信息化背景下水下导航领域新形态教材建设研究

摘" 要：水下导航系统是实现航行器正常功能的保障，其具有广阔的应用场景，因此，对于相关教材的要求也随新时代技术的发展而提高，传统纸质水下导航教材承载内容形式有限且单一，对于满足日常教学及学习要求已经相形见绌。近年来，在信息化背景下，国家对于新形态教材的建设及高等教育数字化转型发行诸多支持政策。该文根据现存的文献进行综合和梳理，开展信息化背景下水下导航新形态教材建设的研究，研究包含对新形态教材理论、建设原则、建设思路与路径、教材与课程融合等方面。同时介绍对于水下导航系统新形态教材建设的路径，提出“三管齐下”的资源库建设，“高利用率”平台层的改良以及“全数字化”展示层的设计。为其他科目实现新形态教材建设提供新思路、新智慧、新方法。

关键词：水下导航;新形态教材;信息化背景;高等教育;数字化转型

中图分类号：G640" " " 文献标志码：A" " " " " 文章编号：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年政府工作报告中就明确指出，“启动世界一流大学和一流学科建设”，以丰富高等教育的内涵。丰富高等教育的内涵是新时代的战略任务，而对于如何丰富高等教育的内涵，教材建设是个离不开的话题。习近平总书记在中共中央政治局第五次集体学习时的讲话中提出“教育数字化是我国开辟教育发展新赛道和塑造教育发展新优势的重要突破口”。教育部也出台了一系列政策引导和支持教育数字资源的数字化转型，同时也把“实施国家教育数字化战略行动”作为2022年的重点任务之一。政策指出要积极发展“互联网+教育”，加速推动中国高等教育的数字化变革与智能提升[1];加强互联网教学空间应用，完善课堂管理模式和学生评价方式;推进信息化和教育融合发展。黑龙江省在2022年也将高等教育数字资源的数字化转型列为省高等教育教学改革重点委托项目。

水下导航系统是水下航行器航行的直接保障，能够为水下航行器提供位置、航向、深度、速度和姿态等信息，以保障航行器的安全航行、作战或作业。航行器导航系统技术在军事、民用、宇宙空间等领域应用广阔，是智能学院研究生需要掌握的基本原理性知识，国内已对其展开教学资源建设[2]。但是对于传统《水下导航系统原理》等纸质教材而言，局限性非常明显，其未来发展面对如下问题：无法满足教学和学习所需;纸质教材修订困难，内容前沿涉及少;难以实现对思政内容的及时有效融合等[3-4]。这些问题导致传统纸质教材无法满足信息化背景下对于高校教材的要求，为此，开展新形态教材建设具有极其深远的现实意义。当今的新形态教材建设多数都将重点放在了将信息化资源与纸质材料相结合、创建高效的教学资源体系，推动新形式教学资源的开发、以满足不断变化的学习需求，制定规范确保新形态教材的出版质量与标准等方面，尽管解决了现存教材的一些问题[5]，但是在实际应用中，仍然存在一些不足，例如对新形态教材的新颖性和美誉度过度追求，导致了资源的过度消耗;过度滥用新形态教材的特点，而忽略了教材的实际应用价值;新形态教材缺乏丰富的多媒体元素，内容的呈现方式与传统教材没有本质性的改进;新形态教材在教学性和富媒体性的结合上缺乏统一，同时滥用各种媒体形式等[6]。

在教育信息化背景下，教育信息化变革要求对大量先进的教材加以应用，从而推动数字教学资源的研发与应用发展。课程信息化建设也给课程资源整合带来了契机，形成教学资源的线上资源共享与创新合作的发展模式，使得在信息化背景下新形态课程出现了不同于传统纸质课程的全新定位。

为了实现更加合理、规范、高效地开展水下导航系统新形态教材的建设，本文针对目前国内外新形态教材建设缺乏富媒体性、缺乏教学性与富媒体的结合等缺陷，针对国家重要战略发展方向——水下导航领域开展教学资源建设的研究工作，本文开展了水下导航领域新形态教材理论研究、水下导航领域新形态教材理论研究、水下导航领域新形态教材建设思路与路径研究、水下导航领域新形态教材与课程的融合研究，实现面向水下导航的新形态教材建设。

一" 水下导航领域新形态教材相关研究

（一）" 水下导航领域新形态教材理论研究

想更好地实现新形态教材的建设，首先要通过分析新形态教材的特点和发展态势，我们可以提出一条实际可行的新形态教材建设路径，并在新形态教材的实践中逐渐完善对新形态教材概念的把握。从教材内容结构、教材功能特点、课程和出版机制四个角度对新形态教材进行理论研究。

对于新形态教材的概念，相关学者认为新形态教材是运用现代计算机技术，引入了数字化教育资源后的又一个新教材形式。它将从物理表现形式、知识结构设计、知识内容的表达方法、内容结构和应用模块四个方面显示新的教育特征和表现形式。从新形态教材的特点方面来说，新形态教材能够以多样化的方式呈现其知识内容，这意味着能够获得丰富的资源，以此便于内容知识的更新。其次，新形态教材可结合在线课程和智能学习移动终端，创造立体化学习环境，为学生提供自主学习和个性化学习的可能性。同时，新形态教材实现了传统教学理念与智能化教学的有机结合，使教材成为了开放多模态知识体系和教学实践体系中重要的一环。基于数字课程的角度来看，新形态教材可以凭借移动性、交互性和个性化的特点，促进开放学习的实现[7]。

（二）" 水下导航领域新形态教材建设原则研究

新形态教材的建设并非仅仅将数字资源与纸质教材或课程简单地叠加组合，而是必须坚守一定的建设原则和规范。在考虑教材内容时，新形态教材的建设应特别注重合理的设计和精选教学内容，“工欲善其事，必先利其器”，好的内容和喜人的设计是使学生“眼前一亮”的关键。同时教材内容应该配置多种数字化教学资源，学生可以选择自己喜欢的方式进行学习，提升学生体验，确保以学生为中心的教育理念。此外，新形态教材的编写必须坚持融合教材建设与课程开发、教材内容与数字资源、教学过程与学习过程的一体化原则。换句话说，新形态教材的编写需要紧密结合教材的设计和课程的开发，不仅要将丰富多样的数字资源与教材内容相融合，同时还要将教学过程与学习过程无缝衔接，使其成为一个统一而协调的整体[8]。同时，新形态教材建设与课程开发应该以专业教学标准为依据，从整体上重新构建纸质教材内容，将知识点和技能点与丰富的数字资源相互关联起来。这意味着教材和课程的设计要紧密符合专业教学标准，重新组织和整合教材内容，使得知识点和技能点能够通过数字资源的应用得以更加生动、具体地展现和实践。可以看出，新形态教材建设所要关注的核心要素是贯彻一体化原则，所谓一体化原则就是说在建设新形态教材的过程中，要求教材内容和教学资源必须以纸质教材为基础，与专业、课程和教学融会贯通，以实现几者同步的开发和建设。换句话说，新形态教材的建设需要在纸质教材的基础上，与专业教学标准、课程设计和教学过程进行无缝衔接，确保教材内容和教学资源的同步性和整体性[9]。

（三）" 水下导航领域新形态教材建设思路与路径研究

新形态教材的建设思路不仅要考虑整体的课程和教材设计，还要重点关注教学过程中的难点和重点知识，将其进行细分和颗粒化处理，以便为教师和学生提供精细的教学资源和支持[10];新形态教材建设通过对课程内容进行细致划分，可将其内含资源分为不同层级，凭借“微课”作为核心形式，可以实现知识点与各种数字资源之间紧密联系并互相融合。构建新形态教材的建设路径包括改进纸质教材内容、有机整合数字化教学资源、数字资源内容设计编排与链接、开发支持多种智能终端APP。在教材内容编排方面坚持“以问题为导向”，遵循“为什么”“是什么”“做什么”的逻辑原则来设计新形态教材的内容;在新形态教材的教学设计环节过程中，按照分析、设计、开发、执行和评价的步骤依次推进。在具体设计过程中，可采用思维导图的形式，将知识点呈现在纸质教材上，与此同时，将数字资源展示在课程网站上，这样做可以提供多种媒体形式的教学资源，使得学生在纸质教材和在线课程网站上都能获得相关知识点并选择性学习。新形态教材建设路径可总结为对已有的课程资源进行梳理，选择适宜的纸质教材，有针对性地创建新的数字资源，实现教材的一体化设计。目的是完成优化教材资源;通过对现有资源的整合和增补，以确保教材的综合性和完整性;确保教学的多样性和有效性。

（四）" 水下导航领域新形态教材与课程的融合研究

在高校教学中，课程教学是最基本，最有效的形式。课程教学是指在教育领域中，教师根据学科要求和学生需求，组织并传授相关的知识、技能和价值观的过程。它是一种系统化的教育活动，旨在满足学生的学习需求、培养他们的综合素养，并帮助他们实现个人和社会发展的目标。

为了达到以学生学习成效为核心的目标，课程教学建设需要明确课程目标，采用最新研究成果提升教学内容的学术性，以满足学生的学习需求。在信息化背景下的课程教学建设中，应采用混合式教学和研究性学习等方法，提高教学质量，增强学生对课程的兴趣。教材建设应与课程相对应，注重以学生为中心，及时且完整地呈现教学内容和教学资源。为了促进新形态教材与课程讲授的有效整合，需要采用多样化的方式来呈现课程知识和讲授过程。有学者的观点如下，新形态教材是信息技术与课程、纸质教材的有机结合，在教学活动和教学环境中发挥着重要作用。它不仅可以有效支持混合式教学，还能适应过程化考核形式的需求。教材本身通过融合不同的媒介和资源，为学生提供了丰富的学习材料和工具。同时，它将信息技术与课程内容有机地结合在一起，促进了学生的积极参与和深入理解。通过新形态教材，学生可以在不同的教学环境中进行学习，并通过多种形式的评估来展示他们的学习成果。这种教材的综合应用，为教师和学生带来了更加灵活和多样化的教学与学习方式。为了实现教材的融合发展模式，教材内容需要持续更新，教师可以通过录制课堂教学录像、制作并分享电子教案、创建演示化资源等方式促进课程的融合发展。总体而言，课程与教材的有机融合完美地展示了新形态教材的功能优势并提供了未来的建设路径，既发挥了教材作为知识载体的功能，又利用数字资源和自主获取方式减轻了课程物理方面的局限性。

二" 水下导航领域新形态教材建设方法

（一）" 明确新形态教材的概念与内涵

经过深入研究新形态教材的定义、内涵以及相关文献的整理和分析，我们可以从四个不同的研究角度进行全面阐述：①教材的构建需要优化教材的内容结构，通过将纸质教材和数字化资源有机整合来实现优化，例如通过二维码等相关方式，将多种形态的数字教学资源与传统纸质教材有机融合;②根据纸质教材具备的功能特点，将数字化资源以二维码形式呈现在教材中，使其表达形式内容具有多样性;③基于在线平台，如“智慧树”“慕课”“学习通”等平台中的国家精品开放课程，实现学生通过数字资源进行在线学习，打破地理、时间带来的学习成本上升;④根据教材出版方提供的要求，我们将融合多媒体教学资源、数字课程、在线平台和智能服务，创建创新的出版机制与产品。

（二）" 面向水下导航“三管齐下”的资源库建设

如何建设线上资源库，这不仅需要整合线下各类相关纸质资源并且对信息化进行升级，同时也需要开发具有新形式以及新内容的线上教学资源。线上资源库的建设可以为学生提供丰富的学习资源，为学生的自主学习带来方便。本项目拟采用“三管齐下”的建设方法，同步建设资源库的思政内容，教学演示环节和虚拟实验资源。

1" 思政库建设

针对工科教学特性，在课堂上由教师将自己所理解的中国特色社会主义等思政内容对学生进行直接讲授会显得生硬，不如采用让学生自己探索的方法，如扫描书籍上印刷的二维码，来对相关知识进行阅读了解。这样既将思政要素包含到日常授课环节中，又激发了学生学习的自主性。

2" 教学库建设

将相关知识录制课程，方便学生自主预习、复习，面对难以通过简单叙述讲解的问题时，通过动画演示的方式实现可视化，便于学生理解认识。学生可以通过与教材内容交互沟通，便捷地解决学习中的疑难问题，提高学习效率。

3" 仿真库建设

如今随着越来越多软件的开发，许多实验可以采用虚拟仿真的方法进行。根据教材的基本内容和培养目标，设计一系列可以采取虚拟仿真、线上便捷进行的实验，并鼓励学生自主设计探索，可以提升学生的动手实践能力、创新能力，可以有效地弥补一些实验教学环节不够充分所带来的问题。教师可以在授课环节中提出问题，引导学生通过课后自主展开实验的方式去探索问题的答案，并在下节课中针对同学自主探索所遇到的问题进行解答。

（三）" 面向水下导航“高利用率”的平台层改良

新型教材平台的建设需要改良现有数字化平台的功能，并注重开发新的功能。同时，该平台需要与现有数字化教学平台区分开来。目前，许多数字化教学平台提供了各种功能，包括课程管理模块，如课程讨论、课堂签到、课后作业的布置和提交以及公布教学安排等功能。这些功能旨在帮助教师管理课堂，并方便学生参与预习和复习反馈，从而延长课堂教学的时间。在设计新型教材平台时，可以保留这些功能，以实现对课程教学的有效管理。然而对于教材资源库的组织和管理，重点在于如何与现有的信息化教学平台有所区别，以创造出独特的设计方案。这方面的工作是设计过程中的重要考虑因素[4]。

设计新型教材平台时需要考虑将线上教学资源根据不同内容以及功能进行整理分类和设计。例如，可以单独设置虚拟仿真实验模块，以提高学生的自主学习和教师在课堂教学中使用这些资源的频率。这样的设计可以确保优秀的线上资源得到充分利用，避免由于平台布局不合理而导致资源被忽视的问题。

因此，构建新型教材平台不仅需要资源和技术支持，平台的设计也至关重要。教育专业团队应参与和贡献他们丰富的教学经验，根据教学需求和特点对线上教学资源进行研究整理，以明确平台的特点和独特之处。同时，结合现有成熟的教学平台建设技术，协同合作打造具有教材特色的平台。这个设计过程需要充分的团队协作和合作。

（四）" 面向水下导航“全数字化”的展示层设计

目前二维码已成为获取线上教学资源的主要方式。通过在纸质教材中添加二维码，可以将线上教学资源与传统知识结构和内容相结合，实现对经典纸质教材的信息化升级。这种方式在线上教学资源种类有限、体系不完善的初期阶段具有辅助信息化教学的作用，为教师和学生提供便利。

由于线上教学资源在完善的过程中汲取了传统教材的经典，并创新出具有新形式的线上教学资源，线上教学资源会逐步从纸质教材中分离出来。新形态教材可以使用和数字课程相同的规划和出版方式，以此推动新形态教材在数字化环境中的进一步发展。

三" 结束语

本文研究的创新性包括：

1）首次构建面向水下导航的新形态教材及教学新资源。相比于传统的水下导航领域教材，本项目的研究成果可以实时更新教材内容，保证知识点紧跟时代发展方向，涵盖前沿知识，这是资源的内容之新。相比于传统教材，新形态教材的教学资源还包括仿真动画、经典案例分析、在线实验等，这是资源的形式之新。

2）针对新形态教材建设提出“三步走”研究路径。建立从“资源库”到“平台层”最后到“展示层”的三阶段研究路径，从教材基本资源的信息化建设出发，全程围绕教材的内容主旨展开，逐步对“平台层”“展示层”进行构建，从而完成新形态教材建设。

针对传统水下导航教材存在的问题，开展了信息化背景下水下导航新形态教材建设的研究，研究包含对新形态教材理论、建设原则、建设思路与路径、教材与课程融合等方面。同时介绍了对于水下导航系统新形态教材建设的路径，提出“三管齐下”的资源库建设，“高利用率”平台层的改良以及“全数字化”展示层的设计。但是对于未来新形态教材的建设，还需要更多研究者的共同努力，相信在不久后，教材的发展可以实现虚拟和增强现实教学、个性化学习、互动性和协作社交学习等这些当今教材无法实现的新型教学功能。

参考文献：

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[2] 赵瑞艳，张亮，田艳兵.电气类专业基础课程教材出版建设研究[J].科技与出版，2017（5）：114-117.

[3] 吕光金，陈丽燕.“互联网+”背景下新形态教材建设研究与实践——以《多媒体技术》课程为例[J].电脑知识与技术，2022，18（30）：137-139.

[4] 车会莲，郝梦真，周忻，等.教学资源融合定位下新形态教材立体化建设[J].高教学刊，2022，8（22）：99-102.

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[8] 赵清梅.“互联网+”背景下职业教育教材新形态一体化建设[J]. 中国职业技术教育，2018（20）：76-79.

[9] 高景祥，袁硕，张建英，等.我国高校新形态教材建设与应用研究综述[J].内江科技，2022，43（2）：75-77.

[10] 谭文芳.高校新形态教材建设浅谈[J].科技与出版，2022（9）：86-92.

基金项目：中国高校产学研创新基金“多功能集成式组合导航仿真智慧平台”（2023BD002）;黑龙江省高等教育教学改革研究一般项目“基于‘科教融合、真知实创’的船海领域复合型创新拔尖人才培养研究”（GK0000020139150）;黑龙江省高等教育学会重点教学改革项目“黑龙江省高等教育数字化转型研究”（23GJZD002）;校级教学改革项目“信息化背景下面向水下导航领域的新形态教材建设研究”（无编号）

第一作者简介：徐博（1982-），男，汉族，河北邢台人，博士，教授，博士研究生导师。研究方向为惯性导航、组合导航、初始对准及信息融合、多运动平台协同导航传递对准的理论算法、仿真验证及试验。