大数据时代数字化教材建设及其应用的思考

印第安纳州立大学（美国）、中国海洋大学 赵 诚

科学和数学教育的运作机理是什么？直到最近，这个问题仍鲜有坚实的答案，多半还只是猜测、预感、营销炒作，以及源自小规模试点研究的推断。

但现在，一家隶属于美国教育部(Education Department)的机构正在收集一些真实的数据。它所使用的是一种已经改变了医学的方法：随机临床试验。希望这样的试验能够改变目前教育评估倾向于人文和定性分析的现状。研究人员表示：试验结果或将产生变革性力量。比如，一个新的研究结论是，教材的选择——课本、课程指南、作业和大小测验等——能够像教师那样，深刻地影响教学成果。一本差的教材至少跟一位差劲的教师同样糟糕，而一本好的教材则可以大大帮助弥补一位差教师的不足之处。

近期，笔者参观了山东潍坊某中学的翻转课堂模式及其运作。特别感到震撼的是，在仔细翻阅了这个中学的初中语文教科书和高中数学教科书（人民出版社和山东教育部门出版）之后，深感其内容和设计极为粗糙、呆板，信息量很小，信息化的教材无从谈起！面对这样乏味的教材（无论语文、物理还是数学），相信授课教师及其所在学校都必定会有一种无奈感——它们有用吗？即便教师有再多的经验积累，或学校愿意进行再大力度的投入，又能触发起何种明显的效果？难道基础教科书，就该是这样平淡枯燥，几无趣味可言的吗？如此下来，从事基础教学的教师们难免会感到工作中缺乏创新力量，常年简单机械重复的课程内容必然使其丧失工作热情。

反观美国学校的教科书和教材内容，由于教科书出版商受到市场的压力，在教材出版各个方面远远超越我国的同行。他们的实践证明，基础教材同样可以做成包含大量信息、精致、有创新的信息化教材，从而构建起一个快乐学习的理想环境。这也就难怪，我们国内只有大城市那些有名气、投入大、教师素质高、教学手段多样的中学，才有可能最大限度地规避刻板教材所产生的负面影响，拥有较高的教育质量；而广大基层中学的教育则必然落后。进而这也就形成了教育资源上的巨大差距，学校间年复一年拉大的距离更加导致了国内少数有名气的中学既垄断优秀师资和生源，又收取高昂不合理学费等弊端。

如果有了大数据时代的全方位、立体化、信息化的好教材，便可以大大弥补由于学校条件及教师水平差异所导致的优秀师资短缺的问题，缩小各地区教育发展水平不平衡的差距。对这样的好事，教育管理部门不应无所作为。

信息化大数据时代的到来，给各行各业带来极大的挑战和机遇，教育界的教科书行业首当其冲地受到了冲击。近年来，美国的教科图书出版商联手那些喜欢或依 靠写书为生的教师作家们，为了自我救赎，采取了一种把教科书和教学全方位商务服务绑定的方式，充分利用信息技术的优势，创新出了这样一种教材模式，其特点 为：涵盖了科学教育学的最新研究方法、课件视频、课件动漫讲解、人工智能的例题和作业题动漫讲解，以及系统庞大、分门别类、具有智慧特色的问题和习题库、及时的互动反馈、作业、大小测验，课程内容及时更新等等。

如此融庞大信息量为一体的模式，深刻改变了美国学校中基础课的教与学。涌现出了诸如世界上影响越来越大的在线教学系统：My Labffamp;Matering(MyMathLab)和Webassign这样强有力的高等教育教科书出版数学商务教育服务大数据平台,这些平台容纳了许多目前美国学校流行的基础课信息化教材。这样的商务平台，能够把授课教师从繁重机械的重复讲解基础知识时所消耗的大量体力工作中解放出来，同时又符合数学教育学规 律，从而提高学生的学习兴趣和知识水平。

这些平台具有两个显著特点：一是符合教育学规律的教学平台能够容纳各类数学课程和教材；二是每门课程的教科书、视频讲课、视频解答、习题库等在课程教学中运用的方法方式应有尽有。这些都是极为专业的团体做出来的。

以往我们谈大数据的优势，莫过于“我有这种数据，你没有”。在未来，数据和数据之间的关系构成的知识图谱，才是重中之重，而不是单纯的数据本身，它是一个无穷无尽的世界。大数据时代的数字化教科书及其平台也是如此。

附录

下面是My Lab ffamp;Mastering和Webassign这两个在线教学系统网站平台的简介，可以看到，这两个平台的建设规模和服务质量年复一年的迅猛剧增和提升。由于它们的功能比较齐全，在美国深受教师和学生的欢迎，影响力比较大。

My Lab ffamp;Mastering是世界领先的在线教学系统。该系统集合了在线作业，在线教程，及有效的评估模式，其主要特点是：能够让接受高等教育的学生们，得到一对一的符合每位学生的个性化的学习方式。这个教学系统能够及时反映记录学生是如何具体学习的过程，能够有效地提供提示性的指导，以便帮助他们更好地吸收课程内容和理解困难的概念。目前，这个系统每年拥有一千一百多万用户。

Web Assign是全世界范围内的一个强有力的在线教与学的系统。这个系统由致力于教育的教育专家设计，提供每时每刻的教与学的评价及信息反馈，涵盖众多的目前学校流行的各科常用教课书及习题库。美国主要的教科书出版商都与之建立了合作，使得这个系统拥有九百多种数字化教科书。每一年，Web Assign服务于一百多万学生，且覆盖两千三百多所学校。目前，Web Assign容纳了十亿多练习题库、考试题库及与实际密切联系的课题项目库。