淺談理工科大學教材改革的方向

周勇

摘 要：為培養大學生開放的思維方式和創造力，同時使教材更具吸引力和更有教育意義，理工科研究型大學的教材改革的方向應該是增加適量篇幅從邏輯上簡單還原知識產生的過程，包括知識要解決什么樣的問題，新概念是如何產生的，以及為什么要采取這樣的解決思路等，并穿插一些簡短的有教育意義的學科人物的生平事跡，同時語言風格應該變得活潑，增加一些口語化的語言和形象生動的例子來闡述問題，而利用現代網絡信息技術糅合了動畫、微課視頻和演示實驗視頻的立體化教材和完全脫離紙質媒質的電子教材也應該推廣。

關鍵詞：教材改革 創造力 人格教育 活潑生動 立體化教材

中圖分類號G64 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）06（b）-0172-04

Abstract： In order to cultivate college students' open mode of thinking and creativity， at the same time making the textbooks more attractive and more educational significance， the direction of textbooks reform in science and engineering research universities should be to increase appropriate content to introduce the process of knowledge generation， including what problems should be solved， and how the new concept came into being， and why to take such a solution， and so on； and can intersperse with a few short educational life stories of the subject figures； at the same time， language style should become more lively， to add colloquial language and vivid examples to illustrate the problem； and the three-dimensional textbooks which use modern web information technology to combine animation， micro-class videos and demonstrating experimental video in the paper textbooks and the electronic textbooks which are completely divorced from the paper media should also be popularized.

Key Words： Textbook reform； Creativity； Personality education； Lively and vivid； Three-dimensional textbooks

理工科研究型大學的一個重要目標是培養學生的創造力。當今社會， 國家對創新空前重視，培養學生的創新能力已經成為大學教育的共識[1]。這一點在過去的大學教學中沒有受到重視，所以編寫大學教材時也沒有顧及這一點?，F在，為適應新的教學目的，應該開啟一輪大學教材改革的行動[2]。

現有大學教材的普遍特點是簡潔、嚴謹、用詞準確，多用書面語，沒有口語，偏重知識內容的介紹，很少提及知識產生的過程和各個知識之間的內在聯系。這種編寫風格使得教材成為很好的知識查閱工具，但不利于培養學生自主思考的能力和創新能力。本輪教材改革的目標就是要改變這種編寫風格。同時，為使教材的內容更豐富、更吸引學生，以紙質教材為基礎、糅合了動畫、微課視頻和演示實驗視頻的“立體化”教材和以電子產品為閱讀終端、完全脫離紙質媒質的電子教材也應該推廣。

1 教材內容的變化

有文獻對江蘇地區426 名大學生的統計分析表明：中國大學生的智力水平達到極優秀，但是在創造力傾向上則屬于中等偏上水平，距離優秀還有很大的差距[3]。這在某種程度上阻礙了我國科技創新能力和高科技的發展。

一般認為， 人的創新能力與三方面因素直接相關：一是知識因素， 即某一領域的專門知識和相關經驗；二是智力因素，三是非智力因素。非智力因素，或稱創造力傾向， 指的是影響人創造力的性格特征。心理學家威廉斯研究發現， 高創新能力者具有4種主要特質， 即豐富的想象力、充分的好奇心、強烈的挑戰性和高度的冒險性[4]。高等教育要在這三個方面提高大學生的創新能力。之前的教材都是以傳授知識、解題為主，忽略了以創新能力為目的的智力和非智力因素的培養。我們可以通過在教材中還原知識的“歷史研究過程”來讓大學生熟悉創造性思維的風格和模式，提高大學生的創新能力。

一個新知識是用來解決生產和生活中遇到的實際問題的，所以從解決實際問題出發去思考，這就是創造力的思維模式。這樣的思維方式可以概括為“建立模型”。為解決實際問題，人們首先要了解哪些因素是影響該問題的關鍵因素，并在此基礎上對問題進行簡化，保留那些關鍵因素，忽略其它的次要因素，建立一個簡化的模型，然后分析各個因素對問題影響的權重以及各個因素之間的定量關系，建立一個和模型相應的數學公式，最后進行具體的定量分析。

教材在介紹新知識時，如果從解決問題的角度切入，仔細還原新知識產生和發展的過程，這就從根本上讓學生們了解了創造、發展一個新知識的思維模式，這就是培養創造力的關鍵所在。為此，大學教材應該加入適量篇幅簡要還原新知識的歷史發展過程，其中特別應該關注新知識產生過程中的思維模式，和那些當時的創作者們為解決那些問題所迸發出來的思想的火花[5]。

但是一個知識產生的過程往往是極其漫長的，其發展往往是斷斷續續、支離破碎的，甚至走過很多彎路，而它和其它知識之間的內在聯系往往經過若干年后才會清晰起來。不過我們并不需要還原歷史，我們可以去掉真實歷史過程中的拖沓和停頓，還原一個邏輯意義上明確的知識產生過程，即一個保留重要邏輯思路的簡化的歷史研究過程[6]。也許有人擔心這些內容會占用大量的篇幅。其實這種敘述并不需要長篇大論，只要編者真正掌握了知識的精髓，了解知識解決的是什么問題以及解決該問題的關鍵要素，就可以用非常簡潔精煉的語言敘述出來。這要求教材的編者有較高的學術素養，要達到對這一知識領域本質上的理解。

教材在“還原歷史”的過程中讓學生積極、深入地參與到問題的思考中，假想以科學家的身份設身處地地面對當時的問題，可以大大地培養學生的抽象思維能力（如判斷能力、理解力、推理力），和面對困難以充滿想象力的精神解決問題的能力（包括觀察力、善于提出問題、敢于冒險、富于挑戰性等高創造力的人具有的能力）。

在論述知識如何產生的過程中可能會涉及一些現在仍然沒有定論的東西，尤其是在論述一些和當代科技有關的知識時會經常遇到。這時教材的編者應該秉持不回避問題的態度，將問題和自己的觀點毫無保留地呈現給學生，讓學生自己去做出分析和判斷。這應該是最好的培養學生創造力的機會。

2 教材語言風格和教材承載媒質的變化

在加入這些內容后，教材的語言風格應該有所變化。從前我們的教材結構嚴謹，語言相應地多用書面語言，普遍的死板和程式化?，F在教材討論的內容多了，結構不需要非常嚴謹，所用的語言也應該活潑生動一些，可以用一些口語和一些形象化的語言。這可以讓教材更容易表達它所要敘述的內容，并且更容易被學生所理解，更吸引學生的注意力。譬如在介紹新概念時可以用一些形象的比喻，介紹新知識時可以多提出些為什么：為什么要引入這個概念？為什么要建立這樣的簡化模型？其它的簡化方式行不行？在此過程中教材的編者應該向學生傳遞這樣一個信息：知識本身不是一成不變的，它是隨著問題和條件的變化而不斷發展變化的，我們可以質疑當前所學到的知識，并在質疑中理解知識的本質所在，開啟創新的視野[7]。

確實，任何知識本身都不是絕對嚴謹和一成不變的，在它產生的過程中人們把很多實踐的信息和對問題的思考的碎片累積起來，才形成了現在的完整嚴謹的形式。隨著實踐的發展，人們會遇到不同的條件和不同的問題，知識也要做相應的發展和改變。所以，傳授知識的教材也不需要做到絕對嚴謹，而且教材的編寫并不是以構建一個嚴密的知識體系為最終目的，而是應該以啟發學生的創造力為最終目的[8]。在保證教材內容準確的前提下，教材編寫的風格應該是生動活潑的，有設問、有回答，沿著知識發展的邏輯脈絡，一步步地引導學生走向最終的結論。

隨著電子技術的發展，人們獲取知識的途徑不再是單一的書本，而是可以通過網絡隨時獲取。數字化閱讀是未來發展的趨勢，以電子產品為媒質的電子教材在保留了紙質教材的優點的同時，豐富了教材的內容和形式，增加了視頻、動畫、三維模型、鏈接、網絡搜索、筆記、錄音、測試、作業管理等功能，實現了交互性、關聯性、富媒體性和開放性，增加教材的趣味性、便利性和對學生的吸引力，所以電子教材將是未來教材發展的大趨勢，應該大力推廣[9]。但是由于人們長久以來養成的紙質書籍的閱讀習慣、以及目前電子閱讀產品的軟、硬件發展不完善，紙質教材對使用者的感受和體驗仍有優勢，紙質教材還會在較長一段時間內占據大學教材的主體。所以，在紙質教材基礎上開發糅合了現代網絡信息技術的“立體化”教材是未來一段時間內教材改革的重點。所謂“立體化教材”是指：在紙質教材的基礎上，以手機等電子設備為輔助閱讀終端，利用現代網絡信息技術，掃描書中的二維碼，以獲得相關知識點的聲音、圖像、動畫、微課視頻和演示實驗視頻等多媒體資源的教材。立體化教材保留了紙質教材的優點，同時大大拓展了紙質教材的內容，增強了使用者的閱讀體驗和對教材的興趣和粘合力。現在已經有立體化教材在高校中嘗試使用了[10]。

3 增加教材中的人格教育因素

大學教育的另一個本質在于人格教育。在如今社會轉型期，各級教育都不同程度地出現了功利化、實用化的傾向，人性教育缺失，導致當代大學生有不同程度的人格缺陷。當代大學生的人格缺陷主要表現在理想、信念缺失，主體價值觀錯位，心態不平衡，意志薄弱，抗挫折能力差，誠信缺失等[11]。對大學生的調查表明，20%～30%的大學生存在不同程度、不同類型的人格障礙，主要表現為過度依賴、過度焦慮、無性情、人際交往困難、情感無助等方面[12]。要改變這種現狀，大學教育理念要從強調專業知識與專業技能的培育，到學生綜合素質的培養的轉變。

這就是教材改革的另一個方向，即在教材中引入一些有教育意義的本學科人物的生平事跡，達到不僅傳授知識和能力，還要培養人格和美德。這種人格和美德的培養靠專門拿出一門課程來完成意義不大，因為德行的培養主要是在潛移默化中完成的。任何一門學科都有很多關于它的杰出人物的美德故事，把它們拿出來和學生們分享是非常適宜的。一個簡短的小故事可以讓學生們體會到先哲們在奮斗過程中的勇敢和堅韌，體會到他們高尚的品格和人生操守，以及成敗得失的人生哲理，為學生們樹立起品德和行為上的楷模，引導學生們完善自己的人格，增強抗壓能力，學會在困境中自我調整、擁有堅持理想的勇氣和毅力。這不僅有意義，而且還增加了教材的趣味性，能夠夠吸引學生們靜下心來閱讀。這里編者要注意的是，介紹歷史人物的生平事跡不是重點，重點是他們人生軌跡中那些閃耀著人性光輝的時刻。我們的教材應該宣揚人性中至善至美的東西，和那些彌足珍貴的人生經驗，要培養大學生濃郁的人文精神和高尚的人格[13]。

4 結語

總而言之，理工科研究型大學教材的改革應該從以下三方面作為突破口。（1）教材應該以培養學生的創造力為最終目的，編者應該在深刻把握學科精髓的基礎上，從邏輯上簡要地還原知識的產生過程（包括知識要解決什么問題，新概念如何產生以及為什么要采取這樣的思路等），使教材可以引導學生一步一步的主動思考獲得所學知識。（2）教材應該以德行和人格培養為重要目的，編者應該從本學科代表人物的生平事跡中挖掘出有教育意義的故事和人生經驗和學生們分享，增加教材的教育意義，糾正大學生中普遍存在的人格缺陷。（3）教材應該以容易理解和有趣味性為基本要求。教材的語言應該在嚴謹的基礎上增加活潑性，多用一些口語和形象化的語言闡述難于理解的問題。教材的承載媒體應該從紙質教材向電子教材過渡，國家和各級大學教育機構應該大力發展電子教材，輔之以紙質教材為主、掃描二維碼的手機閱讀模式為輔的立體化教材。如果大學教材改革能夠做到以上幾點，那么對我國研究型理工科大學的教育水平的提高應該會有很大的幫助。

參考文獻

[1] 楊井峰.大學生創造力培養課程設置研究[D].暨南大學，2009.

[2] 劉寶存.美國大學的創新人才培養與本科生科研[J].外國教育研究，2005，32（12）：39-43.

[3] 陳利娜，權方英.大學生創造力培養及教育模式的轉變[J].教育觀察，2014，3（13）：4-6.

[4] 張先梅.當代大學生創造力培養的探索與思考[J].新課程研究（中旬刊），2012（7）：175-177.

[5] 張勇.論科技創造及大學生科技創造力的培養[D].合肥工業大學，2008.

[6] 陳月茹.教科書內容屬性改革研究[D].華東師范大學，2005.

[7] 付喜，高海峽，張艷靜，等.地方普通高校大學物理教材改革趨勢研究[J].教育現代化，2017，4（48）：30-31，34.

[8] 吳百詩.漫談工科大學物理教材建設[J].物理與工程， 2010，20（1）：11-12.

[9] 趙龍.對大學物理教材建設的思考[J].中國西部科技， 2010，9（15）：72-73，88.

[10]巨小維，顧貞，楊磊.應用型本科院校高等數學教材改革研究[J].高師理科學刊，2015，35（11）：75-77.

[11]王漢清，況志華，王慶生，等.大學生創新能力總體狀況調查分析[J].高等教育研究，2005（9）：88-93.

[12]謝小慶.心理測量學[M].濟南：山東教育出版社，1992.

[13]李堯，趙天嬋，吳福民，等.應用型本科大學生思維創造力培養的實踐探索[J].教育與職業，2005（32）：30-32.

[14]單晶.大學物理課堂研究性教學的探索[J].沈陽師范大學學報：自然科學版，2013，31（1）：65-68.

[15]張酣.遠看物理之美——北京大學非物理學科物理教學體會[J].物理，2011，40（9）：610-613.

[16]周序.大學知識的確定性與教學改革的方向[J].現代大學教育，2017（5）：9-17，112.

[17]郭華.帶領學生進入歷史：“兩次倒轉”教學機制的理論意義[J].北京大學教育評論，2016，14（2）：8-26，187-188.

[18]周艷.從確定到不確定——傳統知識教學的現代轉向[J].高等教育研究，2007（9）：66-70.

[20]寧連華.參與者知識觀：探究學習的立論基點[J].現代教育科學，2004（7）：35-37.

[21]吳國林.論知識的不確定性[J].學習與探索，2002（1）：14-18.

[22]周守軍，鄭忠梅.現代大學教學改革：面向不確定性知識[J].中國高教研究，2010（1）：81-83.

[23]潘洪建，蔣建全.面對知識的不確定性：教學何為[J].當代教育科學，2003（23）：20-21，37.

[24]宋雪雪.電子教材在高校中的推廣研究[D].河南大學， 2013.

[25]趙志明. 重新定義教科書[D].湖南師范大學，2014.

[26]吳天剛，左娜，張睿，等.基于大學物理教學的互動式電子書教材的設計[J].物理與工程，2017，27（2）：26-31.

[27]畢君.《C語言程序設計》電子教材開發與功能評估[D].東北師范大學，2008.

[28]張立紅，劉冰.大學物理學[M].北京：高等教育出版社， 2017.

[29]陳國和.當代大學生人格缺陷及其成因分析[J].寧波大學學報，2003，25（3）：69-72.

[30]童正容.社會轉型期大學人格教育的缺失與重塑——復旦研究生投毒案引發的思考[J].內江師范學院學報，2013，28（9）：114-116.

[31]鐘章，易海波，黃京增，等.大學生人格障礙及完美人格的形成[J].內江師范學院學報，2006（1）.

[32]肖永春，劉明波，高山川.大學生心理健康素質現狀分析[J].復旦教育論壇，2005（2）：50-55.

[33]高娜，王春艷.教育過程中的人文精神培養不可忽視[J].通化師范學院學報，2005（6）：133-134.

[34]梁旌.失落的人文精神，缺略的人文教育[J].內蒙古師范大學學報：教育科學版，2003（5）：25-28.

[35]環敏.在物理學科教學中進行德育滲透[J].大理學院學報，2004（2）：106-108.

[36]徐志君.物理學科教學與素質教育[J].高教與經濟，2001（1）：15-19.