高校数字教材建设难题破解与立体化开发

□文│陈山漫 李 强

信息技术的迅猛发展给当前教育教学理念和课堂教学方式方法带来了根本性影响。2018年10月，教育部发布《教育课程教材改革与质量标准工作专项资金管理办法》的通知，明确提出要“开展数字教材等新形态教材的研发、试点和推广”。[1]数字教材不是纸质教材的简单数字化，而是将科技融入教学方法的重要环节。作为一种新型教学资源，数字教材在培养学生的智力和创新能力方面具有强大的优势，其多样化的表达形式不仅使教学更具开放性，而且更能激发学生浓厚的学习兴趣和探究行为，加深学生对知识内在逻辑的理解。因此，准确认识我国高校教材建设面临的困境，剖析数字教材建设的核心要素，围绕数字环境建设、开发模式、应用模式及评价机制等多维度进行深度开发，对我国高校数字教材建设、推广、普及具有极其重要的意义。

一、“互联网+”教育时代高校数字教材发展成效

在“互联网+”教育时代背景下，随着移动互联网、人工智能以及区块链等新技术的快速发展，数字教材经过近20年的发展，得到了进一步的推广和使用。现阶段开发的数字教材采用数字形式，通过应用程序或互联网连接访问，可在电子书阅读器、平板电脑、智能手机或电脑上阅读。在功能上添加了超文本链接、多媒体对象、交互式工具、搜索和交叉引用、插图和热点、导航以及教师对计划、管理和监控的支持等特定功能。

在我国，从2002年人民教育出版社研发的手持式电子教材开始的十年左右的时间内，中小学教材的数字化进程较快，而高校教材的数字化进程较慢。2011年部分出版社开始尝试开发高校立体化数字教材，对于当时的技术而言，搜索功能是这类数字教材最大的特点，即师生可以直接通过关键词搜索与定位教材内容，但其交互性和学习支持有限。此后，我国出台了诸多政策推动数字化教材建设，各大出版社投入了大量的人力和财力开发数字教材。人民卫生出版社于2014年推出了首套国家级医学类数字教材，同年11月底，全套53种数字教材全面上线；[2]到2017年6月，该社数字教材发行27.7万册。[3]湖南大学出版社自2011年开始尝试立体数字高校教材的开发，到2018年机械工程专业系列数字教材趋于完善。浙江大学出版社于2015年研发完成“立方书”，到2018年已经出版了百余本课程型教材。可以看到，数字教材在我国高等教育的应用与发展获得了极大的关注。然而，由于许多高校没有真正转变授课模式，致使数字教材的使用量很少。

随着人工智能、大数据、云计算、物联网等技术的发展，我国高校教育工作者面临诸多挑战，一方面要满足当代学生多样化的学习需求，另一方面要应对21世纪教育含义日益复杂的现实。2018年教育部发布的《教育信息化2.0行动计划》是推进“互联网+教育”的具体实施计划，呼吁利用信息技术来改变教师的教学方式和学生的学习方式。高校数字教材的开发是否能满足信息化教学和个性化学习的需求，将是决定新一代移动交互式数字教材成败的关键。

二、数字化教材带来的学习文化转型机遇

数字教材具有传统纸质教材不具备的诸多优势，具有如可访问性、可移植性、准确性、交互性、灵活性等特征。但数字教材并不是一项新技术的一次性实施，而是尝试将新媒体文化深度融入学校教育教学大环境中,积极打造一种新型的“教与学”文化氛围。

1.增强互动合作

互动性是由教材内容和数字教材平台共同支撑的。在教材内容中嵌入的互动特征让学生可以在作为课程一部分设计的游戏时相互交流。而在数字教材平台上，笔记本功能是支持师生互动、增强生生互动的有效工具。师生之间可通过平台上的笔记本功能进行沟通交流，实现即时反馈功能，有效改善评价方式，使教师迅速掌握学情，为学生提供自我反思与评价的机会。同时，学生可以利用交流功能和互动特点在课堂项目或活动中进行协作，并在彼此的学习经验基础上交换意见和想法。

2.激发学习动机

数字教材提供有序的、多层次、多维度、高质量的多媒体资源，为信息化教学提供各类适切的素材，激发学生浓厚兴趣和探究行为，从而提升课堂教学效益。有研究表明，大学生更喜欢多模态内容和交互组件并善于利用它们。他们对新媒体和多媒体学习资料的偏好，使得他们在课堂上使用包括电子书在内的信息通信技术时，学习动机和欲望都有所增加。[4]通过使用数字教材，还可以弥补大学生在校内和校外媒体体验以及学习体验之间的差距，为学生自学探究提供有力支撑。

3.实现个性化学习

数字教材的推行期望通过为每一位学生提供适合其兴趣、才能和学习方式的学习内容，使学生能够进行个性化学习。首先，可根据学生的学情与知识能力水平，有的放矢，开发出符合学生能力层次的数字教材内容。其次，可使用数字教材平台中的学习管理工具来实现个性化学习。例如，利用数字教材的电子学习档案功能，学生可以管理学习进度，保存与学习成果相关的信息（如形成性评价的结果或教师对其课堂活动的反馈）。基于这些学习管理工具所积累的信息，教师可提供适合每个学生的额外学习材料。此外，嵌入在数字教材中的超级链接使学生能够进一步探索他们感兴趣的主题，推动学生的个性化学习。

4.培养自主学习能力

数字教材的内容和平台使学生能够进行自主学习并创造属于自己的学习资料。数字教材的设计目的是为学生提供各种资源，学生可以根据自己的兴趣爱好、学习方式和学习能力，通过访问数字教材提供的资源，“量身订做”适合自己能力的学习资料。数字教材还可以让学生成为自己学习资料的作者，他们通过数字教材提供的链接，将自己研究的信息制作成学习资料，利用其中嵌入的互动功能与他人分享并通过这种交互式功能从同龄人那里获得异步反馈。

5.促进师生角色转变

数字教材有助于构建以学生为中心的学习环境，实现教师和学生角色的转变。数字教材提供的多媒体工具和内容能吸引和激励学生，能根据他们的兴趣、能力和学习方式为他们提供个性化的学习路径，让学生由被动学习转为主动探究。但这也并不意味着当学生通过数字教材进行学习时，他们可以在课堂上各行其道，随机选择学习什么或获取哪些资源。教师作为学习过程的参与者和引导者，需要给予适当的指导和管理。此外，在以学生为中心的学习环境中，教师通过数字教材平台对个别学生进行指导和建议，可以与学生建立更积极的互动关系，师生之间的合作关系有助于学生提高学习水平。

三、高校数字教材建设面临的困难与挑战

当前数字教材的发展现状没有达到预期的效果，远未满足市场对结构良好、多媒体丰富的数字教材的需求，尤其高校数字教材的发展仍然缓慢，面临着诸多困难和挑战。

1.缺乏适合学生的数字学习环境

学习环境是伴随教学活动的出现而产生。数字学习环境是信息技术发展及其在教育中应用的产物，要成功地将数字教材应用到学校环境中，学校必须为数字化学习环境提供支持，学生也需要有便于携带的设备来使用数字教材。然而，高校现有的学习环境难以满足学习者在个性化支持和自我适应方面普遍存在的学习需求。学校提供的设备是固定的，不能确定所有学生离开教室后仍能使用与数字教材相匹配的设备。部分高校为学生提供教学平板电脑，增强使用数字教材的便利性。但是由于设备昂贵，大多数高校无法实现人手一台，致使学生离开课堂后，自带设备存在与数字教材不能兼容或数据库太大而无法加载的问题。此外，一旦教室配备了电脑或笔记本电脑，维护和升级这些设备的矛盾仍然存在。由于数字教材的参数过于宽泛，大量的附加功能增加了时间和预算限制，使数字教材维护成为一个难以解决的“顽疾”。

2.数字化“教与学”模式尚未成熟

目前，我国高校数字教材的教学应用还处于探索和发展阶段，尚未形成相对稳定的教学模式。数字教材虽然能支持自主学习和探究，但数字教材在课堂上的作用及地位较为模糊，尚未形成一套适用于数字教材的学习模式。有学者指出，数字教材的教学方法应该与传统教材区分开来，针对数字教材的特性开发一套行之有效的教学方法。[5]当教学方法被引入教学过程时，教师需要根据学科的教学目标和新课程的标准来确定教学方法。教师应从学习需求及交互式数字教材的优势入手，逐步完善课程设计和课程实施方案，引导学生在交互式数字教材中找到一条属于自主化、个性化学习的路径和模式。

3.教学设计与技术开发难以有效融合

目前我国高校使用的数字教材内容更接近于传统纸质教材的电子版，没有深入融合数字教材技术所蕴含的各种功能，复杂的开发技术和高昂的研发成本使数字教材的使用受到限制。由于数字教材的开发机制还处于摸索阶段，许多高校难以自行开发适合学校教学现状的数字教材。而依托软件公司开发的数字教材成本高且难以与一线教师的教学设计有效融合，这种数字教材只是增加了最新的信息技术，并没有从课堂教学实际出发，脱离了新课程标准和教学大纲的要求，只能作为教辅材料使用，不能作为主体教材进行教学。此外，虽然许多教材都提供了额外的数字材料和资源，但教材本身并没有具体地融入课堂教学，大多数数字教材仍然缺乏集成的丰富多媒体内容，如音频、视频和交互功能。

4.教师和学生数字素养有待提升

数字素养意味着一个人可以批判性地使用各种数字技术导航、评估和创建文本，还包括通过数字工具和媒体进行通信的能力，对于学生判断数字教材提供的丰富信息的可信度是必要的。[6]数字教材的使用要求教师和学生具有较高的数字素养，学生不仅需要掌握搜索信息的技巧，还要学会判断信息的可信度以及制作多媒体的技能。目前，我国高校很少开设支持学生使用数字教材的相关课程，数字素养教育类课程并不多见。同时，由于数字教材平台还具备社交媒体的功能，还要深入讨论社交媒体如何改变传播实践，分析社交媒体在教学中的优势和局限性。

5.数字教材版权意识模糊

在传统教育出版领域内，印刷教材被允许合理用于课堂教学。《中华人民共和国著作权法》（以下简称《著作权法》）明确规定，可以翻译或少量复制已发表的作品供教学或科研人员使用。在信息化时代，数字教材的各类资源都可以通过特定的手段予以复制、传播，作为作者无形的智力成果，被他人依托互联网技术侵权利用，突破了传统知识产权的区域限制。[7]而数字教材的版权问题在《著作权法》中尚无清晰的界定，数字教材被复制和传播变得更容易和便捷，临时复制和随意分享会造成版权侵害。

四、数字教材建设的关键要素

数字教材建设的关键要求不仅在于技术上的表现形式和技术功能，更在于支持学习内容、学习活动、学习交流等方面的设计与实现。[8]本文认为高校数字教材建设应包含以下四个关键要素。

1.教材设计科学合理

教材的设计是保证数字教材教学顺利实施的基本前提，是教材内容的再创造。教材开发团队要对教材进行全面的多媒体改编设计和交互学习行为设计，确保教材的科学性和系统性，遵循新形势下教学改革的指导思想与教育理念，满足大学生个性化学习的需要，激励学生自主学习和创新。数字教材设计的重中之重是要精心设计多媒体内容，使其能更好地将学习体验置于教学情境中，用以支持不同学习层次、学习风格的学生。只有符合教师的风格和需要、符合课程的层次和复杂性、符合学生的需要和智力水平的数字教材才能被推广和应用。

2.学习资源聚焦度高

为各个学科和不同课程提供高质量的数字化教学资源是数字教材建设的重要组成部分。要想实现优质数字教材的基本功能，学习目标聚焦度高且可智能推送的学习资源是必不可少的组成要素。数字教材要以学生学习目标或学习主题为焦点，根据要达成认知目标的不同维度为学生提供内容贴切、难易适度的学习资源。除了关注教材本身的资源外，还必须从教学前沿关注原始教学资源的收集和整理，包括教师原有的课件、课程建设、精品课程建设、资源共享课建设、专业资源库建设过程中积累的素材资源。

3.建立人际交流网络

数字教材是一种强大的工具，可以通过互联网和多媒体把学生与现实世界的问题联系起来，成为知识来源与知识内化的重要渠道。学生可以围绕教材内容进行沟通交流和知识共享，这种交流可以是学生之间、师生之间、家长与学生之间，甚至是由校内外专家等构成的多个社群之间，从而建立起以数字教材为中心、基于学习主题的人际交流网络。因此，通过数字学习空间为学生建立人际交流网络是数字教材建设的重要组成部分。

4.实施个性化定制服务

数字教材的一个主要特征是能够根据需要生成个性化内容。首先要在传统纸质教材的基础上，生成并保留学习者个性化学习成果和学习的痕迹；其次是使学习者能够基于学习目标和学习主题等生成个性化数字教材，并且可以在其他终端上保存、下载或使用。由于并非所有数字教材的功能都是相同的，因此鼓励学生独立探究每本教材，了解每本数字教材的具体内容以及数字教材之间的共同之处。

五、高校数字教材立体化发展路径

本文认为，高校数字教材建设立体化发展应遵循以下四个路径。

1.构筑数字化教育生态环境

我国高校数字教材的发展处于起步阶段，当前数字教材应用推进并不理想，首要的任务就在于加强环境建设。环境包括软环境和硬环境两个方面，其中软环境是指数字教育理念。高校管理者、师生和家长都尚未形成明确的数字教育观念，对数字教材的整体认知水平较低。因此，要对他们进行数字教育“启蒙”，转变其思想观念，数字教材才能真正走上教育应用的健康发展之路。所谓硬环境则是构建数字化教学环境，它应当包括强大而稳定的网络信息平台、数字化教学设施、数字化教学资源系统和强大的技术支持系统。高校若能将数字教材整合到数字化环境的学习中，同时将数字教材与其他数字学习平台深度融合，能在很大程度上增加数字教材应用的可能性。

2.构建数字教材立体化发展模式

目前，我国数字教材呈现出三种发展模式，即以终端硬件商为主体的发展模式、基于网络运营商的发展模式和基于内容提供商的发展模式。[9]在不同发展模式下，不同主体的地位与利益分配存在很大的差别，三方主体都希望参与到数字教材的开发中并占绝对主导地位。而事实上，任何单独的主体都难以凭一己之力形成数字教材的垄断地位。从数字教材的发展趋势来看，系统化的数字教材的优势体现在教材的编辑质量、与设备终端的结合以及提升学习者注意力等方面。因此，强化三方合作关系，构建三位一体的跨生态系统合作立体化发展模式，才能加速数字教材开发，为高校和学生提供更好的内容和服务。

3.创建支持数字教材的教学模式

目前，国内外许多新的教学模式受到广泛关注，如翻转课堂、慕课和微课程。不同的教学模式具有不同的特征，使用数字教材和教学资源的时间和形式也不尽相同。在提供数字教材的同时，要考虑到不同教学群体和学习模式的需求。以翻转课堂教学为例，学生的深入学习是发生在课外，而课堂则是通过合作探究、练习巩固、反思总结、自主纠错等方式来实现知识内化。因此，必须提供有关的教学和学习环境来支持学生在课外进行深层次的学习交流，而数字教材是理想的翻转课堂教学环境。此外，教师理念的转变是课程教学组织变化的主导因素，[10]得不到教师认可的数字教材缺乏生命力。教师应努力将翻转课堂的理念与数字教材平台相结合，构建基于数字教材的翻转课堂。

4.建立数字教材立体化评价机制

建立健全数字教材的应用评价规范，对数字教材未来的发展至关重要。数字教材的应用评估应基于数字教育的未来发展，围绕数字教材的实际应用展开。从技术角度，数字教育的主要载体是移动终端，在使用过程中会牵涉跨平台跨操作系统等问题。因而，数字教材的开发标准尤为重要。从内容角度，数字教材想要进入课堂必须以传统纸质教材内容为蓝本，遵循已有的传统教材的准入原则。从教学活动角度，数字教材在教学活动中的应用效果直接影响着教材未来的发展方向，所以对于应用效果的评价要保证先进性和权威性。此外，在数字教材应用前要对学生的学习基础进行测评，对教师的教学水平和信息技能进行测评。在应用之后，要对教学效果进行评价，与之前的测评结果做出对比评价。