电子书包系统构建及其教学应用创新研究

王开

（河南牧业经济学院 现代教育与实验中心，河南 郑州 450044）

电子书包系统构建及其教学应用创新研究

王开

（河南牧业经济学院 现代教育与实验中心，河南 郑州 450044）

电子书包在我国的发展已经有十余年，其硬件发展已初见成效，建设教学资源和加强应用服务是电子书包今后发展的侧重点。电子书包学习终端为教学活动的开展提供硬件支撑，学习内容是学习者使用电子书包的学习对象，学习工具和学习平台为教学搭建数字化环境。电子书包打破传统的教学模式，构建数字化课堂，为学习者自主进行个性化学习提供服务支持，并将课堂拓展到真实的教学生活情境中，实现随时随地的移动学习。

电子书包；数字化课堂；个性化学习；移动学习

信息技术的高速发展推动着教育的变革，教育信息化伴随着各种无线网络及云服务技术的普及有了新一轮发展。其中电子书包的发展及应用更是带动了新的产业链，吸引了出版、教育、电子等领域的高度关注。近年来，电子书包可谓炙手可热，被公认为教育信息化的重要载体。当前，虽然电子书包终端设备及功能设计的基本技术已相当成熟，在教学实践中的应用也初有成效，但电子书包教学资源仍相对单一匮乏，仅仅是多媒体资源在不同硬件平台的简单转换，电子书包在教学应用中也不够灵活，并未深入与教学结合充分发挥其优势，其相应的教学应用服务也不够到位。这些问题都亟须解决。

一、电子书包的发展及现状

（一）电子书包的发展

1999年7月，新加坡教育部在一所名为德明的中学内试行了首批163个电子书包。新加坡被称为“第一个走进电子书包时代的国家”[1]。随后电子书包的发展逐渐蔓延开来。2000年12月，法国哈瓦斯出版公司生产的电子书包在东部城市一所学校里使用，法国是欧洲地区最早推行电子书包的国家。[2]2001年4月，马来西亚教育部开始在吉隆坡及其周围地区约200所学校试验性推广电子书包。[3]日本邮政省与文部省合作自2000年开始编写电子课本，2010年10月日本通讯部在10所小学进行电子课本试用，次年参与学校增加到50所。2007年，韩国教育部正式启动电子课本项目，计划到2015年所有学校的纸质课本将被电子课本取代。2008年，电子书包在美国已有在低收入学区导入的成功案例，2012年美国计划未来5年推动交互式数字化课本在全美K-12学校普及和应用。[4]2011年，电子书包被列入未来一年内对教育产生重大影响的技术。据克里夫兰市场咨询公司的调查报告显示，世界上已有至少50个国家计划推广“电子课本”。[5]

早在2001年，北京、上海等城市就曾开展过电子书包试点项目，但未实现大规模应用推广。台湾在2002年就有比较完整的电子书包计划。2003年，香港10所小学正式推行电子书包试验计划，效果良好，并开始向全港1000多所中小学推广。[6]2008年国内联想、汉王科技等IT公司和人教社、广东出版集团等单位联合，提出中国中小学电子书包实施方案。各大计算机厂商、出版社和教育资源中心都开始建立自己的电子书包研究团队，研发电子书包相关试验产品，构建网络交互平台。2010年由华东师范大学牵头成立电子课本与电子书包标准专题组，开展标准研制工作。目前上海、扬州、佛山、沈阳等地已开展了电子课本和电子书包进课堂的相关研究及教学实践，尤其是上海虹口区的基础教育电子书包计划和广东佛山南海区的“智能课堂（电子书包）”备受关注。

（二）电子书包的研究现状

电子书包从发展到现在，其概念都未有一个明确的界定，随着自身逐渐演变不断被丰富。目前对其概念界定主要有以下两种：第一种是工具说，认为电子书包是承载教学资源的一种移动终端设备；第二种是平台说，认为电子书包是数字化协作学习空间，为学习者构建基于网络的个性化学习环境。无论是哪种概念的界定，它们都涉及移动终端、教学资源、学习平台、电子工具。笔者认为，电子书包的名称采用了传统书包的隐喻，是对一种学习专用系统的形象化描述。电子书包以网络和移动设备为基础，以虚拟学具为支撑，整合数字化学习资源，连通学习服务平台，集成信息化环境，构建数字化学习空间，最终形成一种新型教学系统。随着电子书包在教学中的进一步实践应用，其功能将更加优化，其概念也将得到不断完善。

电子书包的研究热度一直有增无减，主要集中在以下几个方面：一是电子书包的标准与技术，包括电子书包的各项标准及架构、研制状况及趋势、技术应用及融合等。二是电子书包的理论探讨，主要包括电子书包的概念、学习资源设计、学习过程设计及教学评价等。三是电子书包的应用研究，包括课堂教学应用实证研究、电子书包课堂教学模式和教学策略研究、电子书包产业发展应用、教育创新实践、电子书包应用推进策略等。

随着电子书包自身定位的不断转变，其研究热点也在逐渐变化，从最初集中研究承载教学资源的移动终端设备，重视电子书包软硬件的研制、电子教材制作，逐渐转向重视计算机网络支持的学习平台搭建、网络虚拟教学环境的建设及电子书包教学应用研究。

（三）现有电子书包设计的得失比较

电子书包在我国的发展已有十余年历史，早期对电子书包的建设，专注于硬件的开发层面。硬件开发经过一段时期的发展初具规模后，对电子书包的关注开始从终端产品硬件配置转换到终端产品的软硬件整合，从关注“实”的硬件层面转化到“虚”的应用服务层面。目前常见的电子书包基本处于辅助性的学习资源包的定位，针对中小学生的学科学习辅导研发，提供学习辅导方案。电子书包不仅仅是传统书包的电子化，是装载各种信息化学习资源的硬件，而且是一个集成教学资源、虚拟学具、学习服务平台的数字化学习空间。电子书包系统需要和校园网系统、学习公共服务平台等整合在一起，才能发挥电子书包的作用。

电子课本是电子书包系统中重要的教学资源，为教学过程提供数字化的内容资源支持，课本的阅读是多人参与、即时互动的。电子课本是教学的工具，其承载的知识要按学生心理发展阶段以合理的次序呈现，要有完备的学科知识体系，要具有特定的教学目标。电子课本不但要基于出版社内的数字化编纂流程，更要适应数字教学环境和各种电子终端。课本由纸质向电子的华丽变身，不仅仅是简单地将纸质课本电子化，电子课本既要具备课本的基本属性，遵循教育出版规律，还要兼顾教学规律，为学习者构建个性化学习环境。

电子书包作为一种运用现代信息技术构建的面向学生个性发展的移动基础教育综合服务系统，除了提供电子课本的大量装载和阅读笔记功能外，还必须提供学习活动所必需的虚拟学具和学习服务支持，如高互动课堂教学应用服务，学习记录、进度管理与评价服务，家校互动服务，电子课本、虚拟学具的管理及应用关联服务等。如果没有这些服务，那么电子书包也仅仅只能完成简单的课本搬家。电子书包的发展理念应逐渐从关注电子书包架构本身向关注其应用的服务层面转变，突出电子书包教育教学的系统功能架构，促进学生的能力发展，除了能支持每个学生随时随地学习，还能提供满足学生需求的个性化学习体验。

二、电子书包系统构建

电子书包在其发展的过程中存在着一定的问题，网络支撑平台不够完善、教学资源缺乏、教育应用理论匮乏是其发展的瓶颈。电子书包的构建必须同时考虑移动终端、教育内容、服务平台三个核心要素。[7]电子书包系统主要包括学习终端、学习内容、学习工具和学习平台四大部分。[8]系统中的四大要素“软”“硬”结合，共同构成电子书包系统。

（一）学习终端

学习终端是为学习活动的开展提供硬件支撑的电子教育设备，是使用电子书包进行教学和学习的主要媒介。随着科技的发展，学习终端硬件设备的功能也不断增强，为电子书包系统提供有力的硬件基础支持，除了有较强的学习功能外，还具备开放式操作系统、辅助学习软件等，能够集成网络环境，承载各类学习工具和学习服务。电子书包常见的硬件设备以电脑、手机、手持电子阅读器等为基础，其主流操作系统有Android、iOS、Windows等，其产品有汉王电子书包、优课电子书包、诺亚舟电子书包等。尽管不同品牌的硬件设备其制式标准不同，如操作系统、屏幕大小、外观重量等会有些差异，但这些硬件设备都需要具备利于教师教学和学生学习使用的优势，例如支持无线网络连接，便携美观，长效耐用，操作便捷，使用者利用触控屏幕便可进行操作，设计人性化等。电子书包的最终用户主要是教师和学生，教师端需要满足其“教”的需要，学生端要本着促进学生发展的理念，满足学生的“学”，构建个人学具集，为学生提供个性自主化的学习环境。教师端的系统配合支持学生端的“学”，满足教师教学需要的同时也满足教师个体自身的专业发展需求。

（二）学习内容

电子书包系统中的学习内容包括电子课本、电子书和泛资源，是学习者使用电子书包时的学习对象。电子课本是电子书包中的核心学习内容，是传统教科书数字化之后形成的具有教育教学属性的数字出版物，是学习者使用电子书包进行学习的主要内容，是一种特殊的教育专业电子书，具有阅读性、教学性、富媒体性、交互性和开放性。电子课本突破传统教材的时空限制，可按需修订、及时更新，富有与时俱进的生命力。电子课本的开发，一方面要吸收现有电子出版物格式的优点，实现电子课本内容的交互操作；另一方面还要结合学习者特征，重视知识内容媒体展现的教育特性。如英语科目的电子课本可具有课文点读、重点词汇检测、情景动画等多种功能，利于学生提高英语听说读写能力。语文科目的电子课本应具有朗读欣赏、句段解析、背景介绍等功能。数学、物理、化学等电子课本可插入实验视频、难点解析、知识归纳等。这些功能的引入可以结合知识特点，让电子课本真正活起来，通过多元化的媒体形式进行展现，打破传统课本的一成不变，激发学生的学习兴趣。大象出版社、海燕出版社、北京中宽华视网络技术有限公司联合开发的“ADP5学习平台”，集成了灵活可定制的全媒体内容资源库管理系统，有电子书制作工具、多媒体采集工具、APP制作工具等，实现了数字内容的采集录入、制作加工，以及数字出版物的版权和发布渠道的全面管理。除了固有的电子课本资源，电子书包中还要有与之相匹配的教辅资源，如电子习题册、课外读物等。电子书包的学习内容具有多样性和开放性，电子书包硬件与网络的连接使其除了包含有正式的学习资源之外还有更多其他非正式的海量的网络资源，打破了传统教科书学习内容定量的限制，利于学习者认知范畴的扩展。教师可以通过教师端平台对一些课外扩充资源进行上传整理，供学生学习，学习者也可以通过学生端平台对自己通过不同途径获取的学习资源进行分类归档。

（三）学习工具

学习工具是各类虚拟学具的集合，虚拟学具是相对于传统教学中学生使用的学习工具定义的，是和电子书包硬件相匹配的服务于学习活动的教学软件系统。电子书包中虚拟学具是服务于学习活动的程序软件和服务应用的统合，是学具和学习工具两者发展的集合体。[9]例如辅助英语教学的背单词软件、美术学习的绘图应用软件、教育游戏软件、电子阅读软件等。从学科角度划分，可分为通用工具和学科工具，如结合认知科学和学习理论设计的促进学习活动优化的概念图等新兴工具，可以协助学生梳理知识框架，汇总重难点，这一工具适用于各个学科。传统物理性的学习工具数字化为学生的学习活动提供工具性的支持，如英语学科用的电子词典，数学学科用的量角器、圆规、几何画板等工具。学生可以使用学具进行自主学习，也可以使用班级学具与其他使用者开展协作学习，通过网络实现交流沟通、资源共享、群组管理等。

（四）学习平台

建设电子书包客户端的师生教育教学应用和服务平台的系统功能，确立数字化教育教学应用及资源架构，是电子书包发展的首要任务，包括互动教学平台的软硬件建设，数字版权保护机制的建设，教学资源库的建设，知识体系构建、管理与维护，电子书包服务体系建设等。学习平台为电子书包系统提供各种学习服务，解决互操作性问题，包括互动课堂教学服务、学习记录、进度管理、学习评价、家校互动、智能学伴等。电子书包根据不同的学习目标、学习内容、学习个体、学习方式和学习情境提供学具与服务的分级配置与关联推送，利用提供资源、工具、服务的云端来构建个人学习环境。云计算为电子书包服务系统提供了保障，大量的有关学习者的信息数据都存储在云端服务器，使得无论是教师还是学生只要拥有自己的账户，便可在终端登录获取自己的信息资料，每个使用者都有自己专有的电子学档信息，通过云端平台的服务，实现教学资源共享、信息发布、答疑互动、电子作业等功能。大象出版社建构的“大象数字化教学系统”整合了教材内容、拓展训练、测试、互动答疑、统计分析等多项功能，教师和学生可以通过平台统一的身份认证在电子书包终端登录进入系统，教师可通过教师端系统上传整理教学资源，发布教学信息及布置作业，对学生进行评测答疑，为学生进行组卷测试，通过系统的统计分析了解学生的学习情况。学生可以在学生端进行自主阅读学习，与教师和同学开展互动答疑，通过课后测试进行学习评价。错题本功能为学生巩固知识提供便利。电子书包在信息技术支撑下，由学习者设计、建构、管理的以学为中心的个人学习环境，支持每一个学生随时随地学习接入，满足每个学生需求的个性化学习体验。

三、电子书包在教学中的应用

电子书包的教学系统包括课堂教学和课外教学，教师使用电子书包在终端进行备课、专业教学、学科管理等，学生则用其进行课程学习和定制个性化自主学习计划。基于电子书包开展的教与学活动，可分为正式学习和非正式学习。正式学习包括课堂测试、反馈统计、游戏竞赛、课堂自主学习、电子化作业、考试；非正式学习包括自主智能练习、协同探究等。电子书包的教学应用有多种，主要有数字化课堂、个性化学习、移动学习。

（一）数字化课堂

数字化课堂不是简单的“课堂搬家”，教师要根据教学内容的特点对教学目标、教学过程、教学评价等进行全面设计。电子书包可将传统课堂的课前、课中、课后各环节有效关联起来。课前，教师将教学内容及重点在平台上向学生发布，学生使用电子书包进行预习，并将预习的结果通过电子书包及时反馈给教师，教师根据反馈结果可及时调整课堂教学。

课中的教学活动采用主题探究式教学模式，其在课堂教学过程中的应用包含播放情境、提问情境、分析情境、协作情境和点评情境。学生是学习的主体，开展协作学习、自主探究，解决问题，进行知识建构。教师是学生的导学者、促学者、助学者、评学者。学生基于电子书包的主题资源检索与使用过程，提高对资源的信息加工能力。教师有效指导下的学生基于电子书包的主题探究学习过程，让学生通过讨论交流提升其解决问题能力。电子书包形成性评价与学习诊断的支持提高了教师对课堂的组织和掌控力度及效能，如电子书包具有即时练习测验功能，其统计分析工具可快速反映学生的学习效果，教师在课堂上就可以安排随堂小测验，即时对学生的学习效果进行反馈评价，有效提高学习效率和学习积极性。

课后教师根据课堂教学效果发布作业，学生完成后提交，供教师批改。学生如果有问题，可以与教师和同学进行答疑互动交流，教师在线个别辅导，实现班级差异化教学。教师还可利用电子书包中已有的试题库，组成测试试卷，供学生测试，及时掌握教学效果。学生在完成教师布置的作业和测试后，还可以自主选择练习进行测试，自我检验学习效果。系统错题本将及时收集学生错题，便于学生进一步巩固知识。

数字化课堂能将传统的课堂进一步延伸至移动课堂，搭建“云课堂”，电子书包的移动性可以使课堂教学系统拓展到真实的生活情境中，打破传统的时空限制，实现随时随地学习。

（二）个性化学习

电子书包的优势主要是利于学生个性化的学习，持续跟踪和评价学生课堂内外的学习情况。个性化的学习特征资料库是动态的，跟踪每个学生的学习过程，具有学生评价反馈机制，系统对学生的学习情况实时记录，对其学习情况做出正确评估，动态调整学习计划。学习者根据自身学习需求自主选择学习内容，并完成针对自己的个性化评测；系统根据学习者学习的具体情况，给出个性化的反馈意见，为学习者下次学习提供依据。电子书包支持个性化的普适设计，不断调整学习可达性，使每个学生获得成功的体验。

电子书包作为一种个人学习环境，个性化、移动性、按需服务是其发展的关键。[10]电子书包学习环境要从学生的角度出发进行创建，根据不同的学习需求和学生个体特征，将学习内容、工具和服务有机进行组织和安排，支持学生自主学习和终身学习。电子书包的服务体现的是其所承载的教育理念和教育功能，一般表现为软件系统或服务平台的支撑。全方位、开放式的支持体系和服务平台，结合学习者的学习需求和学习情境进行关联运作，给学生提供网络教学内容和辅助性的学习资源，服务于学生的整个学习生活，这样电子书包才能真正实现其价值。

学生可以根据个人学习需求，订阅云端资源、学习工具及各类应用服务。学生的各项学习行为、学习过程将被有效记录，系统会根据这些记录的数据信息进行挖掘分析，分析学习者的知识基础和认知能力，判断学生的学习特征和兴趣偏好，将学生可能感兴趣的或是需要强化的知识推送到学生端，供学生自主开展个性化学习。电子书包系统中的错题本就是个性化学习功能的体现，学生的每个测试都会被记录，做错的题目会自动收录到错题本中，学生可以针对错题本中的习题进行有针对性的强化学习，错题本会自动根据学生的掌握程度对新老错题实时更新，避免重复无效的练习，提高学习效率。个性化学习过程中系统对学习者的学习过程有详尽记录，对学习者的评价也更深层次和多元化。

（三）移动学习

电子书包本身的软硬件特点为学生的移动学习提供了可能。首先，电子书包轻便灵巧、网络联通性好，为学习者随时随地地学习提供便利。其次，电子书包的学习资源广泛，可满足学生正式学习和非正式学习的需要。最后，电子书包系统具有关联特性，微观的学习内容、学习工具、服务和用户之间的关联，中观的班级、课堂和群体的关联，宏观的家庭、社会和学校的关联。学习者可在网络上自发地合作与交流，开展协作学习。电子书包既能满足学习者个性化学习的需求，又能为学习者构建共同的学习体，实现学习者协作探究深入学习。

电子书包支持的移动学习不是简单的网络学习搬家，而是与学习内容真正的深入融合，实现学习者随时随地进行主动性学习。移动学习可以是非正式的学习，也可以是课堂教学的延伸。学习者可以使用电子书包感知真实环境的信息，实现情境化学习。深度的情境交互体验可以提高学习者的学习效果。如台湾“中央大学”设计了一个可支持小学探究式自然实验课程的移动学习环境，以平板电脑为移动学习装置，搭配无线网络学习环境，支持教师室内及户外教学活动，并兼顾实验设计、资料收集及在学习社区中与同学分析讨论等一系列自然实验课程需求。[11]再如在英语学习方面，学习者可以通过电子书包中的背单词软件随时随地在现实情境中进行单词记忆，通过自身主动的认知加工将信息转化为知识。学习者还可以通过背单词游戏在娱乐中学习。电子书包为学习者提供了多样化的学习方式，学习者学习的个性化和自主性将得到充分发挥。

四、结语

电子书包的出现颠覆了原有的教学模式，教师讲课由传统型的课堂讲授式转变成面向学习者的个性化指导，学生的学习环境从课堂扩展到真实的情境中，学生的学习内容从教科书扩展到泛在的学习资源，学生的学习方式由接受式的知识学习到有意义自主探索发现式的发现学习。在这样的教学过程中，教师怎样运用电子书包开展课堂教学，进行教学情境构建？电子书包教学应用模式有哪些？电子书包教学实践中存在什么问题？应建立怎样的评估模型来对学生学习过程进行评价，促进个性化学习？这些都是电子书包实际应用中需要研究的问题。现如今学习资源的缺乏阻碍了电子书包的课堂教学实际应用。完善与课程内容相关的数字化课程资源系统，配套辅助性教学服务，软硬结合，电子书包教学系统才能充分发挥其功效。电子书包的发展还很短暂，不够成熟，在现实使用中的确还存在着一些问题。打造未来课堂是教育者们心中的美好愿景，电子书包也需要在教学实践应用中不断升级，逐步形成完善的资源管理和使用机制。

[1][2]祝智庭.教育信息化的新发展：国际观察与国内动态[J].现代远程教育研究,2012，(3)：3-13.

[3]李林,王冬,覃文圣等.论电子教材取代纸质教材发展趋势的必然性[J].中国信息界,2011，(5)：42-44.

[4]新民网.“电子书包”推广且行且慢[DB/OL].http://news.xinmin.cn/rollnews/2012/04/14/14405554.html,2012-04-14.

[5]中国广播网.逾50国家计划推广“电子课本”需防范科技次生危害[EB/OL].http://www.cnr.cn/allnews/201204/t20120415_ 509449578.html,2012-04-15.

[6]张迪梅.电子书包的发展现状及推进策略[J].中国电化教育,2011，(9)：87-89.

[7] IT世界网.“新”电子书包理念：教育内容+移动终端+服务平台[DB/OL].http://www.it.com.cn/f/market/097/9/767364_ pre.htm，2009-07-09.

[8]吴永和,祝智庭,何超.电子课本与电子书包技术标准体系框架的研究[J].华东师范大学学报(自然科学版),2012，(2)：70-80.

[9]郁晓华,雷云鹤,祝智庭等.变革理念下虚拟学具标准研制现状梳理与体系框架[J].现代远程教育研究,2013，(2)：68-75.

[10]祝智庭,郁晓华.电子书包系统及其功能建模[J].电化教育研究,2011，(4)：24-27.

[11]余胜泉,李晓庆.电子书包对教育的核心价值是什么（下）[J].人民教育,2014，(5)：35-39.

(责任编辑 孙震华)

An Innovative Research on Electronic Schoolbag System Construction and Its Instructional Application

WANG Kai
(Modern Education and Experiment Center,Henan Institute of Animal Husbandry Economy,Zhengzhou,Henan,China 450044)

The E-schoolbag has developed for more than ten years in our country.The hardware development has achieved an initial success.The construction of teaching resources and the reinforcement of the application service for E-schoolbag shall become future development focus.The learning terminal of E-school bag provides the hardware support for teaching activities.The learning content is the learning object for learners.The learning tools and learning platforms have established digital instructional environment.The E-schoolbag has changed traditional style of instruction,structured digital classroom,provided services for personalized learning,brought classroom teaching into an actual life situation and realized mobile learning at any time and any place.

electronic schoolbag;digital classroom;personalized learning;mobile learning

G434

A

2096-0069（2015）02-0054-06

2014-12-15

王开（1987— ），女，河南南阳人，河南牧业经济学院（英才校区）现代教育与实验中心教师，硕士，研究方向为现代教育技术原理。E-mail：370106400@qq.com。