信息化背景下水下導航領域新形態教材建設研究

摘" 要：水下導航系統是實現航行器正常功能的保障，其具有廣闊的應用場景，因此，對于相關教材的要求也隨新時代技術的發展而提高，傳統紙質水下導航教材承載內容形式有限且單一，對于滿足日常教學及學習要求已經相形見絀。近年來，在信息化背景下，國家對于新形態教材的建設及高等教育數字化轉型發行諸多支持政策。該文根據現存的文獻進行綜合和梳理，開展信息化背景下水下導航新形態教材建設的研究，研究包含對新形態教材理論、建設原則、建設思路與路徑、教材與課程融合等方面。同時介紹對于水下導航系統新形態教材建設的路徑，提出“三管齊下”的資源庫建設，“高利用率”平臺層的改良以及“全數字化”展示層的設計。為其他科目實現新形態教材建設提供新思路、新智慧、新方法。

關鍵詞：水下導航;新形態教材;信息化背景;高等教育;數字化轉型

中圖分類號：G640" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2096-000X（2025）04-0013-04

Abstract： The underwater navigation system is the guarantee of realizing the normal function of the aircraft， and it has a wide range of application scenarios. Therefore， the requirements for relevant textbooks have also increased with the development of new era technology. The traditional paper-based underwater navigation textbooks have limited and single content forms， which has been dwarfed for meeting the requirements of daily teaching and learning. In recent years， under the background of informatization， the state has issued many supporting policies for the construction of new teaching materials and the digital transformation of higher education. Based on the existing literature， this paper carries out the research on the construction of new teaching materials for underwater navigation in the context of informatization， including the theory of new teaching materials， construction principles， construction ideas and paths， and the integration of teaching materials and courses. At the same time， it introduces the path of the construction of the new form of teaching materials for underwater navigation system， and puts forward the \"three pronged\" resource library construction， the improvement of the \"high utilization\" platform layer and the design of the \"full digital\" display layer. It provides new ideas， new wisdom and new methods for the construction of new teaching materials for other subjects.

Keywords： underwater navigator; new forms of textbooks; informatization background; higher education; digital transformation

早在2018年政府工作報告中就明確指出，“啟動世界一流大學和一流學科建設”，以豐富高等教育的內涵。豐富高等教育的內涵是新時代的戰略任務，而對于如何豐富高等教育的內涵，教材建設是個離不開的話題。習近平總書記在中共中央政治局第五次集體學習時的講話中提出“教育數字化是我國開辟教育發展新賽道和塑造教育發展新優勢的重要突破口”。教育部也出臺了一系列政策引導和支持教育數字資源的數字化轉型，同時也把“實施國家教育數字化戰略行動”作為2022年的重點任務之一。政策指出要積極發展“互聯網+教育”，加速推動中國高等教育的數字化變革與智能提升[1];加強互聯網教學空間應用，完善課堂管理模式和學生評價方式;推進信息化和教育融合發展。黑龍江省在2022年也將高等教育數字資源的數字化轉型列為省高等教育教學改革重點委托項目。

水下導航系統是水下航行器航行的直接保障，能夠為水下航行器提供位置、航向、深度、速度和姿態等信息，以保障航行器的安全航行、作戰或作業。航行器導航系統技術在軍事、民用、宇宙空間等領域應用廣闊，是智能學院研究生需要掌握的基本原理性知識，國內已對其展開教學資源建設[2]。但是對于傳統《水下導航系統原理》等紙質教材而言，局限性非常明顯，其未來發展面對如下問題：無法滿足教學和學習所需;紙質教材修訂困難，內容前沿涉及少;難以實現對思政內容的及時有效融合等[3-4]。這些問題導致傳統紙質教材無法滿足信息化背景下對于高校教材的要求，為此，開展新形態教材建設具有極其深遠的現實意義。當今的新形態教材建設多數都將重點放在了將信息化資源與紙質材料相結合、創建高效的教學資源體系，推動新形式教學資源的開發、以滿足不斷變化的學習需求，制定規范確保新形態教材的出版質量與標準等方面，盡管解決了現存教材的一些問題[5]，但是在實際應用中，仍然存在一些不足，例如對新形態教材的新穎性和美譽度過度追求，導致了資源的過度消耗;過度濫用新形態教材的特點，而忽略了教材的實際應用價值;新形態教材缺乏豐富的多媒體元素，內容的呈現方式與傳統教材沒有本質性的改進;新形態教材在教學性和富媒體性的結合上缺乏統一，同時濫用各種媒體形式等[6]。

在教育信息化背景下，教育信息化變革要求對大量先進的教材加以應用，從而推動數字教學資源的研發與應用發展。課程信息化建設也給課程資源整合帶來了契機，形成教學資源的線上資源共享與創新合作的發展模式，使得在信息化背景下新形態課程出現了不同于傳統紙質課程的全新定位。

為了實現更加合理、規范、高效地開展水下導航系統新形態教材的建設，本文針對目前國內外新形態教材建設缺乏富媒體性、缺乏教學性與富媒體的結合等缺陷，針對國家重要戰略發展方向——水下導航領域開展教學資源建設的研究工作，本文開展了水下導航領域新形態教材理論研究、水下導航領域新形態教材理論研究、水下導航領域新形態教材建設思路與路徑研究、水下導航領域新形態教材與課程的融合研究，實現面向水下導航的新形態教材建設。

一" 水下導航領域新形態教材相關研究

（一）" 水下導航領域新形態教材理論研究

想更好地實現新形態教材的建設，首先要通過分析新形態教材的特點和發展態勢，我們可以提出一條實際可行的新形態教材建設路徑，并在新形態教材的實踐中逐漸完善對新形態教材概念的把握。從教材內容結構、教材功能特點、課程和出版機制四個角度對新形態教材進行理論研究。

對于新形態教材的概念，相關學者認為新形態教材是運用現代計算機技術，引入了數字化教育資源后的又一個新教材形式。它將從物理表現形式、知識結構設計、知識內容的表達方法、內容結構和應用模塊四個方面顯示新的教育特征和表現形式。從新形態教材的特點方面來說，新形態教材能夠以多樣化的方式呈現其知識內容，這意味著能夠獲得豐富的資源，以此便于內容知識的更新。其次，新形態教材可結合在線課程和智能學習移動終端，創造立體化學習環境，為學生提供自主學習和個性化學習的可能性。同時，新形態教材實現了傳統教學理念與智能化教學的有機結合，使教材成為了開放多模態知識體系和教學實踐體系中重要的一環。基于數字課程的角度來看，新形態教材可以憑借移動性、交互性和個性化的特點，促進開放學習的實現[7]。

（二）" 水下導航領域新形態教材建設原則研究

新形態教材的建設并非僅僅將數字資源與紙質教材或課程簡單地疊加組合，而是必須堅守一定的建設原則和規范。在考慮教材內容時，新形態教材的建設應特別注重合理的設計和精選教學內容，“工欲善其事，必先利其器”，好的內容和喜人的設計是使學生“眼前一亮”的關鍵。同時教材內容應該配置多種數字化教學資源，學生可以選擇自己喜歡的方式進行學習，提升學生體驗，確保以學生為中心的教育理念。此外，新形態教材的編寫必須堅持融合教材建設與課程開發、教材內容與數字資源、教學過程與學習過程的一體化原則。換句話說，新形態教材的編寫需要緊密結合教材的設計和課程的開發，不僅要將豐富多樣的數字資源與教材內容相融合，同時還要將教學過程與學習過程無縫銜接，使其成為一個統一而協調的整體[8]。同時，新形態教材建設與課程開發應該以專業教學標準為依據，從整體上重新構建紙質教材內容，將知識點和技能點與豐富的數字資源相互關聯起來。這意味著教材和課程的設計要緊密符合專業教學標準，重新組織和整合教材內容，使得知識點和技能點能夠通過數字資源的應用得以更加生動、具體地展現和實踐。可以看出，新形態教材建設所要關注的核心要素是貫徹一體化原則，所謂一體化原則就是說在建設新形態教材的過程中，要求教材內容和教學資源必須以紙質教材為基礎，與專業、課程和教學融會貫通，以實現幾者同步的開發和建設。換句話說，新形態教材的建設需要在紙質教材的基礎上，與專業教學標準、課程設計和教學過程進行無縫銜接，確保教材內容和教學資源的同步性和整體性[9]。

（三）" 水下導航領域新形態教材建設思路與路徑研究

新形態教材的建設思路不僅要考慮整體的課程和教材設計，還要重點關注教學過程中的難點和重點知識，將其進行細分和顆粒化處理，以便為教師和學生提供精細的教學資源和支持[10];新形態教材建設通過對課程內容進行細致劃分，可將其內含資源分為不同層級，憑借“微課”作為核心形式，可以實現知識點與各種數字資源之間緊密聯系并互相融合。構建新形態教材的建設路徑包括改進紙質教材內容、有機整合數字化教學資源、數字資源內容設計編排與鏈接、開發支持多種智能終端APP。在教材內容編排方面堅持“以問題為導向”，遵循“為什么”“是什么”“做什么”的邏輯原則來設計新形態教材的內容;在新形態教材的教學設計環節過程中，按照分析、設計、開發、執行和評價的步驟依次推進。在具體設計過程中，可采用思維導圖的形式，將知識點呈現在紙質教材上，與此同時，將數字資源展示在課程網站上，這樣做可以提供多種媒體形式的教學資源，使得學生在紙質教材和在線課程網站上都能獲得相關知識點并選擇性學習。新形態教材建設路徑可總結為對已有的課程資源進行梳理，選擇適宜的紙質教材，有針對性地創建新的數字資源，實現教材的一體化設計。目的是完成優化教材資源;通過對現有資源的整合和增補，以確保教材的綜合性和完整性;確保教學的多樣性和有效性。

（四）" 水下導航領域新形態教材與課程的融合研究

在高校教學中，課程教學是最基本，最有效的形式。課程教學是指在教育領域中，教師根據學科要求和學生需求，組織并傳授相關的知識、技能和價值觀的過程。它是一種系統化的教育活動，旨在滿足學生的學習需求、培養他們的綜合素養，并幫助他們實現個人和社會發展的目標。

為了達到以學生學習成效為核心的目標，課程教學建設需要明確課程目標，采用最新研究成果提升教學內容的學術性，以滿足學生的學習需求。在信息化背景下的課程教學建設中，應采用混合式教學和研究性學習等方法，提高教學質量，增強學生對課程的興趣。教材建設應與課程相對應，注重以學生為中心，及時且完整地呈現教學內容和教學資源。為了促進新形態教材與課程講授的有效整合，需要采用多樣化的方式來呈現課程知識和講授過程。有學者的觀點如下，新形態教材是信息技術與課程、紙質教材的有機結合，在教學活動和教學環境中發揮著重要作用。它不僅可以有效支持混合式教學，還能適應過程化考核形式的需求。教材本身通過融合不同的媒介和資源，為學生提供了豐富的學習材料和工具。同時，它將信息技術與課程內容有機地結合在一起，促進了學生的積極參與和深入理解。通過新形態教材，學生可以在不同的教學環境中進行學習，并通過多種形式的評估來展示他們的學習成果。這種教材的綜合應用，為教師和學生帶來了更加靈活和多樣化的教學與學習方式。為了實現教材的融合發展模式，教材內容需要持續更新，教師可以通過錄制課堂教學錄像、制作并分享電子教案、創建演示化資源等方式促進課程的融合發展。總體而言，課程與教材的有機融合完美地展示了新形態教材的功能優勢并提供了未來的建設路徑，既發揮了教材作為知識載體的功能，又利用數字資源和自主獲取方式減輕了課程物理方面的局限性。

二" 水下導航領域新形態教材建設方法

（一）" 明確新形態教材的概念與內涵

經過深入研究新形態教材的定義、內涵以及相關文獻的整理和分析，我們可以從四個不同的研究角度進行全面闡述：①教材的構建需要優化教材的內容結構，通過將紙質教材和數字化資源有機整合來實現優化，例如通過二維碼等相關方式，將多種形態的數字教學資源與傳統紙質教材有機融合;②根據紙質教材具備的功能特點，將數字化資源以二維碼形式呈現在教材中，使其表達形式內容具有多樣性;③基于在線平臺，如“智慧樹”“慕課”“學習通”等平臺中的國家精品開放課程，實現學生通過數字資源進行在線學習，打破地理、時間帶來的學習成本上升;④根據教材出版方提供的要求，我們將融合多媒體教學資源、數字課程、在線平臺和智能服務，創建創新的出版機制與產品。

（二）" 面向水下導航“三管齊下”的資源庫建設

如何建設線上資源庫，這不僅需要整合線下各類相關紙質資源并且對信息化進行升級，同時也需要開發具有新形式以及新內容的線上教學資源。線上資源庫的建設可以為學生提供豐富的學習資源，為學生的自主學習帶來方便。本項目擬采用“三管齊下”的建設方法，同步建設資源庫的思政內容，教學演示環節和虛擬實驗資源。

1" 思政庫建設

針對工科教學特性，在課堂上由教師將自己所理解的中國特色社會主義等思政內容對學生進行直接講授會顯得生硬，不如采用讓學生自己探索的方法，如掃描書籍上印刷的二維碼，來對相關知識進行閱讀了解。這樣既將思政要素包含到日常授課環節中，又激發了學生學習的自主性。

2" 教學庫建設

將相關知識錄制課程，方便學生自主預習、復習，面對難以通過簡單敘述講解的問題時，通過動畫演示的方式實現可視化，便于學生理解認識。學生可以通過與教材內容交互溝通，便捷地解決學習中的疑難問題，提高學習效率。

3" 仿真庫建設

如今隨著越來越多軟件的開發，許多實驗可以采用虛擬仿真的方法進行。根據教材的基本內容和培養目標，設計一系列可以采取虛擬仿真、線上便捷進行的實驗，并鼓勵學生自主設計探索，可以提升學生的動手實踐能力、創新能力，可以有效地彌補一些實驗教學環節不夠充分所帶來的問題。教師可以在授課環節中提出問題，引導學生通過課后自主展開實驗的方式去探索問題的答案，并在下節課中針對同學自主探索所遇到的問題進行解答。

（三）" 面向水下導航“高利用率”的平臺層改良

新型教材平臺的建設需要改良現有數字化平臺的功能，并注重開發新的功能。同時，該平臺需要與現有數字化教學平臺區分開來。目前，許多數字化教學平臺提供了各種功能，包括課程管理模塊，如課程討論、課堂簽到、課后作業的布置和提交以及公布教學安排等功能。這些功能旨在幫助教師管理課堂，并方便學生參與預習和復習反饋，從而延長課堂教學的時間。在設計新型教材平臺時，可以保留這些功能，以實現對課程教學的有效管理。然而對于教材資源庫的組織和管理，重點在于如何與現有的信息化教學平臺有所區別，以創造出獨特的設計方案。這方面的工作是設計過程中的重要考慮因素[4]。

設計新型教材平臺時需要考慮將線上教學資源根據不同內容以及功能進行整理分類和設計。例如，可以單獨設置虛擬仿真實驗模塊，以提高學生的自主學習和教師在課堂教學中使用這些資源的頻率。這樣的設計可以確保優秀的線上資源得到充分利用，避免由于平臺布局不合理而導致資源被忽視的問題。

因此，構建新型教材平臺不僅需要資源和技術支持，平臺的設計也至關重要。教育專業團隊應參與和貢獻他們豐富的教學經驗，根據教學需求和特點對線上教學資源進行研究整理，以明確平臺的特點和獨特之處。同時，結合現有成熟的教學平臺建設技術，協同合作打造具有教材特色的平臺。這個設計過程需要充分的團隊協作和合作。

（四）" 面向水下導航“全數字化”的展示層設計

目前二維碼已成為獲取線上教學資源的主要方式。通過在紙質教材中添加二維碼，可以將線上教學資源與傳統知識結構和內容相結合，實現對經典紙質教材的信息化升級。這種方式在線上教學資源種類有限、體系不完善的初期階段具有輔助信息化教學的作用，為教師和學生提供便利。

由于線上教學資源在完善的過程中汲取了傳統教材的經典，并創新出具有新形式的線上教學資源，線上教學資源會逐步從紙質教材中分離出來。新形態教材可以使用和數字課程相同的規劃和出版方式，以此推動新形態教材在數字化環境中的進一步發展。

三" 結束語

本文研究的創新性包括：

1）首次構建面向水下導航的新形態教材及教學新資源。相比于傳統的水下導航領域教材，本項目的研究成果可以實時更新教材內容，保證知識點緊跟時代發展方向，涵蓋前沿知識，這是資源的內容之新。相比于傳統教材，新形態教材的教學資源還包括仿真動畫、經典案例分析、在線實驗等，這是資源的形式之新。

2）針對新形態教材建設提出“三步走”研究路徑。建立從“資源庫”到“平臺層”最后到“展示層”的三階段研究路徑，從教材基本資源的信息化建設出發，全程圍繞教材的內容主旨展開，逐步對“平臺層”“展示層”進行構建，從而完成新形態教材建設。

針對傳統水下導航教材存在的問題，開展了信息化背景下水下導航新形態教材建設的研究，研究包含對新形態教材理論、建設原則、建設思路與路徑、教材與課程融合等方面。同時介紹了對于水下導航系統新形態教材建設的路徑，提出“三管齊下”的資源庫建設，“高利用率”平臺層的改良以及“全數字化”展示層的設計。但是對于未來新形態教材的建設，還需要更多研究者的共同努力，相信在不久后，教材的發展可以實現虛擬和增強現實教學、個性化學習、互動性和協作社交學習等這些當今教材無法實現的新型教學功能。

參考文獻：

[1] 張龍卿.“互聯網+”背景下高校新形態教材建設芻議[J].傳播與版權，2022（7）：12-14.

[2] 趙瑞艷，張亮，田艷兵.電氣類專業基礎課程教材出版建設研究[J].科技與出版，2017（5）：114-117.

[3] 呂光金，陳麗燕.“互聯網+”背景下新形態教材建設研究與實踐——以《多媒體技術》課程為例[J].電腦知識與技術，2022，18（30）：137-139.

[4] 車會蓮，郝夢真，周忻，等.教學資源融合定位下新形態教材立體化建設[J].高教學刊，2022，8（22）：99-102.

[5] 齊超，劉洪臣，周學，等.《工程電路分析基礎》新形態應用型教材建設[J].電氣電子教學學報，2022，44（3）：182-186.

[6] 查英華，蘇曉萍.本科層次職業教育能力本位新形態教材建設的研究[J].中國職業技術教育，2022（26）：46-51.

[7] 黃明東，藺全麗，李曉鋒.高校新形態教材的特征、發展態勢與建設路徑[J].出版科學，2022，30（2）：32-39.

[8] 趙清梅.“互聯網+”背景下職業教育教材新形態一體化建設[J]. 中國職業技術教育，2018（20）：76-79.

[9] 高景祥，袁碩，張建英，等.我國高校新形態教材建設與應用研究綜述[J].內江科技，2022，43（2）：75-77.

[10] 譚文芳.高校新形態教材建設淺談[J].科技與出版，2022（9）：86-92.

基金項目：中國高校產學研創新基金“多功能集成式組合導航仿真智慧平臺”（2023BD002）;黑龍江省高等教育教學改革研究一般項目“基于‘科教融合、真知實創’的船海領域復合型創新拔尖人才培養研究”（GK0000020139150）;黑龍江省高等教育學會重點教學改革項目“黑龍江省高等教育數字化轉型研究”（23GJZD002）;校級教學改革項目“信息化背景下面向水下導航領域的新形態教材建設研究”（無編號）

第一作者簡介：徐博（1982-），男，漢族，河北邢臺人，博士，教授，博士研究生導師。研究方向為慣性導航、組合導航、初始對準及信息融合、多運動平臺協同導航傳遞對準的理論算法、仿真驗證及試驗。