智慧教材的功能模型建构及实现路径

闫君子 张家军1,

(1. 教育部人文社会科学重点研究基地 西南大学 西南民族教育与心理研究中心，重庆 400715；2.西南大学 教育学部，重庆 400715))

以智慧教育推动教育教学的创新与发展，已成为智能时代的重要趋势。智能技术的快速发展，使人们的阅读方式发生了重大变化。泛在化、虚拟化的阅读方式成为智能时代人们社会生活的重要组成部分，深刻地影响着教育领域，推动教材阅读方式的转变与发展。在此背景下，智慧教材作为实现智慧教育的路径之一，日益受到人们的关注。深入解读智慧教材的意蕴，厘清智慧教材的特征，建构智慧教材的功能模型，剖析智慧教材功能模型的实现路径，有助于更好地认识智慧教材，推动智慧教育由可能变为现实，促进学习者的全面发展。

一、意蕴解读

智慧教材的形成与数字教材息息相关，在一定程度上是数字教材的高级形态。探究智慧教材的主要特征，有利于深化对智慧教材的理解，为探寻智慧教材的功能奠定基础。

(一)智慧教材：数字教材发展的高级形态

20世纪90年代，计算机和网络技术的发展带来了教材的深度变革，数字教材应运而生。数字教材集合了“文本、图形、图像、动画、音频、视频等多种形态，嵌入多媒体学习资源及工具，整合了产品、平台、服务等技术支撑与服务体系”(张治等，2021)，它的发展经历了静态媒体数字教材、多媒体数字教材、富媒体数字教材三个阶段(胡畔等，2014)。

数字教材起步时，主要作为无交互的静态文本并继承了电子书的特性，是“一种特殊的电子阅读材料”(顾小清等，2012)。它借助一定的信息技术，将纸质教材的文字、图片等内容原封不动地转化为电子版的静态文本，是纸质教材的镜像版。当多媒体技术出现后，数字教材进入了多媒体数字教材发展阶段，具有了弱交互特性。它“通过数字应用呈现音频、视频、交互和文本资源”(Woody et al.，2010)。随着富媒体技术的出现，数字教材的发展进入了富媒体数字教材阶段。在该阶段，数字教材创设的是一种具有参与感和互动感的数字环境，通过多感官体验式阅读，使学习者获得个性化、沉浸化的阅读体验，实现与学习者之间的双向互动(陈桄等，2012)。

由此可见，数字教材自诞生以来，随技术环境的改变经历了“从无到有”“从单一到丰富”的发展历程。尽管数字教材的技术体系逐渐丰富，但仍存在“基础设施较为薄弱、内容和服务框架有待完善”(王钰等，2020)等问题。部分数字教材“并未提供学科工具，其功能基本上都以阅读器支持数字教材的浏览和使用”(王志刚，2020)，数字教材“用户体验质量仍然较低、功能设计不友好”(王晓晨等，2014)。以上问题不仅制约了数字教材的实践应用，还限制了数字教材的发展。随着智能技术的发展，以上问题有望迎刃而解。

在大数据、人工智能、物联网等智能技术的影响下，学习环境的虚实结合、学习资源的个性化、学习工具的智能化以及学习诊断与评价的精准化，推动着数字教材逐渐向高级形态发展，智慧教材作为数字教材发展的高阶形态由此应运而生。与数字教材的前三个发展阶段相比，智慧教材与前三个发展阶段的区别见表一。随着智能技术在教材领域的应用，智慧教材除了具有数字教材前三个阶段的特点外，还具备延伸时空环境、提供多样资源、匹配个性化学习路径、提供“人-资源-环境”超强交互等智能特点，具备感知、分析、诊断以及“思考”的智慧特性。由此可见，智慧教材扩展了已有认知场景，深化了当前的交互模式，能够为学习者提供定制化和个性化的学习流程，推动教材发展进入智慧阶段。

表一 数字教材发展阶段比较

(二)主要特征

智慧教材是智能时代背景下数字教材发展的高级形态，以大数据、人工智能等智能技术为支撑，是满足学习者个性化学习需求的虚实融合的智能化学习系统，主要特征如下：

1.智能性与教育性并存

智慧教材的智能性主要体现为智能技术的使用，表现为时空的智能化、手段的智能化、媒体的智能化和评价的智能化。其中，时空的智能化指智慧教材通过智能技术的使用，可以为学习者建立起全方位、多层次的感知环境，实现现实世界与虚拟世界的无缝衔接。手段的智能化指智慧教材不仅具备阅读或提供部分资源的功能，而且可为学习者个性化的学习需求提供智能化的工具、环境等。媒体的智能化指智慧教材可通过智能技术建立学习者、学习内容与学习环境三者之间的有效连接，通过身心合一的学习促进学习者知识、身体与环境的深度交融。评价的智能化指智慧教材可形成以数据为支撑的全程精准评价，进而基于数据分析和诊断为学习者提供科学的评价(祝智庭，2016)。一言以蔽之，智慧教材时空的智能化可提升学习者的沉浸感，媒体的智能化可增加学习者的交互性，手段的智能化可提高学习者学习的自主性，评价的智能化可促进学习者的自我完善。但需认识到，智慧教材虽是教材的新形态，但其本质仍是教材，其“教育属性是最根本的，并不因教材的形态、功能而改变”(王志刚等，2019)，仍是落实立德树人根本任务的直接载体。由此可知，尽管智慧教材以智能技术为依托，但仍指向学习者的发展，仍具有帮助个体发现自我、实现自我、完善自我的指向性。因此，智慧教材既具有智能性，还具有教育性。伴随智能技术的快速发展，智慧教材的各要素与功能也会随之更新或完善，但其育人本质不会因智能技术的介入而丧失，反会因智能技术的完善不断促进和提升学习者自主挖掘、建构个性的教育指向性，使智慧教材更加凸显促进学习者个性化发展和自主发展的价值。

2.统一化与个性化兼顾

课程标准作为教材开发的依据，规定了不同阶段、不同科目的内容，是对“教什么”的规范要求。智慧教材的开发需以课程标准为依据，以“教学中的基础知识、基本技能、基本思想方法和基本活动经验”(康合太等，2014)为基础，促进所有学生的发展。但由于智慧教材是智能化的学习系统，呈现的不仅是相关资源或工具，还能让学习者实现教材的“个人定制”，形成适合不同学习者个性化的学习路径，使学习者感受到学习的自由与个性。但当学习者能自由地肆意定制智慧教材时，智慧教材的主体界限就被打破，使用主体也可以成为生产主体，甚至生产主体消失，进而产生生产主体、使用主体等的混乱，一定程度上导致智慧教材的“标准性和权威性被大幅瓦解。教科书将越来越频繁地遭受挑战和质疑甚至批判，这些挑战、质疑和批判将会变得越来越容易”(石鸥等，2013)。因此，学习者在智慧教材中感受到的自由个性的学习需以课程标准的边界规约为基础，体现统一化，以个人定制体现个性化，边界规约与个人定制相结合，使其能够兼顾所有学习者发展的基础上促进学习者的个体发展。

3.现实性与虚拟性相融合

智能技术与教材的融合使得智慧教材不仅是学习者学习活动的重要载体，还成为虚实融合的“数字场景”，这种数字场景即是对学习者在何地、何时、何种状态的描绘(丛挺，2019)。戴维·索恩伯格(Thornburg，2020)提出学习场景包含四类，分别是“营火、水源、洞穴、生活”。其中，“营火”指从知识的权威者那里获取资源进行学习，是一对多的学习模式；“水源”指社会同伴之间相互交流与学习，是多对多的学习模式；“洞穴”指学习者自身的思考和内省学习，是自我觉悟的学习模式；“生活”指学习者将前三种场景中获得的知识在实践中应用的学习，是从知识到应用的实践学习模式。智慧教材的现实场景与虚拟场景相融合，不仅能够在现实世界中实现这四种场景，还能借助智能技术实现场景的虚拟化，即“技术化营火、技术化水源、技术化洞穴、技术化生活”。“技术化营火”指搭建信息平台，联通不同地域、不同性别、不同年龄的学习者，形成无边界的虚拟学习社群，使学习者在虚拟学习社群中获得对知识的初步认知；“技术化水源”指每位学习者都是协作者，以此形成虚拟协作；“技术化洞穴”指为学习者创设促进内省的自我虚拟环境，不断促进学习者自我修正；“技术化生活”指为学习者提供虚拟实践环境。事实上，这四种场景无论在现实世界还是在虚拟世界，都不是相互独立的场景，而是互相融合的过程(见图1)。学习者依据学习需求可在现实世界与虚拟世界自由切换，自由选择进入现实场景、虚拟场景或者虚实融合场景完成学习活动。

图1 智慧教材学习场景

二、功能模型建构

《现代汉语词典》指出，功能是“事物或方法所发挥的有力的作用、效能或者功效”(中国社会科学院语言研究所词典编辑室，2005)。智慧教材的功能是智慧教材在教与学活动中发挥的功效，主要体现在“使用性(usability)”方面。多马克等(Domagk & Schwartzb，2010)认为，数字教材功能的使用性可由“情境化(contextualization)、个性化(personalization)、外表化(externalizaton)”三个要素加以衡量，以此促进学习者的个性发展。结合智慧教材，其情境化指智慧教材利用智能技术为学习者提供特定情境、智能工具等基础的学习支持；个性化指智慧教材需满足学习者在资源、环境等方面的个性化学习需求；外表化指智慧教材可全面记录、分析、展现学习者的学习过程。基于此，智慧教材可通过情境化发挥智慧教材对学习者学习活动的基础支持功能、以个性化发挥其对学习者学习活动的需求满足功能、以外表化发挥其对学习者学习过程的关键外显功能。基于智慧教材的上述三项功能，本研究建构了智慧教材的功能模型(见图2)。

图2 智慧教材功能模型

(一)基础支持功能：以数字孪生和智能辅助为根本

基础支持功能是智慧教材功能模型建构的基础层，主要为学习者提供学习活动所必须的支持条件，保障学习者学习活动的顺利发生。

1.数字孪生支持功能

数字孪生是在一定的数据闭环中，“针对物理世界存在的物体，通过智能化的技术手段在数字世界建构一个一模一样的实体(即数字孪生体)”(陈根，2020)，以此反映真实物体的状态。因此，数字孪生支持功能指智慧教材以数据可视化的方式管理学习者复杂的学习信息，以模型语言表征并最大化利用学习过程所产生的信息价值，从而为学习者提供实时、高效的个性化智能学习路径(Grieves，2015)。其主要功能包括提供虚实融合的高保真空间，进行数据传输，提供决策支持。

首先，智慧教材使用数字孪生技术可为学习者提供虚实融合的高保真空间。智慧教材通过数字孪生技术可为学习者提供无缝连接的真实和虚拟空间，使学习者在真实空间和虚拟空间之间自由切换，实现虚实空间的融合联通。智慧教材通过创造基于真实空间的高仿真数字孪生体，可形成与真实空间高度镜像化的数字孪生环境、资源、工具及相应的附属物等。也就是说，数字孪生环境可为学习者提供高保真的学习场所，将不同时空的学习者依据共同的学习需求集聚在同一数字孪生环境内，使学习者在高仿真的数字孪生环境中借助数字孪生工具“实现物理实体学习内容与数字孪生学习内容间的实时关联”(褚乐阳等，2019)，与其他学习者的跨区域、跨时空协同学习。同时，学习者在数字孪生体中获得的学习经验可用于真实世界，为学习者的学习活动提供更多的环境场域。

其次，智慧教材使用数字孪生技术可为师生的教与学进行数据传输。数据传输是对智慧教材中真实空间和数字孪生体内学习者学习过程的各种学习行为、学习状态数据的实时搜集和积累，然后在学习数据的基础上，“建立数字孪生中心作为服务器架构、数据汇总及分流的场所”(褚乐阳等，2019)，使其既能兼顾学习者学习过程产生数据的即时性和新鲜度，也能及时更新和完善智慧教材数据传输的各种学习数据，实现虚实空间不同数据类型之间的协同和响应，形成智慧教材的多数据融合体系，为教与学提供数据支持，发挥数据连接和传输的价值。

最后，智慧教材使用数字孪生技术可为教学顺利开展提供决策支持。智慧教材能够通过分析“虚实孪生体状态数据，执行和反馈学习者对物理实体或数字孪生体的操控，对整个学习空间进行全生命周期的数据保存、分析和状态预测”(李海峰等，2021)。事实上，智慧教材为学习者选择适切的智能工具、精准推送学习资源、诊断和预测学习状态等活动均由决策支持系统完成，它通过对全过程数据的动态映射和分析处理，在一系列算法的“思考”下作出相应“决策”，判别“学习者学习所处状态、互动水平、完成学习水平及学习路径特征的分析”(李宝等，2017)，为教师和学习者提供决策支持，帮助学习者不断改进与完善学习路径，实现学习路径的个性化定制化。

2.智能辅助功能

多样化的辅助工具是智慧教材的基础。智能辅助功能指智慧教材能够通过智能工具为学习者的学习活动提供多种智能支持。

第一，阅读辅助。这主要通过智能阅读工具满足不同阅读风格学习者的阅读需要，支持学习者个性化设置阅读内容的字体大小、行间距、屏幕亮度等，同时可依据阅读者的认知习惯，调整内容的呈现方式和顺序，为学习者提供适宜的阅读体验。

第二，操作辅助。它一般包含页面、检索、记录、模式切换等。学习者使用智慧教材可登录账号，管理自己的主页、课本及用户中心，依据学习需求进行内容检索、行为记录或模式切换，基于学习过程形成个性化的学习记录。记录类似纸质教材的笔记，既可与教材的学习内容相分离，如形成书签、标准、思维导图等独立笔记；又可与智慧教材有效整合，实现智慧教材和笔记的双重呈现。此外，在保证智慧教材结构的基础上，学习者能够对教材内容、学习工具重新组合或再次选择，自行删除与学习内容无关的资源等。

第三，管理辅助。这主要指对智慧教材的资源管理工具、数据管理工具、学习管理工具、环境管理工具等进行管理。它使学习者对学习活动的管理不再依赖于教师、家长，而是通过智能管理辅助工具有组织地呈现、管理和评价学习者的学习活动。伴随着Blackboard、ATutor、Dokeos、Claroline、Bodington等智能管理工具的出现(黎加厚等，2008)，智慧教材的智能管理辅助也呈现出高效、科学的特点。

(二)需求满足功能：以资源图谱定制和多模态深度交互为核心

需求满足功能是智慧教材功能模型建构的中心层，主要满足学习者学习过程中对资源和环境的个性化需求，保障学习者学习活动的顺利进行。

1.资源图谱定制功能

它指智慧教材能够基于分析学习者已有水平形成知识图谱，为学习者推送与之水平匹配的学习资源。一般而言，该功能主要包含学情分析和资源推送两方面。

一是学情分析，形成知识图谱。知识图谱可依据“记录的学习者学习数据和知识领域模型分解的微细知识颗粒，进行学习分析，自动评估学习者的认知、情感和动作技能等的初始水平、学习目标需求，并形成相关联的知识图谱”(李凤英等，2020)，真实地反映学习者已有的学习水平和知识结构。

二是推送资源，更新知识图谱。智慧教材在分析学习者学情的基础上，可自动为学习者推送与学科相关或跨学科的学习资源，在保证智慧教材结构的前提下，帮助学习者依据自身兴趣和学习水平选择、优化、补充和更新学习资源，促使学习者不断更新知识图谱，形成属于自己的“资源图谱定制”。

2.多模态深度交互功能

它指智慧教材通过为学习者提供泛在无感的交互环境，实现“人-物-环境”之间的超强深度交互。学习者的学习过程可分为信息获取、信息参与和信息创造。但在学习过程中，学习者也会使用学习工具辅助学习(Paavola & Hakkarainen，2005)。基于此，以学习者的学习过程为依据，智慧教材的交互活动可分为工具交互、寻径交互、意会交互、创生交互四种类型(王志军等，2015)。事实上，不论哪种交互类型，学习者的学习活动都需在智慧教材所创设的学习环境中发生，因此必然会产生“人-环境”之间的交互，同时还会涉及智慧教材中的“物”，进而构成“人-物-环境”的模态交互。

首先，智慧教材的“工具交互”指学习者在学习过程中与工具之间的交互。这是“人-工具-环境”的交互类型。智慧教材是虚实融合的泛在环境，学习者开展学习活动时可依据自身的学习需求选择适合的虚实结合的工具操作，实现对智慧教材个性化的私人定制学习。工具交互伴随学习者学习的整个过程，是学习者运用智慧教材进行学习的基本方式。当学习者使用虚实工具开展学习时，已形成了与虚实工具之间的交互活动。

其次，智慧教材的“寻径交互”指学习者通过感官与所建立的搜索、标记、符号等标识之间的交互(Siemens & Conole，2011)。这是“人-标识-环境”的交互类型。在智慧教材中，学习者需通过标识获得寻找信息的路径，借助相关标识在海量信息中快速识别对自己有用的信息，建立特定信息节点之间的链接，形成联通信息的管道，实现对有用信息的深层挖掘和吸收。这种标识交互由“外界环境的多重刺激作用引发，由认知主体的多重效应器官(眼、耳、手)产生的一系列反应动作”(赵雪梅等，2021)组成，是学习者获取、建立外部信息的活动过程。

再次，智慧教材的“意会交互”指学习者为了获取相应信息而参与讨论的交互。这属于“人-他人-环境”的交互类型。学习者凭借自身学习获取的信息有限，为获得更广泛的信息，学习者往往自发建立以学习需求为主的虚实学习群体。不同地区、年龄、性别的学习者通过思想交流和观点交换，形成以信息交流为支撑的学习者与他人之间的深度人际交互。

最后，智慧教材的“创生交互”指学习者进行创作的过程。该交互属于“人-内容-环境”的交互类型。创生交互是学习者与学习内容之间的深度交互，是学习者在虚实资源环境中进行信息积累、信息参与的基础上，经过思考产生新观点的过程。学习者创生交互的过程是学习者“建立外部网络(或自身实践)与内部神经网络(已有认知)间的紧密连接并将这种连接表征出来的过程”(王志军等，2015)，能够促进其内隐知识的外显化。

(三)关键外显功能：以自适应跟踪匹配和学评融合诊断为关键

关键外显功能是智慧教材功能模型建构的外显层，主要记录、展现学习者的完整学习过程，并诊断学习者的学习效果。

1.自适应跟踪匹配功能

自适应是依据数据特征，自动调整数据以取得最佳的处理效果。自适应跟踪服务功能指智慧教材可记录学习者的学习数据，通过对学习者学习数据的分析和可视化呈现，自动为学习者安排最佳学习路径。

首先，全程跟踪学习轨迹，可视化呈现学习数据。智慧教材通过对学习者静态或动态学习行为轨迹的全程跟踪，搜集学习者全过程学习行为数据，从而呈现清晰的学习画像。学习画像能可视化呈现学习者内隐的复杂学习信息，有利于实时了解学习者的学习动态和偏好，如通过学习体验应用程序接口技术(xAPI) 实现对学习者的“学习经历跟踪、学习者档案袋记录、学习工具优劣性识别、学习手段适合性诊断”(唐烨伟等，2015)等，获得学习者理性、客观、精准的学习数据。

其次，分析学习数据，匹配最佳学习路径。智慧教材通过过滤、筛选、聚类等方法处理分析学习者的学习数据，归类标记不同学习者的学习特征，在结合学习者学习画像的基础上，通过对学习数据的分析建立“学习风险预测模型，并进行个性化学习补救内容推送”(张治等，2021)。如果把学习者的学习数据比作一颗树，那么学习者的学习画像特征即为树上的分枝，每一分枝代表学习者某一方面的学习偏好。基于此，学习者每进行一次学习活动，智慧教材就会自动推送与学习者学习偏好高度相似的学习路径，同时记录此次学习过程，优化已有的学习路径推送，为之后精准匹配最佳学习路径做准备。

2.学评融合诊断功能

它是“基于数字世界的教育，统筹评价集学习性和诊断性为一体，强调以多种方式促进学生主动发展的一种评价新理念”(张生等，2021)。它以过程性评价诊断学习者的学习效果，促进学习者主动学习。学评融合诊断功能通过自适应跟踪，记录学习者完整的学习过程并以数据形式呈现，进而基于该学习数据为学习者提供精准化的智能诊断和个性化的智能评价。该评价具有以下特征：

首先，评价主体的双重性。智慧教材对学习者学习活动的评价不再局限于教师，还包括学生。教师可通过智慧教材实时记录学习数据，对学习者进行实时的诊断和个性化评价；学习者也可以通过实时或完整的学习数据对自身学习过程进行自我诊断和精准评价。教师和学习者的共同评价，形成“教师-学生”双主体的精准诊断和评价，便于学习者“及时了解自己的学习状况，及时调节和进行自我激励，促进自我发展、自我进步”(毕海滨等，2012)。

其次，评价过程的精准性。智慧教材打破了“现有教育评价过于注重结果，忽略学生成长和教育发展的过程”(曹培杰等，2020)的评价方式，对学习者学习活动的评价强调以“过程”为导向，通过搜集学习者学习活动的声音、表情、行为、学习偏好等过程数据，获取学习者的注意力、知识掌握程度、交流互动等信息，进而全面分析、科学诊断学习者的学习效果，为学习者提供精准的过程性评价。

最后，评价内容的丰富性。智慧教材在采集学习者多方面数据的基础上，也能对学习过程进行个性化识别，通过“把握学生课堂参与、交往互动、思维状态和课堂情感维度，扭转课堂教学评价过分关注知识掌握、技能获得的现状，关注教学过程中学生的情感、态度、价值观和核心素养的生成与培养”(吴立宝等，2021)，诊断学习者的学习效果，为学习者提供个性化评价，提高学习者在学习过程中的情感和态度投入，促进学习者的全面发展。

三、实现路径

智慧教材功能模型的建构是为了明晰智慧教材的功能范畴，而该功能模型要得以实现，还必须探讨其实现路径，更好地促进学习者的学习活动，实现个体的全面发展。

(一)系统建构教材功能实现的标准体系

智慧教材作为未来教材的新形态，其标准化建设亟需关注。智慧教材是智能性与教育性的结合，同时又具有出版属性。因此，智慧教材功能要得到发挥，应秉持“标准先行”的理念，系统构建教材功能实现的教育标准、技术标准和出版标准。

首先，教育标准。智慧教材尽管是智能型教材，但仍以人的发展和完善为立足点。所以智慧教材功能的教育标准首要考虑的是育人性。而要达成这一目的，智慧教材的目标确定和内容选择与安排应遵循社会发展规律、学科发展规律和学习者的发展规律。其一，遵循社会发展规律。这要求智慧教材的编写目的及内容的选择与安排应符合一定社会时期内的政治、经济、文化等社会发展需求，能够反映“当代生活的内容”(拉尔夫·泰勒，2014)，进而使学习者通过学习智慧教材成为适应社会发展的公民。其二，遵循学科发展规律。这要求智慧教材的编写应以学科发展规律为依据，选择适宜的学习内容，实现智慧教材的育人功能。其三，遵循学习者的发展规律，即智慧教材的编写要考虑学习者的身心发展规律，照顾不同发展阶段的学习者、同一阶段的不同学习者之间的发展水平，最大程度地促进学习者的发展。

其次，技术标准。智慧教材是融合智能技术的教材，功能包含以数字孪生和智能辅助为主的基础支持功能、以资源定制和深度交互为主的需求满足功能、以跟踪匹配和学评融合为主的关键外显功能。每个功能均需由不同的智能技术作为支撑，因此应建立统一的技术标准，规范智慧教材在技术的准入、选取、使用等方面的要求，使技术标准的建构更精确、灵活、高效，既能满足智慧教材的功能需求，又操作便捷；既满足现实需要，又考虑未来发展。

再次，出版标准。智慧教材作为智能出版物，其功能实现不仅需要建构教育标准和技术标准，还需建构出版标准。这就需要从数字出版的角度规范智慧教材的编辑出版规范，使其具有良好的“结构标准、呈现标准、发布标准、质检标准等”(康合太等，2014)规范保障体系，全方位地为智慧教材功能的实现提供标准保护，促进教材功能的有效实现。

(二)选取适合的技术强化设施建设

智慧教材促进教与学活动通过智能技术实现(张家军等，2021)，主要表现在以下五个方面：一是创设虚实融合的学习环境；二是提供便捷化的智能辅助支持教与学活动；三是提供多样化的资源和呈现方式；四是改变教与学活动中人与人之间的交互方式；五是实现即时性、系统化的教与学评价。可见，智慧教材功能的实现须借助技术驱动，即通过选取恰当的技术，加强相关设施建设，使智慧教材的各功能之间互相匹配与适应，促进学习者的发展。

第一，环境支持技术。智慧教材可为学习者提供虚实结合的环境，因此环境支持技术为智慧教材数字孪生支持功能奠定了坚实的基础。环境支持技术主要包含物联网、第五代移动通信技术(5G)、虚拟现实等智能技术。智慧教材通过环境支持技术的应用为学习者打造高度沉浸的虚实学习环境，使学习者具有“初步参与、全神贯注、完全沉浸”(Emily & Cairns，2004)的沉浸式学习体验。

第二，教学管理技术。它指运用智能技术对智慧教材进行辅助管理，以便充分发挥计划、组织、协调、管理等效用，为师生的教与学过程提供便利。同时，教学管理技术还包含学科学习工具管理，使其能够根据不同学科的特性，为师生提供操作便捷、方便灵活的教与学辅助，提升学习效果。

第三，资源获取技术。它可满足学习者的资源需求，支持学习者进行学习资源的创建、管理和共享，使获取资源的模式由过去的共建向共创转变，学习者可以根据学习需求进行资源的整合与利用(孔繁超，2019)，扩展学习者在智慧教材中的资源获取来源，提升资源定制效率。

第四，交互支持技术。它可以实现智慧教材学习中人与人之间的深度交互，增强交互的多样性和即时性，提升交互的程度，使师生“在交流、沟通过程中进行思想碰撞、共同建构知识、达成高阶认知，促进深度学习，最终共同成长”(张静等，2013)。

第五，数据分析技术。它通过科学、客观地采集和分析教与学活动中的原始数据、过程数据和结果数据，帮助教师和学习者及时发现教与学活动的薄弱环节、不足之处，纠正教与学活动中的偏差，一定程度上“丰富了教师教学改进的证据支持，为学生学习提供了多样的策略选择，促进其有效学习过程与学习结果的产出”(李王伟等，2021)。

(三)协同多方主体形成一体化联动机制

智慧教材建设涉及教育、技术、出版等多个领域，多领域的“跨界融合”决定了智慧教材功能的实现需各领域人员深度配合，形成联手合作互相协同的态势，推动智慧教材建设的多元配合，构建集“研究-编写-审核-推广”多方主体协同的一体化联动机制。

首先，专门研究人员的参与。智慧教材应具备哪些功能，这些功能如何实现，需要研究人员深入开展研究。为了更好地实现智慧教材的功能，研究人员不仅要掌握教育规律、学科规律和学习者的身心发展特点，还需具备一定的技术素养。这就要充分考虑智慧教材的功能、学习者和技术三者之间的关系，从教育、技术、出版等领域遴选相关研究人员形成合力，为智慧教材的研究创设良好环境，促进智慧教材研究队伍的建设与发展。

其次，编写人员的参与。编写人员决定了智慧教材功能的实现程度。智慧教材在不同阶段应包含哪些资源、工具、内容等，均需编写人员进行设计与安排。这就要确保智慧教材编写人员的年龄结构、知识结构和工作背景等构成的合理性，鼓励不同年龄、知识结构、工作背景的编写人员深度合作，还要吸收、接纳相关技术开发人员等融入教材编写队伍，提高智慧教材编写的合理性和科学性。

再次，审核人员的参与。审核人员可判断智慧教材的编写目的和功能设计是否符合国家和社会的发展要求。智慧教材与纸质教材相比有很大的区别，所以应在已有教材审核队伍的基础上，选拔一批专门研究智慧教材的人员，建立针对智慧教材的审核机构和审核队伍，使智慧教材的审核更具系统性、专门性，推动智慧教材的编写、开发符合社会的发展需要，促进其实践应用。

最后，推广人员的参与。推广人员能够加快智慧教材的实践应用及其功能实现。教师和学生对智慧教材功能的认同程度直接影响着智慧教材的推广和发行，智慧教材的功能需获得师生支持，从而使教育质量在和谐的氛围中得到提升(孔凡哲等，2007)。因此，智慧教材的实践应用及其功能实现必须依靠专业的推广队伍。建立高素质、专业化的智慧教材营销队伍，才能更好地促进智慧教材的实践应用，推动智慧教材的广泛使用。

(四)立足实践应用持续完善教材功能

智慧教材的功能设计如何，能否满足师生的实际需求，要在实践中加以检验，通过“实践-完善-再实践”的循环迭代，促进其功能的不断完善。在课堂教学活动中，教师和学习者是智慧教材的最终使用者和体验者，其功能建构应以教师和学习者为服务对象，广泛听取教师、学习者作为使用者的意见。研究者应根据师生的反馈信息，及时了解智慧教材的功能应用情况和实现程度，发现智慧教材功能设计与开发的不足，调整和改进智慧教材的功能，优化其功能体系,提升智慧教材使用主体的用户体验，更好地促进智慧教材实践的应用。