应用型教材建设的路径突破：学习性与实践性的融合

沈红卫

(绍兴文理学院 元培学院，浙江 绍兴 312000)

一、问题提出

应用型转型和应用型大学建设是当前中国高等教育发展的一个战略。转型中的教材建设是一项创新和创造性的工作，需要在学习借鉴西方成熟经验的基础上，不断加以探索和推进。

(一)应用型教材建设的必要性

1.大学应用型转型的需要

2014年5月，国务院印发《关于加快发展现代职业教育的决定》，对地方本科院校应用型转型的改革目标、任务做出了明确规定。2015年3月印发的《中共中央国务院关于深化体制机制改革加快实施创新驱动发展战略的若干意见》明确指出，要构建新型人才培养模式，加快部分普通本科高校转型改革。由此可见，地方本科院校转型发展是党中央、国务院立足经济社会发展全局而做出的战略安排，是我国经济社会转型升级的历史要求，是我国高等教育普及化进程中高等教育结构调整的内在必然[1]50。转型是一项庞大的系统工程，面临一系列需要解决的重大问题，要从“教学研究型”价值认同向“应用技术型”价值认同转变。“应用技术型”的培养体系应不同于“研究型”“教学研究型”的培养体系，教材作为培养体系中十分基础的要素，必然也应被调整和变革。由于“应用型大学”在中国是一个新生事物，应用型教材建设必然存在滞后性。

2.经济社会发展的需要

随着经济社会的发展和以人工智能为代表的新一轮科技革命的到来，新的经济业态不断涌现，例如：大数据、人工智能、机器人等，这些新的业态不断催生新的专业。即使是比较传统的专业，也在新工科、新商科、新文科、新农科、新医科等大趋势的推动下，不断被注入新的内涵。这些新兴的新专业和传统的“新专业”均具有较强的应用性和复合性特征，与现有专业有较大的不同，因此必然缺少配套的教学资源，所需教材的多数仍处于空白待建的状态[2]。教材滞后和短缺的问题极大地阻碍了应用型人才的培养，出版一批有质量的应用型教材、尽快完善应用型教材体系迫在眉睫。

3.教材建设的现实需要

一直以来，中国高等教育实行的是精英教育，现有教材体系基本上是由研究型大学建设的，教材的学术性和学科逻辑往往是第一位考量因素[3]，因此，现有教材对研究型大学相对比较适合。中国的大学在实施分类发展前，即使是非研究型大学，也不是十分强调应用性，与研究型大学一样，它们也侧重于课程的知识性和理论性，因此可直接选用现有教材，教材建设与大学教学所需之间的矛盾不是十分突出。随着一大批应用型大学的涌现，把培养应用型人才作为目标定位越来越成为这些大学的共识，而应用型人才培养需要强调应用能力，需要强调与产业的对接，这些恰恰是传统教材所缺乏的特征。因此，建设具有应用性特征的应用型教材体系已成为应用型人才培养的当务之急。

(二)应用型教材建设的主要问题及其成因

中国的应用型大学相当于欧美的应用技术大学。在不少欧美国家，应用技术大学的发展已有50多年的历史，积累了丰富的办学经验和教学资源。而向应用技术大学转型的中国地方高校，由于缺乏历史积淀，教材体系尚未得到很好建立，需要在实践中克服各种挑战，不断加以探索。当前，中国高校在应用型教材建设上，普遍存在以下四个方面的问题。

1.过于强调学术性

由于应用型本科教育的教材体系尚未有效建立，目前所能依托的是本科教育的现有教材体系，各高校要么优先选用“国家级规划教材”“面向21纪课程教材”，要么选用“教学指导委员会推荐教材”“省部级以上规划奖励重点教材”等教材。这些教材大多由研究型大学开发建设，更强调和突出学科性和学术性，而忽视教材的应用性。

2.过于强调严肃性

由于历史的、文化的和社会制度等诸多方面的原因，与欧美国家不同的是，现有中国的本科教育教材体系，无论是教材的体例安排还是内容组织，严谨性、严肃性有余，而可读性、活泼性不足。与当下所倡导的“以学生为中心”“与产出为导向”的教育教学理念相去甚远，教材往往是立足于教而不是立足于学，学生对该类教材普遍存在抵触情绪，从而导致学习的有效性低下。

3.过于强调理论性

现有本科教材普遍存在过于强调理论性而忽视实践性的问题，教材中关于实践方面的内容偏少，实践性环节很少被安排甚至空缺，并且在理论知识和实践应用之间的处理方式等方面也存在一定的问题，对学生实践能力的培养更多靠授课教师自身的经验和经历，无法形成系统的能力培养体系。这些教材不利于培养学生的实践能力、应用能力，无法很好地引导学生从理论到实践的迁移，不能培养应用型人才所倚重的学以致用能力。

4.内容与现实脱节

教材编订和审定程序的复杂性导致教材内容与经济社会热点和重点相比，具有较大的滞后性，存在更新慢、版本陈旧的特点，不能体现时代特征。特别是随着经济社会的快速发展和现代技术的不断提高，越来越需要学科之间的交叉，应用型人才的复合性特征愈加凸显，培养复合性应用型人才的需求越来越突出，但是该类需求在教材内容中往往难以被体现，因而非常不利于培养解决复杂问题的能力。

(三)应用性是应用型教材的核心特征

潘懋元先生于2009年11月28日在白云学院“应用型本科院校人才培养模式改革与创新论坛”上演讲时，明确提出了应用型教材和应用性的概念：“现在有许多地方院校，尤其是新办院校，也都明确他们不能够再走研究型大学的道路，而要走应用型的道路，但是却没有相应的应用型教材。因为同济大学的重点学科是土木工程，土木工程的应用性比较强，但是要把这种数学教材应用到应用型高等学校的工科、财经专业还是不行，因此他们自发地组织编写应用型教材”[1]52。应用型教材应该具有科学性、先进性、应用性等诸多特征，但是应用性无疑是应用型教材的核心特征，也是应用型教材的灵魂所在。所谓“应用性”，是指教材的内容具有很强的与实践结合的特性，教材的体例设计有利于学习者学以致用。在应用型教材建设中，抓住“应用性”就是抓住了教材建设的“牛鼻子”。

二、应用型教材建设的路径突破

教学的落脚点和出发点在于学，教师是教学的主导，而学生才是教学的主体。应用型教材的应用性，必须通过学生才能加以体现，或者说，应用性必须体现在学习者(学生)身上[4]。因此，在应用型教材建设过程中，必须紧紧扣住“学生”和“学习”。只有适合于学生学习，使学生乐学、爱学的教材，才能真正地将应用性落实于学生，可将此理解为教材的“学习性”。为真正地将“学习性”最终体现为应用性，必须提高教材内容的可模仿性和实践性，即学生在学习过程中能较为容易地对教材内容进行实践模仿操作或演练，在模仿的基础上理解并掌握知识及其应用，实现在“做中学”“学中做”。由“学习性”和“实践性”实现“应用性”，这是应用型教材建设的创新路径。紧扣“学习性”，强化“实践性”，将学习性与实践性有机融合，即可打通应用型教材建设的任督二脉，凸显教材的“应用性”，实现应用型教材的建设目标。

图1演示了应用型教材建设的创新路径。图中，“学习性”与“实践性”作为“应用性”的一体两翼，在三者的共同配合下，最终实现应用型教材的应用型目标。

(一)学习性是应用型教材的灵魂

“学习性”用以表述教材适合于学习者学习的程度，程度越高，说明其学习性越好，反之，说明其学习性不好。应用型教材首先应该是非常适合于学习者学习的教材，即学习性要好[5]。为实现教材好的学习性，可从以下几个方面入手：

图1应用型教材建设的创新路径

1.体例安排和内容组织要遵从学习规律

对一本教材而言，教材的体例设计和内容组织是十分重要的。传统的教材一般从知识的逻辑性，即从学术性和学科性的角度，安排章节和组织内容，这与学习者的认知规律并不一致。一本好的教材，必须根据应用知识的逻辑，安排章节和组织内容。这样的教材符合认知规律，有助于学习者学习。

2.举例和案例要恰如其分

越来越多的事实表明，教材也必须好讲“故事”、讲好“故事”。这个故事，就是举例和案例。举例是对某个知识点的形象化描述，通过举例，可以更为直观地展示知识点的内涵，揭示知识点的本质。案例是对若干个知识点综合的形象化展示，通过案例，可以更为生动地阐述知识点之间的逻辑关系和它们的应用[6]。举例和案例是应用型教材不可或缺的要素。

3.语言文字要通俗易懂

为吸引学习者学习、方便学习者阅读，教材的语言文字必须简洁明了，要善于把复杂的概念和问题通过通俗易懂的方式加以阐述，要避免晦涩难懂的表述。现有教材中有不少教材尤其是理工类教材，很多内容是直接从外文手册翻译而成，或者参考了外文资料或原版教材，导致语言文字“不中不西”，不是十分符合中国人的语言习惯，给学习者的理解带来困难。

4.学习目标指向要清晰明了

清晰的学习目标往往会使学习者的学习效率得以提高。因此，作为一本适合于学习的教材，每一章必须有明确的学习目标，如果可能，还应该提出学习方法的建议。在每章的最后，应该对该章要点进行总结，以方便学习者梳理该章的脉络和重点，并评估学习的成效。学习目标的设置，应以学习者为中心，采用类似于“能解决”“能设计”等表述形式，以方便学习者自我检视[7]。这是以学习产出(学习成效)为导向的学习方式的最根本思想。

(二)实践性是应用型教材的根本

1.举例说明要精当

为更加形象地阐述知识点，举例是必不可少的重要内容。一个知识点，最好至少用一个以上的举例加以配合，举例与文字性描述要做到相得益彰。关键是，举例必须要精挑细选，要用心原创，突出与知识点内在契合度，不可随意拼凑。一方面该例子一定要能有效地解释对应的知识点的本质；另一方面，该例子还必须帮助学习者建立如何应用知识点的基本方法。只有掌握了应用的方法，才能应用于实践。

2.案例驱动不可或缺

在若干章节之后，必须通过一个完整的带有综合性的案例详细地讨论这些章节的重要知识点及其它们的应用。从这个意义上说，“案例”就是大的“举例”，即“大例子”。有了案例，学习者可据此进行模仿演练，在模仿中学习和理解重要的知识点，并掌握应用这些知识点的方法[8]。对于学习者而言，很多时候，一个好的案例远远胜过枯燥冗长的文字描述，而且能最大限度地激发学习的兴趣和动力。

3.材料必须完整公开

为了使案例具有很好的可模仿性，必须要做到案例的完整性，也就是说，涉及该案例的所有材料、过程和使用要点必须原原本本地加以呈现，做到公开透明。现有教材中不少教材虽然也有举例和案例，但是往往是不完整的，从而导致学习者很难根据提供的材料进行模仿和模拟，使学习者感到迷茫、无从下手，甚至望而却步，从而放弃继续学习和深入探究[9]。这对于提高教材的“应用性”十分不利。可以这样说，案例的完整性是实践性的基础和保证[10]。

三、应用型教材建设的一个案例

《STM32单片机应用与全案例实践》是笔者历时三年用心打造的一本应用型教材，它已于2017年2月由电子工业出版社出版发行。在此后短短两年的时间里，它被印刷11次，被读者誉为“嵌入式领域最好的教材”。本书在内容组织和框架设计上具有两个鲜明特点：全案例、基于读者学习。从读者学习的角度，组织每个章节的内容体系，对STM32常用的典型外设模块的原理及其应用设计均以若干个完整案例加以呈现，同时也给出了一个完整的综合性工程案例，这些均十分有利于学习者学习和模仿，突出了教材的“实践性”和“应用性”。

(一)《STM32单片机应用与全案例实践》的设计思想与主要特点

1.设计原则

该教材遵循以下设计原则：

一是简单化。普遍认为，基于ARM的STM32系列单片机由于功能众多、原理复杂，要学习、掌握它并不容易，很多初学者因此倒在了学习的大门口。所以，把复杂的问题简单化，让学习者容易入门，让讲授者容易讲清，是该教材的重要编写思路。

二是趣味性。兴趣是最好的老师，为此作者精心设计与选用趣味性很强、学习者普遍感到亲切的案例，并在阐述原理、分析过程、讨论程序等环节做到环环相扣、生动活泼，从而带领学习者渐入佳境。

之所以将“简单、趣味”作为教材设计的主要思想[11]，总的目的是为了提高学习性和实践性，聚焦于激发学习者的学习兴趣，以此提高教材的“应用性”。

2.主要特点

该教材呈现以下两个方面的特点：

一是基于学习者学习的角度。同类教材通常可被分为两类：一类是在翻译外文资料或ST官方手册的基础上阐述STM32系列单片机的原理，再辅之以简单的应用案例；二类是先讨论总的原理，然后通过具体实例讨论功能模块的使用，最后举一两个综合性应用案例。上述两种类型的教材，均无法较好地从读者的角度解决如何更有效、更高效地学习STM32系列单片机的问题。得益于近三十年的教学经验和STM32单片机的学习经历，笔者在构思和谋划本教材时，始终站在学习者的角度去思考问题、设计教材的内容。

二是全案例。现有多数教材，虽都有应用实例或案例，但是将案例以完整、完全的方式呈献给读者(学习者)的十分少见，因此导致读者很难模拟和模仿。大量的教学实践表明，学习单片机等应用性很强的课程，最好的方法是模拟、模仿[12]。这是因为，一是让学习者很快找到感觉、建立自信，二是有利于学习者较快地抓住问题的本质和要领。

3.教材框架

《STM32单片机应用与全案例实践》教材共有九章，涵盖了STM32系列单片机最为主要的功能及其原理，每一章均通过若干个案例讨论应用问题和要点要领。第1章和第2章专门用以讨论学习方法和调试方法，以帮助学习者尽快进入学习的状态。第9章则讨论了一个完整的综合性的应用案例。以下是该教材的基本架构，限于篇幅，本节只提供了其中两章的主要章节内容。

第1章 如何学习STM32

第2章 如何调试STM32

第3章 GPIO及其应用(输入输出)

第4章 定时器TIMER及其应用

第5章 串口通信USART及其应用

第6章 人机接口——按键输入与液晶显示

第7章 串行接口总线SPI与I2C及其应用

第8章 模数ADC、数模DAC、DMA及其应用

8.1 STM32的DMA

8.2 STM32的ADC

8.3 一个三通道A/D转换的范例——基于DMA

8.4 STM32的DAC

8.5 基于DAC和DMA的两路波形发生器实现

8.6 DAC应用贴士

第9章 综合案例——基于线性CCD的小车循迹系统

9.1 系统设计要求

9.2 线性CCD的原理及其使用——TSL1401线性CCD传感器应用

9.3 硬件接口

9.4 软件设计

9.4.1 算法设计

9.4.2 模块化架构

9.4.3 具体程序(自适应曝光、自适应循迹)

9.5 系统性能实测

四、结语

应用型教材是培养应用型人才、实现应用型转型的基础[13]。建立具有中国特色的应用型教材体系，这是一个庞大的系统工程，需要包括作者在内的所有人为此呕心沥血，因此任重而道远。

教材作者必须要有强烈的教育情怀和使命感，要有丰富的教学经验，热爱教育，潜心研究教学，对学生所想、所思、学生的学习状况有十分清晰的了解，对学校需要什么样的教材有准确的把握，这是编写一本好的应用型教材的前提[14]。在此基础上，需要作者摒弃浮躁与功利，站在学习者角度用心设计、撰写教材[15]，精心准备每一个案例并进行验证，避免东抄西拼，避免人云亦云，在突出教材的原创性上下功夫。