及教材的定制出版。在探索过程中，不可避免地会遇到诸多困难与弯路，但我们相信，困难也是机遇。希望我们的探索和实践能够为将来的工训课程提供更为全面、现代、便捷的教材服务体系。
|参考文献|
[1]赵斌，庄红权，傅水根，龚华蓉. “十二五”期间工程训练类教材建设情况调研[M]//孙康宁，梁延德，罗阳. “工程材料与机械制造基础”与“工程训练”的协同发展——工程材料与机械制造/工程训练教改成果汇编. 北京：清华大学出版社，2010.
[2]孙康宁，林建平. 工程材料与机械制造基础课程知识体系和能力要求[M]. 北京：清华大学出版社，2016.
[3]傅水根. 机械制造工艺基础（第3版）[M]. 北京：清华大学出版社，2010.
[4]傅水根. 以项目驱动的机械创新设计与实践[M]. 北京：清华大学出版社，2013.
【摘 要】 文章通过对工程训练类教材建设情况的调研分析，提出了数字资源库建设及定制出版的初步构想，明确了资源库建设及个性化课程开发的必要性和可行性，探讨了数字资源库与纸质教材相结合的可能模式，并在此基础上分析了工程训练类教材数字资源库建设及定制出版的可行办法。
【关 键 词】教材；工程训练；数字资源库；定制出版
【作者单位】赵斌，清华大学出版社有限公司；庄红权，清华大学出版社有限公司；刘杨，清华大学出版社有限公司。
【中图分类号】G237 【文献标识码】A 【DOI】10.16491/j.cnki.cn45-1216/g2.2018.09.009
一直以来，工程训练以其通识性和综合性等特点在大学教学中发挥着难以取代的作用。作为工科人才培养的重要一课，工程训练在有限的学时内极大地拓展了学生的工程视野，为培养学生的工程素质提供了必要的教育平台。随着时代的发展，工程训练的概念与内涵也在不断地发展和进步，丰富而优质的实践教学资源不断涌入，更多新领域、新形式的教学元素为工程训练课程建设带来了极大的活力。而作为课程建设的重要组成部分，工程训练的教材建设面临前所未有的机遇与挑战。清华大学出版社长期跟踪国内工程训练教学改革，和教育部高等学校机械基础课程教学指导委员会金工课指组、教育部高等学校工程训练教学指导委员会及工程训练国家级示范中心联系组合作出版了多个系列教材，发表过多篇相关文章。近年来，清华大学出版社积极探索教材形式改革，先后两次申报教指委立项项目，调研全国工程训练类教材的建设情况，探索数字教材新模式。工程训练数字资源库建设及定制出版成为清华大学出版社近期相关教材出版的重要方向。
一、工程训练教材概况
1.教材出版现状
2014年6月至8月，笔者所负责的项目组针对高校工训教材建设进行了一次全面、具体的调研。此次调研范围较广，涉及全国100多所高校的工程训练中心及多家出版社。通过数据汇总，我们对工训教材做了分类统计。如按课程分类统计每门课程对应的教材出版情况，按学校层次分类统计教材的高校分布情况，按教材载体分类统计教材出版的形态，按教材大致使用情况了解教材的示范性和推广意义等。在这些分类和分析的基础上，我们将工程训练教材出版情况概括如下。
（1）经典教材难以逾越
截至目前，多数教材并没有凸显自己的创新与编写思路。经典教材的素材内容大范围地被引用和效仿，无论是编写思路、编写质量，还是对教学目的的执行，新近出版的教材都难以与经典教材匹敌。
（2）教材版本繁多
目前，国内工程训练教材版本繁多，内容重复，创新性不强。在同一理论课程或训练课程领域存在诸多内容相似但版本各异的教材，教材差异并未与不同高校的培养目标差异相匹配。盲目地出版大量重复性教材是一种人力和资源的浪费。当然，由于高校教师本身的职业发展需要，教材的编写对于中青年教师而言颇为重要。因此，教材资源库建设、二次组稿及定制出版不失为一种出版途径，不仅能保证教材质量，还能拓展教材的覆盖面积，提高教材的应用率。
（3）教材编写缺乏统一规范
目前，工程训练领域的年轻教师较多，很多老师缺乏实践经验，也缺乏教材编写经验，急需指导和培训。工训教材编写的主要依据是教育部下发的相关文件、已出版的教材及学校的实践内容。但在过去的许多年，始终缺乏对教学及教材编写具有指导意义的规范。
（4）教学内容及形式的转变对教材编写提出了新要求
通过调研，目前的工训教材编写出版需要注意以下几点。第一，少学时的工程类和人文社会学科类的学生，需要比较简明、通俗的通识教育与素质教育教材，此类教材可使学生在短时间的实践过程中完成课程教学基本要求。第二，在创新实践教学方面，不同类型的学校核心内涵差异较大，需要通过内容和风格各异的教材充分展现出来。第三，教材如何将处于发展中的新型先进技术训练全面展现出来，需要高校教师、企业单位及出版社共同探讨解决。第四，以项目为驱动的教学组织方法已经显示出强大的生命力，并逐渐深入工程训练领域，但如何合理有效地组织编写相关教材仍需要教师和编辑进行深入探讨。
（5）教材出版形式面临挑战
面对日新月异的科技发展，工程训练的内涵不断得到扩展和充实，教学内容及形式的转变对教材编写提出了新的要求。同时，随着数字教学资源的崛起，各高校工程训练中心纷纷启动新颖的教学模式，依据各自的技术优势，不同程度地发展了MOOC、VR、AR等数字资源。因此，作为教学的重要元素，教材必须跟上时代的步伐，拓展与之相匹配的出版模式。
2.传统出版形式存在问题
随着教学改革的逐步深化，不同高校的培养方案情况各异，教学侧重点也不尽相同，固定的教材出版形式无法适用于所有教学或学习者。同时，传统纸质教材的内容呈现方式与新时代下信息技术的结合遭遇瓶颈。“新工科”环境下，实践的关键之处应落实在教材和教学方法的“新”，如学科与学科之间的关联性，教学与企业需求和学科前沿的接轨，教材及教学资源的可拓展性、可持续性、可再设计性等。但是，目前大部分课程的建设由于传统教材的内容固定性而有所束缚，课程之间的关联性较弱，教学模式固定，学科的边界固化、可拓展性差等问题突出。
综上所述，当前工训教材出版需解决的问题主要包括教材内容的固定性、教材呈现方式的单一性、出版工作的无效重复性以及不同学科所用教材的弱关联性。
二、数字资源库建设及定制出版
针对工训教材建设出现的一系列问题，结合当前数字出版的发展大潮，笔者与相关团队协作，探索了一条教材建设的新路，即数字资源库建设以及定制出版。这一建设思路的实施需要传统教材出版与数字出版紧密地配合，更需要双方完备的人力及技術基础。
1.教材及作者资源基础
传统教材及作者资源的积累是出版创新的源泉，创新必然要建立在实践的基础上。雄厚的学科出版背景给数字资源建设提供了丰富的素材；同时，年龄层次丰富的作者资源使得出版创新更加可行。以清华大学出版社为例，多年来，我们在密切追踪学科动态的基础上，出版了大量工训教材，建立了丰富的作者资源库。从学校性质及市场需求出发，笔者及团队规划出版了多套工训系列丛书，分别为“清华大学基础工业训练系列教材”“普通高等院校工程训练系列规划教材”“国家级工程训练示范中心‘十二五规划教材”“国家级工程训练示范中心‘十三五规划教材”及“应用型大学工程训练系列教材”，合计近70本，应用院校众多。在众多的作者中，不乏擅长MOOC、VR、AR等数字资源建设的年轻教师，同时又包括教学经验丰富的业界专家。这些教材及作者资源是我们探索新型出版模式的有力支撑。
此外，针对目前工训教材编写缺乏统一规范的现实，笔者于2016年配合教育部高等学校机械基础课程教学指导分委员会出版发行了《工程材料与机械制造基础课程知识体系和能力要求》一书。该书通过知识体系和能力体系的建立，为后续修订课程基本要求、完善教学大纲、制定课程标准、编写教材提供了必要的依据，更使得定制出版有据可依。
特别需要指出的是，该书在传统知识体系和能力要求的基础上，确定了基于MOOC教学的核心知识点及翻转课堂内容要求，为MOOC教学提供了教学依据。翻转课堂秉持以学生为中心的教学理念，关注学生的个性化发展。学生课前进行选择性学习，有效地避免了传统教育中学习内容的强制性及思维过程的依赖性，也对数字资源库的多样性和严谨性提出了较高的要求。
2.数字出版建设基础
随着出版转型的大潮推动，各出版社在数字出版方面的投入不断加大。日趋系统的数字出版模式使得资源库建设及定制出版成为一种可能。各大出版社的数字资源系统已基本可以实现作业测试、师生交流、教学资源、学习支撑、数据分析及教学管理等功能。以清华大学出版社为例，智学苑、智学堂、益阅读等数字资源系统陆续投入使用，机械基础课及工训类教材的数字资源建设均有了初步成果。智学苑（电脑端）与智学堂（移动端）所包含的主要资源为电子教材、课件、习题、课程等，主要功能为作业测试、师生交流、教学资源、学习支撑、数据分析及教学管理。
在数字资源系统，教师可以查看学生的学习情况，轻松实现横向及纵向的成绩比较。课程中的教学计划及论坛同时可协助教师快捷高效地完成日常教学工作。电子教材内置丰富的多媒体资源，包括音视频、图片、动画等，能够实现师生互动。此外，教师还可以在电子教材中添加自己独有的数字资源，且组卷方式灵活，题库来源丰富。
但目前的数字资源也存在诸多问题，如数字资源广度不够，同类教材资源融合性不强，资源多次重复建设等。以上问题需要出版人在课程建设时具有宏观的设计规划，因此“资源库”的概念就显得尤为重要。系统而丰富的资源库可实现资源的充分利用与共享，同时为教材定制出版提供了标准的素材，可有效减少定制出版的工作量及时间。
3.具体实现形式
（1）蓝本教材的策划编写
依据教育部教指委指导性规范，策划编写一套涵盖绝大多数知识点及能力点的普适性教材。该书的出版是数字资源库建设的重要蓝本，其内容的严谨性和完整性要求很高，因此需要编辑多方面邀请及协调相关领域专家、优势学科所在学校及可以提供支持的企业。
（2）数字资源库建设
在蓝本教材的基础上，进行标准化数字资源的建设，即建设完成基于学科标准的系统性知识点标准化数字资源库。具体资源建设形式有课件、视频动画、习题、MOOC、虚拟仿真等。将不同形式的数字资源分别录入对应资源库，同时每种教学资源又必须和知识点绑定，即处于知识领域的层级逻輯中，以便后期用户引用。
（3）定制出版方案
立体化个性教材开发是基于标准化知识点数字资源库的定制化教学服务。结合标准化资源库自由度较高的知识点资源，用户可以根据自身特点和需求来制作立体化个性教材。利用标准化数字资源库，作者及教师可以结合标准教材模板进行二次开发，根据自身需求编辑教材内容以满足自适应教与学，教材的改版升级也将更加重视课程群和知识点之间的关联性。此外，新形式教材将由单一的纸质教材向立体化教材（O2O）转变。通过在书中对应位置加入二维码链接来扩充教材内容，并利用二维码实时更新教材参考资源，真正意义上使教材立体化，使教材变“活”。
（4）与新形式教材协同的个性化课程开发
在标准化知识点教学资源库建设完成的基础上，实现在线平台（智学苑、智学堂）和资源库的对接，方便在这些应用平台上调用及组合教学资源，从而完成从标准化教学资源到个性化课程产品的输出。
在工业迅猛发展，教学改革风起云涌的今天，工程训练的内涵和形式都有了很大程度的变化。同时，网络时代与数字出版的冲击为实训教材的出版提供了更多的选择。为配合工程训练的课程知识体系与教学基本要求，满足各类人才的培养需求，笔者特策划和启动了工程训练数字资源库建设及教材的定制出版。在探索过程中，不可避免地会遇到诸多困难与弯路，但我们相信，困难也是机遇。希望我们的探索和实践能够为将来的工训课程提供更为全面、现代、便捷的教材服务体系。
|参考文献|
[1]赵斌，庄红权，傅水根，龚华蓉. “十二五”期间工程训练类教材建设情况调研[M]//孙康宁，梁延德，罗阳. “工程材料与机械制造基础”与“工程训练”的协同发展——工程材料与机械制造/工程训练教改成果汇编. 北京：清华大学出版社，2010.
[2]孙康宁，林建平. 工程材料与机械制造基础课程知识体系和能力要求[M]. 北京：清华大学出版社，2016.
[3]傅水根. 机械制造工艺基础（第3版）[M]. 北京：清华大学出版社，2010.
[4]傅水根. 以项目驱动的机械创新设计与实践[M]. 北京：清华大学出版社，2013.
