【摘 要】在信息化时代，信息技术与教育教学深度融合，对教学模式与学习方式两方面都产生了深刻的影响。与此相应，教育出版行业也面临转型升级、融合发展的新挑战。本文以教育部新工科研究和实践课题项目为例，探讨基于在线开放课程群建设的教育出版转型分析与实践。
【关键词】慕课；新工科；出版
0 引言
人类社会已经全面进入信息化时代，飞速发展的信息技术改变了人类生活的方方面面。在信息技术与教育教学领域深入融合的新形势下，互联网、人工智能、大数据、5G等新一轮信息技术革命广泛影响着高等教育的发展。
2013年慕课MOOC（Massive Open Online Course）进入中国以来，中国高等教育在线开放课程便快速发展，MOOC、SPOC、微课等在线开放课程教学模式逐渐融入高等学校的教学过程，对教与学两方面都产生了深刻的影响。
2020年，新冠疫情席卷全球，疫情期间全国各级学校广泛采用在线教学模式，保证了全国教学工作的稳定进行。这一模式为“后疫情时代”高等教育教学与信息网络技术进一步融合提供了机遇[1]。“明者因时而变，知者随事而制”，相应的，教育出版行业也需要勇于创新产品形式，优化产品结构，推进出版转型，加快这一融合发展。
2016年，我国正式加入国际工程教育《华盛顿协议》组织，实现了我国工程教育专业认证体系的国际实质等效，为深化工程教育改革提供了良好契机，也为我国高等工程教育人才培养提出了新的要求。当前，国家实施“一带一路”“中国制造2025”“互联网+”“智能+”等重大战略，以新技术、新业态、新模式、新产业为代表的新经济蓬勃发展，迫切需要加快工程教育改革创新。教育部于2017年6月正式发布《新工科研究与实践项目指南》，探索实践工程教育的新理念、学科专业的新结构、人才培养的新模式、教育教学的新质量和分类发展的新体系[2]。开展新工科建设是深入学习贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神，写好高等教育“奋进之笔”，打好提升质量、推进公平、创新人才培养机制攻坚战的重要举措[3]。本文以教育部新工科研究和实践课题“面向新工科专业知识体系的电子电气类在线开放课程群及平台建设探索与实践”项目为例，探讨基于在线开放课程群建设的教育出版转型分析与实践。
1 面向新工科专业知识体系的电子电气类在线开放课程群建设
新工科建设的开展，课程体系和课程内容的建设是关键，而教学方法的革新则是课程改革的一个重要支撑点[4]。利用信息化技术推动传统的教学模式改革势在必行。作为“互联网原住民”，当代大学生对以互联网为平台的学习空间和学习模式认同性较强，能够较快地适应信息化、智能化的教育手段。同时，学生对专业学习的个性化、多样化、持续性的需求也不断增强。在“互联网+”和“智能+”环境下，在线开放课程有助于实现优质教学资源共享、促进教育公平，具有鲜明的自主性、交互性、开放性、智能性、可扩展性等特点，突破了时间、空间的限制，为学习者开展个性化、可持续学习提供了可能[3，5]。
目前的在线开放课程平台面临的问题之一，是不能展现知识点之间的相互联系，容易让学生“只见树木，不见森林”。据统计，2019年我国已有12000余门MOOC上线。目前，每门课程都是独立组织、开设，学习者在平台上无法直接看到各课程之间的联系。而在每门课程中，碎片化的知识点也是按照传统课程教学的“时间安排”式组织方式“串行”排列展开的，无法体现各知识点的有机联系。在面向新经济、新技术的传统工科专业升级换代时，会引入很多新经济、新技术带来的新的（或者跨学科的）知识点，在多学科交叉复合的新专业中，来自多个学科方向的知识点需要重新进行组织整合。在教学过程中，如何让学生在学习各个知识点的同时，掌握各门课程、各个知识点之间的相互关系，将所学的知识融会贯通，是新工科建设中需要面对的问题。
目前在线开放课程面临的另外一个问题，是如何给学生提供扩展学习的空间和在课程学习之外的指导。新工科的在线开放课程，不仅要让学生能够进行知识的学习，更重要的是能对学生的专业学习给出方向，让学生主动地根据自己专业学习的需要，选择合适的课程，或者在相关课程中找到与自己专业密切相关的内容，从而充分调动学生学习主动性和积极性，发挥“互联网+”和“智能+”环境下进行在线学习的优势。
针对以上问题，“面向新工科专业知识体系的电子电气类在线开放课程群及平台建设探索与实践”项目（以下简称“项目”）的主要建设思路，是在中国高等教育学会“十三五”高等教育科学研究重大攻关课题“互联网+”课程——在线开放课程群的“电子信息类专业核心课在线开放课程群”子课题研发基础上，以新工科建设需求为目标，深入调研新工科专业知识体系教学需求，以“梅耶学习模型”为指导，提出基于“知识项链”的专业核心课程群建设的思想，以“知识图谱”为骨骼，构建课程群脉络；以在线开放课程资源、在线题库、新形态教材等的建设为肌肉，充实课程群内容；与在线开放课程平台结合，探索在知识图谱引导下的课程群建设、展示、运行新途径，给学习者全新的、不同于校内学习的新体验；以知识图谱为导向，将在线开放课程学习从“面向课程学习”向“面向（微）专业学习”转换，建设一个满足新工科建设需要的、面向学生/教师/高校多方面需求的新的在线开放课程培养体系平台。
电子信息类专业包含电子信息工程、电子科学与技术、通信工程、微电子科学与工程、光电子科学与工程、信息工程等专业，各专业有很多具有共性的核心课程。项目首先对各专业的核心课程进行了梳理，将电子信息类核心课程分为几个方向：
（1）电子线路类课程：包括“电路分析”（“电路基础”）、“模拟电子线路”、“数字电路与系统”等以“路”的方式分析和设计电子系统的课程。
（2）信号处理类课程：包括“信号与系统”、“数字信号处理”、“图像信号处理”、“语音信号处理”等关于物理信号的建模与分析方面的课程。
（3）场与波类课程：包括“电磁场与波”、“微波技术”、“电磁兼容”、“天线技术”等以“场”的方式分析和设计电系统的课程。
（4）通信类课程：包括“通信原理”、“信息论与编码”、“数字通信”、“交换原理”、“移动通信”等通信方向的核心课程。
（5）其他类课程：包括“微处理器与接口”、“嵌入式系统”、“数据结构”（面向电类要求）等专业必需的课程。
为了能够更深入地研究专业核心课程群建设，本项目在这些课程中挑选了“信号与系统”“数字信号处理”“电磁场与电磁波”“低频电子线路”“高频电子线路”“数字电路与逻辑设计”“通信原理”“信息论与编码”8门核心课程。课程建设团队汇集了东南大学、北京航空航天大学、北京邮电大学、北京交通大学、西安电子科技大学、电子科技大学等高校作为牵头学校，几十所不同层次高校教师以及高等教育出版社、爱课程、网易等单位共同合作建设。建设团队在国家精品课程、国家精品资源共享课程、视频公开课和MOOC建设等方面取得过很多成果，建设了大量的优质教学资源，具有丰富的开放课程建设经验，为课程群建设及课程资源建设打下坚实基础。
项目内容主要包括以下几个方面：
1.1 知识图谱
建设分两个阶段进行。首先，各个课程组通过组织各个高校具有丰富课程建设经验的一线骨干教师及专家对课程知识点进行梳理和讨论，构建各个课程的知识图谱。然后，项目组汇总各个课程的知识图谱后，形成了8门课程的知识图谱初样，8门课程共1520个知识点，并返还给各个课程组，进行课程间交叉关联，最终形成了各个课程间交叉关联的电子信息课程群的知识图谱。知识图谱的框架结构如下：
（1）编号：EIcccxxxx
其中：EI:固定的前缀，表示电子信息；
ccc:表示课程编号；
xxxx:表示课程内知识点编号。
目前确定了下面8个课程。
101:低频电子线路
102:数字电路与逻辑设计
103:高频电子线路
201:信号与系统
202:数字信号处理
301:电磁场与电磁波
401:通信原理
402:信息论与编码
（2）知识点名称：少于20字。
（3）概要说明：100字以内。
（4）关联知识点：后面接关联知识点编号。
（5）专业代码：课程核心相关的专业的代码（按照教育部最新专业目录）。
（6）等级：相关的难度信息。A:简单；B:中等；C:较难。
（7）备注：一些其他的注解。
图1给出了“高频电子线路”课程的知识图谱部分截图作为示例。从截图中可以看出，每个知识点给出了丰富的参考信息，不仅包含了知识点的编号、名称、概要说明，还给出了相关的先修和后修知识点、相关专业以及掌握等级等信息，可以为平台展示“知识项链”提供依据，同时也可以对学生对专业学习提供帮助。
图1 高频电子线路课程知识图谱（部分）
1.2 在线开放课程
知识图谱建立以后，各课程在知识图谱的引导下，开展了在线开放课程的建设、完善和应用方面的研究工作。项目课程群新开设9门MOOC，MOOC上线数量从12门提高到21门，其中有17门课程入选国家级精品在线开放课程。相关的MOOC课程资源优质，辐射面广，截至2020年3月，共计开课140多轮次，在线上、线下应用中取得了丰富的经验和成果。疫情期间，项目相关MOOC为高校开展在线教学发挥了积极的作用。
1.3 数字资源
项目以知识图谱为纲，目前已建设了一批可用于在线课程的能够反映课程特点，支持课程教学过程，较为成熟的多样性、交互性辅助资源，包括：试题5387道，视频1063个，工程及实验案例58个，动画196个，电子教案19套。
2 基于在线开放课程群建设的教育出版转型实践
《教育部关于“十二五”普通高等教育本科教材建设的若干意见》【教高〔2011〕5号】中指出：“鼓励编写、出版适应不同类型高等学校教学需要的不同风格和特色教材；积极推进高等学校与行业合作编写实践教材；鼓励编写、出版不同载体和不同形式的教材，包括纸质教材和数字化教材”[6]。随着信息技术的快速发展，知识的传播方式和学习方式也发生着革命性的变化，高校教学模式的转变对教育出版行业也提出了新的要求，教育出版产品的形式从传统的纸质教材向融合数字资源和教学服务的新形态产品转变。强化互联网思维，传统媒体和新兴媒体融合发展，是教育出版行业的必然发展方向[7]。
基于“面向新工科专业知识体系的电子电气类在线开放课程群及平台建设探索与实践”项目的研发成果，高等教育出版社以融合数字资源和教学服务的新型出版方式进行了在线题库、数字课程、新形态教材等产品的出版，以期让优质在线课程资源在高校的教学中得到更好的应用和共享。
2.1 在线题库
随着信息网络技术在教育教学中的广泛应用，高校对学生学习效果的检测方式日趋多样化。传统的线下试卷考试的方法需要教师投入较多的时间和精力进行试题编制、组卷，试卷的批阅和成绩结果的统计工作量较大。高等教育出版社“爱习题测评系统”实现了与高教社网络教学平台、Abook新形态教材平台等高教社教学平台的试题共享功能，以方便广大高校教师出题、选题、组卷为核心，可以更全面地支持数字网络化时代背景下教师教学和学生学习。具体功能包括：
（1）支持策略组卷、人工组卷及策略组卷后人工进行调整，试卷可导出为word文档；
（2）可加入教师私有题库，实现“私有题库+授权题库”混合组卷；
（3）教师和学生可分别在线使用题库布置和完成作业，查看作业统计；
（4）提供PC端和移动端访问，实现多终端应用；
（5）可生成平台试卷与教材关联的二维码，教材读者扫描后可进行移动端自测答题。
此外，PC端、移动端等多终端测评及统计分析等正在开发的功能将有助于教师全面了解学生学习效果。
在知识图谱的框架下，项目的8门核心课程在线题库在“爱习题测评系统”平台（以下简称爱习题平台）进行建设。这8门课程在线题库将知识图谱标签引入爱习题平台，使得每个题目不仅是原先简单孤立的题目，而是将具有知识点以及专业属性的整体中的多个个体融为一体，从而在专业人才培养中发挥更大的作用。图2以电子线路基础课程在线题库为例，展现知识图谱框架下的题库结构。
图2 电子线路基础课程在线题库
2.2 数字课程
数字课程云平台（icc.hep.com.cn）是高等教育出版社进行数字课程的出版和开展定制应用服务的网络平台。数字课程是将教学内容、教学活动和教学环境（课程云平台）有机融合的新型数字出版产品，能够促进优质教学资源在课程教学中的应用，满足学生个性化学习的需求。数字课程的主要创新点体现在：①实现优秀在线课程建设成果教学应用；②有效保护数字知识产权；③建立良好的教学资源共享发展机制[8]。
目前数字课程云平台已覆盖全国数百所高校，累计开设课程近2000门，注册教师、学生15万余人。基于项目建设的国家级精品视频公开课、精品资源共享课、中国大学MOOC等在线开放课程优质资源，截至2019年底，高等教育出版社策划出版了一批电子信息类核心专业课数字课程。图3为高频电子线路数字课程页面展示。
图3 高频电子线路数字课程
数字课程的主要特点如下。
1）媒体形式和内容素材呈现教学内容
数字课程的呈现方式可以采用视频、音频、文本、动画、图片、PPT等多种媒体，学科前沿、工程应用、实验案例、辅学指导资料等均可作为数字课程教学素材，且可以及时更新，使课程内容和形式更为丰富。
2）线上及线上线下混合式教学的实施载体
通过数字课程教学平台，授课教师可以安排学生进行课前预习、线上学习及课后复习，把握课程的教学进度，针对不同学习需求，创建个性化的学习周期。通过将不同的教学活动（讨论、资源浏览、答疑、作业、在线测试等）进行组合，提高教学效率，检测学生学习效果。
3）生成教学过程的形成性评价
通过数字课程云平台，授课教师可以了解学生学习进度，记录学习活动，评价学生参与教学的程度和效果，生成教学档案。过程性评价与总结性评价相结合，教师可以及时获得反馈，调整教学进展和内容，开展精准的教学活动，从而提高教学质量。
4）可实现多终端访问，交互性强
数字课程云平台既可以从PC端web访问，也可以从移动端访问。移动端APP除了可以利用数字课程开展教学活动外，还可以实现信息发布、课堂点名、课堂投票等功能，如图4所示，便于教师进行课堂管理，了解学生课堂学习效果，增强了传统课堂教学的师生交互性。
图4 数字课程平台APP部分功能
2.3 新形态教材
新形态教材是将纸质教材与数字资源一体化设计、深度融合的一种新型教材出版模式。它丰富了教材内容展现形式，使纸质教材内容更加精练，内容更新快捷方便，为学生开展个性化、探究式学习提供了空间。高等教育出版社新形态教材可以通过教材配套的课程网站（www.abook.com.cn）和二维码平台（2d.hep.com.cn）将数字资源与纸质教材进行一体化设计，如图5和图6所示。基于项目建设的电子教案、视频、图片、动画、习题解答、拓展学习、程序、自测、附录、案例等数字资源，高等教育出版已出版一批信号类、电子线路类、通信类新形态教材，在高校教学中发挥了积极的作用[8]。
图5 教材配套课程网站页面示例
图6 教材配套二维码示例
3 结语
新经济和新产业发展对高素质的工程技术人才培养提出了新的要求。随着我国“新工科”建设行动计划的实施和不断推进，高校教学内容、教学方法、人才培养模式也随之发生了深入变革[9]。教育部新工科研究和实践课题“面向新工科专业知识体系的电子电气类在线开放课程群及平台建设探索与实践”提出了基于“知识项链”的专业核心课程群建设的思想，以“知识图谱”为骨骼，以在线开放课程资源、在线题库、新形态教材等的建设为肌肉，与在线开放课程平台结合，探索满足新工科建设需要、在知识图谱引导下、开辟了面向学生/教师/高校多方面需求的课程群建设、展示、运行、应用的新途径。基于项目的研发成果，高等教育出版社以融合数字资源和教学服务的新型出版方式进行了在线题库、数字课程、新形态教材等产品的出版，使优质在线课程资源在高校的教学中得到更广泛的应用和共享，在推进教育出版的数字化、网络化、智能化、多元化转型，为广大高校提供符合“互联网+”“智能+”教育环境下的教学产品和资源方面进行了有益探索与实践。
参考文献：
[1]吴岩.应对危机化危为机主动求变做好在线教学国际平台及课程资源建设[J].北京:中国大学教学,2020(04):416+60.
[2]教育部办公厅关于推荐新工科研究与实践项目的通知[EB/OL].http://www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/201707/t20170703_308464.html.
[3]吴爱华,杨秋波,郝杰.以“新工科”建设引领高等教育创新变革[J].武汉:高等工程教育研究,2019(01):17+61.
[4]梁军,侯迪波,张光新.新工科背景下自动化专业课程教学体系的优化重构[J].北京:中国大学教学,2019(09):1521.
[5]杨宗凯.高校“互联网+教育”的推进路径与实践探索[J].北京:中国大学教学,2018(12):1316.
[6]教育部关于“十二五”普通高等教育本科教材建设的若干意见[EB/OL].http://www.moe.gov.cn/srcsite/A08/moe_736/s3885/201104/t20110428_120136.html.
[7]陈晓光.教育出版融合发展的实践与思考[J].北京:中国编辑,2020(01):49.
[8]林金安,吴雪梅,赵晓媛,李光跃.互联网时代教育出版新模式的思考与实践[J].北京:中国编辑,2015(06):912.
[9]段蓉,朱金秀,杨春伟,陈慧萍,张亚新.基于新工科的多元协同人才培养评价层次分析模型[J].南京:电气电子教学学报,2020,42(03):48.
