顺应科技发展与人才培养需要主编高质量特色创新教材
傅水根*
（注：作者单位：清华大学。）
摘要：本文介绍了作者从参加教材编写到主编各种高质量教材的主要思路和过程，总结了高质量特色创新教材编写的经验，提出了建设教材编写梯队的重要性。
关键词：实习教材 讲课教材 内容改革 体系改革 特色创新 人才培养
随着我国改革开放的深入进展，科学技术的飞速发展，以及我国高等教育培养高素质、强能力、富于创造性人才的需要，与我国高等学校各学科系列课程建设相适应的教材建设，很快被提上了重要的议事日程。教育部自1996年起，便提出与实施了面向21世纪的教材建设规划、国家级“十五”教材建设规划、国家级“十一五”教材建设规划，以及国家级“十二五”精品教材评选等为核心内容的教材建设。在这个教材编写的大潮中，作为我国高等教育的一名教师，我主动、积极、创造性地投身到各种教材的编写工作中。
一、从参加编写教材开始
清华大学的金工教研室一直重视教材建设，并形成了优良传统。已退休多年的张万昌、李家枢、金问楷和石伯平等教授出于对我国教育事业的高度责任感，非常重视身体力行，并通过传、帮、带的方式，指导了我们这批当时是青年、现在已经步入老年的教师成长。
在教研室恢复之前的1974年，面对培养工农兵学员实习教材奇缺的问题，由老教师石伯平主持，编写出《机械加工参考资料》讲义。那时我刚毕业没几年，但由于指导过工农兵学员的“学工劳动”课程，有幸作为教材编写组的一员，参加了该教材编写的全过程，从中初步领悟到教材编写的重要性、难度和组织方法。
1978年，清华大学在全国率先恢复了金工教研室，急需一批指导金工实习的教材。此时由李家枢和石伯平为主编，于1979—1980两年间编写出后来在全国金工领域影响巨大的《金属工艺学实习教材》讲义。由于我教过机械制图课程，能比较熟练地绘制书中的插图包括立体图，加上有操作车床、铣床和刨床和指导学生金工实习的经验，我再次参加了该讲义的编写。在两年教学实践的基础上，该讲义经过进一步修改，于1982年由人民教育出版社出版，并于1988年获得国家教委优秀教材二等奖。
配合金工实习教材的建设，1985年由曹聿副教授主编完成《金属工艺学（热加工部分）》讲课讲义。后来，该教材由张万昌教授任主编，在经过修订后，更名为《热加工工艺基础》（第1版）。该教材于1991年5月由高等教育出版社出版，于1995年获得国家教委优秀教材一等奖。
1988年由金问楷教授带领黄德胜和张学政两位青年教师，主编完成《金属工艺学（冷加工部分）》讲课讲义。1990年，金问楷教授将《金属工艺学（冷加工部分）》经过修改，主编完成《机械加工工艺基础》教材，由清华大学出版社出版，并获得清华大学优秀教材一等奖。
这样，经过近20年的艰苦努力，金工教研室在实习教材的建设方面和讲课教材方面都基本准备就绪。
二、主编《机械制造工艺基础》教材第1、2、3版
在参加两轮实习教材编写的基础上，我开始琢磨《金属工艺学（冷加工部分）》讲课教材深化改革的途径。在1994—1995年期间，我主持完成教育部教材建设委员会的重点教材改革项目“机械加工工艺教材改革研究”，在结项时获得“优秀”。在项目进行中，我发现现有的《金属工艺学》讲课教材的局限性，在机械加工工艺领域，该教材只有刀具和磨具的机械切削部分内容，而很少涉及制造业比较广泛应用的特种加工工艺内容。明确了这点，结合自己十多年的讲课实践和科研实践，我于1998年主编出版了改革力度很大的《机械制造工艺基础》讲课教材第1版。这本教材，首次在我国高校，将机械制造工艺确定为两个工艺基础：一个是采用刀具切削、磨具磨削的机械加工工艺基础，另一个是采用电加工、激光加工、超声波加工等新的加工原理的特种加工工艺基础。与此同时，增加了数控加工的内容。这样，不仅赋予该教材更为合理的实质性内涵，而且从根本上更新了原有教材的体系。另外，我还将自己科研工作中成熟的科研成果转化为教材内容。1999年，张学政主编完成与该教材配套的《机械制造工艺基础习题集》。这两本教材与《机械制造工艺基础录像光盘》一起构成的立体教材，于2001年获得北京市教学成果二等奖。《机械制造工艺基础》（第2版）于2003年列入北京市“十五”重点精品教材建设规划。
在该教材的第2版中，除了对教材内容进一步精选外，还增添了微细加工与集成电路制造工艺方面的内容。该教材于2008年获评北京市精品教材，于2011年获得清华大学优秀教材一等奖。
该教材的第3版被列入国家级“十一五”教材建设规划。教材的内容删除了与《热加工工艺基础》的重复部分，增加了现代制造领域所需要的“装配自动化”一章。该教材于2013年获得中国大学出版社协会第二届优秀教材一等奖。
从1994年到2011年，该教材经过近20年的打磨，不仅具有先进而丰富的内涵，而且形成了自己独特的体系，曾经被华北地区金工研究会推荐为“跨世纪创新教材”。
三、主编“特种加工——电、声、光部分”等电教片
随着高校教育教学改革的逐渐深入，课堂教学方法和教育技术的改革也逐渐提到议事日程上。老师讲课开始由粉笔加黑板，以及适当使用模型教具，逐渐过渡到与幻灯片和电教片相结合的多媒体教学时代。课堂教学正逐渐由传统的教学方式向现代教育技术方向发展。
由于我主持完成的科研项目较多，所涉及的技术领域也比较广。不仅涉及传统机械，还更多地涉及数控旋转电加工、激光加工和超声波加工等机电一体化产品。1991年，我根据自己的科研成果以及在英国留学期间所获取的先进刀具材料包括人造聚晶金刚石、立方氮化硼和陶瓷，紧密结合国内外科研和生产中的应用现状，主编了《超硬刀具及其应用》电教片。直到现在，该电教片所涉及的先进刀具及其在工业中应用的内容，不仅在机械制造的人才培养方面，而且在机械制造领域的生产中仍然发挥着作用。
接着，在清华大学音像出版社陈海林等老师的支持下，我主编和导演了《特种加工——电、声、光部分》电教片。该片的内容非常新颖，将制造领域中另一方面的崭新内容用视频方式精彩地展现出来。该片重点介绍了特种加工中应用最广泛的电加工、激光加工和超声波加工。这类先进的制造方法，在作品出来的那个年代，在我国还刚刚兴起，高等学校的实践教学基地普遍还没有引进。
由于该片创作的思路清晰、内容新颖、制作精细，被很多高校采用，于1994年获得北京市电教学会首奖“金烛奖”；1995年获得国家科协和新闻出版署“科蕾奖”二等奖；1996年获得全国首届教育音像出版物一等奖。
随着教育技术的不断向前发展，该片的主要内容也逐渐转变为教学光盘和教学素材库中的重要资源，继续为培养学生发挥作用。
四、主编《现代工程技术训练》教材
主编国家级“十五”规划教材《现代工程技术训练》，要从策划《现代工程技术训练》系列教材谈起。
1998年，教育部与世界银行签署*款贷**协议，在我国11所重点高校金工实习的基础上建立工程训练中心，这就为现代工程实践教学基地的建设提供了良好的契机。现代工程训练有别于原有的金工实习，它综合常规制造技术和现代高新技术，集机械、电子、信息、管理甚至环境保护等内容为一体，符合现阶段和今后一个时期内人才培养的需要和经费投入的不断增加。1998年，我作为世界银行*款贷**“工程训练中心立项”专家组成员和“工程训练中心建设设备配置方案”专家组组长，深入了解到工程训练中心即将快速发展的情况。
1999年，我向高教社提出了建议：为了适应我国工程训练领域基地建设的快速发展，以及配合师资队伍建设的需要，希望高教社在我国高校组织一支精干的师资队伍，编写《现代工程技术训练》系列教材，来引领我国工程训练中心基地建设和以此为基础的实践教学的发展。
我的建议很快得到高教出版社的认可。于是从清华大学、华中科技大学、哈尔滨工业大学、上海交通大学、西安交通大学、东南大学、天津大学、北京航空航天大学和西北工业大学9所大学中汇集了一批专家教授，在3年多的时间内，主编出版了《特种加工技术》《数控加工技术》《快速原型制造技术》《先进制造系统和管理系统》《质量检测与控制》《材料的先进成形技术》。这套教材共有6个分册，每个分册15万字左右。这套教材的编写思路，即便从当今的眼光看，也是很先进的。
在该系列教材的使用中发现，虽然其编写思路和内容都很先进，但在实践教学过程中，最好有这么一本教材，能够将其中最重要的教学信息比较集中地反映出来。于是，我提出了《现代工程技术训练》的编写大纲，并被列入国家级“十五”教材建设规划，于2006年由高教社出版。
五、主编《机械制造实习》和《机械制造实习与实验报告》
2004年，清华大学基础工业训练中心的机械制造实习课程获得北京市和国家级精品课程称号，成为我国工程实践教学领域的首门国家级精品课程。此时工程训练中心在组织学生实习的教学过程中，采用《金属工艺学实习教材》《机械制造实习系列实验》《金属工艺学实习试题库》和《金属工艺学实习报告》4本教材。认真分析一下，学生在1~4周的实习时间内，要使用4本与之配套的教材，显然多了些，我希望采用2本教材解决问题。另外，其中的主教材《金属工艺学实习教材》在教材名称上与国家级精品课程名称不一致。更为重要的是，该教材虽然几经修订，其内容发生了不少变化，但仍然没有很好地体现出十多年来，清华大学工程训练中心在工程综合训练、创新实践训练和综合素质训练方面的最新发展。
我于2007年开始构思和制定编写大纲，并很快组织队伍，实施编写规划。在承继原教材优点的基础上，希望能更好地体现教育部课指委制定的“学习工艺知识，增强工程实践能力，提高综合素质，培养创新精神和创新能力”的新型课程教学目标。经过细致分析，将该教材的内容条理化为三篇：第1篇，机械制造基础知识；第2篇，常规制造技术实习；第3篇，先进制造技术实习。在教材编写中，我将近十年实践教学改革的主要成果，工程综合训练、创新实践训练和综合素质训练作为教材不可或缺的内容重点写入。《机械制造实习》于2009年由清华大学出版社出版，于2011年被评为北京市精品教材，2013年获得清华大学优秀教材一等奖，2013年被评为国家级“十二五”规划教材。
紧接着，我开始准备实习教材的配套改革，希望编写一本内容精简而实用的习题集。其主要改革方向是通过精心选择内容，将工程训练中的实习习题和实验报告两部分内容合为一体，取名为《机械制造实习与实验报告》。经过一年多的努力，这本综合有实习和实验的习题集于2013年3月由清华大学出版社出版。这样，国家级精品课程《机械制造实习》就有了一套量身定制的实习教材和配套的习题集，学生在实习中采用的教材也由原来的4本转变为2本。就这样，教材改革反过来推动了课程教学改革的进程。
六、主编《以项目驱动的机械创新设计与实践》教材
随着训练中心基地建设经费的逐年到位，先进的数控车床、数控铣床、快速原型制造机床（或3D打印设备），甚至加工中心逐渐引入，各种高级软件如ProE，UG，Mastercam，以及美国AUTODESK公司的INVENTOR软件也开始引入到训练中心。
由于硬件条件的具备，以软件学习为主要内容，以项目驱动为主要方式，将设计与制造紧密结合起来的实践教学模式正在全国范围内进行着积极探索。我发现，市面上已经出版了一些以项目驱动为名称的教材。然而，当仔细研究这类出版物就会发现，书中的所谓项目，要么是虚拟的，要么虽然是真实的，但所占篇幅甚少，只是在某一章或某一节简单提一下，没有形成以项目驱动的系统。于是，一种结合全国大学生综合工程能力赛事中的命题——无碳小车的设计和制作的崭新教材编写思路逐渐形成。
2011年，我们遇到了一个很好的机遇，这就是美国AUTODESK公司赠送一批INVENTOR高级软件给高校的工程训练中心。
为适应开展全国性的师资培训，在两次开展INVENTOR软件培训的过程中，我组织有经验的教师，主编了《AUTODESK：助推卓越工程师培养的INVENTOR》讲义第1版和第2版。在此基础上，经过进一步修改，主编了思路崭新的教材《以项目驱动的机械创新设计与实践》。该教材于2013年8月由清华大学出版社出版。利用该教材和配套光盘，作为副主编的王坦副教授组织参与教材编写的全体教师，在清华开出了选修课程“机械创意设计与制作”。该选修课程紧密结合全国大学生综合工程能力赛事，以无动力驱动的无碳小车为项目，以INVENTOR软件的学习与训练为主要内容，在软件训练中紧密结合无碳小车的设计，在课程进展中紧密结合无碳小车的制造。另外，在授课过程中，将设计者工程素质的培养，以及工业工程的相关内容贯彻其中，使学生在选修课中，不仅掌握了INVENTOR这一重要的软件工具，而且培养了工程素质，跨学科的思路，以及综合的创新思维和创新能力。该课程一推出，就受到学生的高度评价。从这里也可以看出，教材建设、课程建设与队伍成长是互为因果，互相促进的。
七、关注高中基础教育和国外同类教材
我不只是带领队伍，主编高等学校使用的教材，而且长期关注基础教育的深化改革。在几十年的实践教学中，我经常与大一的学生打交道。大一学生在金工实习或工程训练中的实际表现，可以真实地反映出我国基础教育的情况。我一直认为，基础教育培养的学生，几乎是高等教育生源的唯一来源。只有基础教育好了，大学的人才培养质量才能更好。因此，大学的领导和大学的老师，应该分出一部分精力来关注基础教育的改革。
2004—2007年，我主持了教育部基础教育司《高中通用技术》系列教材编写项目。在河南科学技术出版社的支持下，组织清华大学、河南科技大学、北京航空航天大学、北京服装学院和北京礼仪学院的教师，总主编出版了《高中通用技术》系列教材（14本）。该系列教材不仅突出了创新教育，突出了学生实践能力的培养，而且突出了学生人文素养和价值观的培养。在教材编写中，针对参加教材编写的老师全部来自高校，对高中基础教育不够熟悉的现状，提出了“向高中课程求学，向高中教师求教，向高中学生求用”的指导思想，让大家在教材编写中紧密联系实际，不能闭门造车。目前，《高中通用技术》教材正在全国范围内被广泛选用，我也被邀请到杭州、长沙、沈阳、长春、新乡和乌鲁木齐等地做有关教材编写的理念和应用的学术报告，为我国高中基础教育的深化改革贡献了一份力量。
我不仅将注意力集中在国内教材的编写方面，而且注重将国外先进的教材引入我国。为了帮助读者了解国外同类教材的动态，掌握制造业中设计、材料、工艺、管理与环境之间的关系，我主持翻译了两本美国的著作，一本为《机械钣金计算手册》，另一本为《制造基础与提高》，均由机械工业出版社出版。通过这两本翻译教材，使国内读者了解到国外同类教材的主要内容，以及外国作者在教材编写中的主要思路，从而为国内同行编写新的教材提供参考。
八、怎样才能出精品教材
从长期的教材编写过程中，我经历了一个由必然到相对自由的艰难过程，从中逐渐认识到：要编写出高质量的教材，主编必须有一个好的编写思路，而这个好的思路不可能凭空而来，而是不断观察、不断实践、不断思考，不断优化与长期积累的产物，一定不能急功近利，尤其不能投机取巧。从本质上来说，主编一本高质量的教材，与潜心和精心做学问是一样的：一定要有付出，一定要有积累。这就不仅要拓宽主编的教学领域和科研领域，而且要培养出一支承上启下的编写队伍。在我的策划和集体的努力下，训练中心突破了原有的课程设置，发展出一批相关的必修和选修课程，这也为教材的创作拓宽了天地。我在长期的科研工作中，也积累了不少鲜活的知识和工程经验。我将其中得到公认的科研成果充实和丰富着文字教材、电教教材和多媒体教材，有的转化为模型教具，丰富着课堂教学的内涵，并不断提高师资队伍的认知能力和学术水平。
从1974年参加编写《机械加工参考资料》讲义开始，到今天组织校内外师资队伍主编各种教材，主审各种教材，翻译各种著作，形成编写梯队，是非常不容易的。我深深地感到，一本名副其实的精品教材，其社会影响面是非常大的。有的拥有几万、十几万、几十万，甚至上百万读者。这比一篇核心刊物论文、一篇EI、一篇CSSCI，甚至一篇SCI的影响还要大很多。因为这涉及培养人才的千秋伟业，其重要性真是不言而喻！这是因为，这样一部优秀的教材或精品教材，是要经过主编和作者们长期积累、反复打磨、持续改进和付出大量的心血才能实现的。
在主编教材和主持翻译的过程中，我十分注意培养后续梯队。结合青年教师的专业特长，分配适当的编写任务，并将主编与主审的责任和功能传递给他们。在近40年编写教材的过程中，我带出了两位第二主编，四位副主编，像传递接力棒一样，一代一代传下去，希望能保证工程训练师资队伍和教材建设长远的高质量与高水平。