数字教材交互性：现实困顿与治理路径

文 王智攀 沈建民

在信息技术与人工智能飞速发展的今天，知识的理解方式、呈现形态、传播渠道与认知环境已发生了重大变化。[1]融合了文字、音频、视频、图片及动画等元素的数字教材及数字化教学与学习资源应运而生且迅速发展，已成为教师教学和学生学习的重要资源和课程实施的必要载体。[2]《义务教育课程方案(2022年版)》在“教材编写”部分明确指出要创新教材呈现方式，充分利用新技术优势，探索数字教材建设。梳理数字教材的发展历程，我们发现早期的数字教材完全是纸质教材镜面化的技术性转化，是纸质教材的原式翻样，以静态形式呈现。2006年，具有交互性和富媒体性的数字教材出现，开启了真正意义上的教材数字化阶段，为后续数字教材发展与完善奠定了理念、内容与技术基础。[3]数字教材发展的核心在于其交互式操作的变革，用户的主动自主选择成为数字教材的操作基础，其应对不同选择的差异化反应便是数字教材交互性的直接体现。数字教材使用过程中的知识的立体分层、课堂的合作交互、资源的即时共享、认知的具身体验，既是数字教材全面取代传统纸质教材的实践逻辑，也是交互式操作赋予数字教材的衍生特性。那么，在当前教育信息化的大背景之下，数字教材的交互性发展面临着怎样的现实困顿，相对应的治理路径又是什么，本文拟对这些问题作出探讨，以期引发关注与借鉴。

一、数字教材交互性的现实困顿

交互式操作的出现作为数字教材发展的关键节点，助推数字教材成为教育现代化与信息化发展的中坚力量，赋予其时代使命。但在交互式数字教材的开发、编制、运用与推广过程中，交互式操作的创新与应用也并非一帆风顺，仍存在以下几方面的现实困顿亟待解决。

(一)交互式操作的时代创新导致师资培训内外交困

2022年4月，教育部等八部门联合发布《新时代基础教育强师计划》，要求深入实施人工智能助推教师队伍建设试点行动，探索人工智能助推教师管理优化、教师教育改革、教育教学方法创新、教育精准帮扶的新路径和新模式，进一步挖掘和发挥教师在人工智能与教育融合中的合作。相较于信息技术与人工智能的高速发展，教师信息技术教学能力的培养具有一定的滞后性，“还没有做好充分面对来自人工智能挑战的准备，没有在人与机器的关系中重新思考如何培养人类的教师”[4]。可见，数字教材作为实现教育信息化的重要助推力量，其开发编制与实际应用互为前提、缺一不可，二者需齐头并进，确保教材质量与资源充分利用相统一。当下信息技术的突飞猛进、交互式操作的日新月异、海量数字化教育资源的自由获取以及从用“教材教”到“教教材”需求的转变，决定了未来教育将形成集知识集群、动态交互、资源共享为一体的多主体、具身化的知识生产范式，使基于纸质教材开展教学的传统教师角色面临严峻的挑战，基于交互式数字教材的教师培训将成为教师培训的难点。基于交互式数字教材的教师培训按培训目标的达成效果可分为具有层次性的两方面问题。其中“会用”是浅层次问题。当前，部分年龄稍长的教师缺乏使用相关电子产品的经验，他们抗拒融入当下信息化生活的潮流，拒绝智能化设备的深度学习与使用，致使本不难实现的“会用”问题仍一直存在。秉持教育公平原则，数字教材的应用理应在试点学校内实现全覆盖，由此，如何调和教育信息化要求与部分教师教学习惯间的矛盾，成为数字教材实际应用中亟待解决的第一层次问题。深层次问题是如何在解决“会用”问题的基础上让每一位教师“用好”数字教材。不可否认的是，交互式数字教材的用法具备纵向深度，需要教师经历积微成著的过程，且其用法会随着交互式操作的技术赋能不断深化，教师需掌握的技能也随之增加。如何开展相关培训、如何激发教师学习数字教材的内在动力成为与开发编制同等重要的问题。所以说，数字教材时代，教师所面临的挑战是全方位的，它需要教师学会学习，进而从世界观到方法论实现一种根本的转换和严峻痛苦的自我更新。[5]

(二)UI设计的因循守旧致使交互方式欠缺吸引力

数字教材界面的设计是伴随着静态数字教材向交互式数字教材的发展而产生的视听设计新课题，是交互式操作推动数字教材变革的必经之路，也是基于内容选用之外的技术层次对数字教材发起的新挑战。在软件设计领域，用户界面(User Interface，以下简称UI)是指系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换，而UI设计是指对软件的人机交互、操作逻辑、界面美观的整体设计。表面上看，UI不过是关于页面版式设计的技巧与方法，而实际上，它不仅是一种技能，更是艺术、技术和人机交互科学的高度统一。[6]对于UI设计而言，一个优秀的界面必定有大量的细节，如交互按钮的圆角弧度、投影的深度及透明度、留白的间隔、字体大小间距等，在此基础上进一步赋予UI各种交互功能时，所带来的细节要求呈指数级的增加。如果一款软件连基本肉眼可见的表面UI效果都不达标的话，那么意味着会有更多隐形功能的问题。优质的 UI 设计会给予用户舒适的产品使用体验，产生正向的情绪认知，增强产品的用户黏度，大局上看能更进一步推动该应用在市场的经济效益。[7]优质的UI设计距离日常生活并不遥远，操作系统、软件APP、精美网页，人们无须太多成本即可获得各类适意的人机交互体验，这也间接导致了大众审美要求的普遍提高。

考虑到未来数字教材的普及性、使用频率与时长，UI设计已然成为交互式数字教材开发推广的一大挑战。然而，数字教材的设计开发团队在人员、资金、技术、回报激励等多维度因素的制约之下，UI设计水平显然与手机厂商或互联网产品的设计水平有一定的差距，存在界面设计陈旧、交互效果僵硬、信息呈现庞杂等问题。倘若用户在打开数字教材时的感受仿佛是在经历技术与体验的“退步”，感受到现代技术向数字化教育的“妥协”，那么就难以实现现代技术赋能教育的同时增加用户黏性，缺乏将数字教材的被动使用转变为学生主动探索的吸引力。

(三)智能终端的开发选用存在性能与费用矛盾

近年来，随着移动互联网的飞速发展以及各类智能终端设备的全面普及，“互联网+教育”对传统教育的冲击已经到了“四面围攻”的态势，世界范围内都在着手将智能终端引入课堂教学实践。[8]智能终端作为数字教材使用的必要载体，对数字教材交互功能的发挥起到决定性作用，但又受限于经济因素的制约以及智能终端快速“迭代”的影响，致使其在选用问题难以达成共识。具体来看，主要存在以下问题。第一，设备形态的选择。当前主流设备形态包括台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、手机，不同设备形态在便携性、性能、功能限制等方面存在差异。第二，设备系统的选择。受限于系统打造的高昂成本，当前数字教材的研发几乎均基于三大主流操作系统(Android、IOS、Windows)，但不同系统的软件开发权限有所不同，后期是否能保持不同系统的功能与信息互通，是否能够基于系统视角保证设备仅供学习使用，这些问题都有待回答。第三，设备硬件的选用。不同硬件对用户体验的影响体现在多方面，如CPU的选用对设备操作体验与性能上限的直接影响， LED、OLED或是MiniLED屏幕以及分辨率、刷新率对视觉效果的影响，亦如AR功能的使用受限于激光雷达摄像头的硬件加持等，如何依据数字教材的需要确定智能终端的硬件仍存在争议。第四，设备费用的分配。设备的选用是由地方或学校全权决定，还是征集意见由家校共同决定？设备费用是由学生全额承担，还是国家适当补贴？具体的实施政策各地不尽相同。以上问题从总体来看分为硬件性能与经济承担两方面，站在数字教材交互功能发挥的视角来看，显然倾向于选用高性能终端设备，但高性能意味着高价格，进而衍生出设备费用的分配问题，如何找到性能与费用之间的相对均衡点是当前数字教材推广与交互性拓展亟待解决的问题。另外，由于数字教材很难绕开三大主流操作系统进行开发，那么作为数字教材载体的智能终端设备与目前日常中的智能产品本质并无区别，其价格必将受到市场的调节，“性价比”问题也随之出现。总之，数字教材智能终端的选用由于复杂因素的影响存在诸多问题，但力求家校双方满意的目标非常清晰。作为今后师生长时间使用的教学与学习工具，智能终端应被寄予厚望，严谨选用，不受诟病。

二、数字教材交互性的治理路径

传统纸质教材与交互式数字教材在较长时间内会处于共存又此消彼长的状态，数字教材交互式发展是一条受复杂因素影响的曲折道路，难以避免出现上述问题，关键在于采取措施规避风险，进一步扩大数字教材的交互性优势。

(一)激发教师动力：夯实实践基础实现交互稳定应用

虽然教师与学生都是数字教材的使用主体，但两者作为用户的要求却具有明显差异。教师不仅要掌握数字教材的使用，同时还要承担引领学生的职责，把控基于数字教材的课堂教学流程，确保数字教材交互效果的有效发挥。一项关于中小学教师信息化教学能力的调查研究发现：自我效能感不足是信息化教学能力受限的主因，技术教学应用培训与教师学科教学融合不紧密，人工智能的教学应用实效尚未达到人们的预期。[9]可见当前教师的信息技术教学能力普遍落后于信息技术的发展，呈现出“能力不足以支持技术”的特征。前文已提及教师在数字教材实践应用中存在“会用”及“用好”两个层次问题。由此，本研究从内外动因出发，分析问题的解决路径。一方面，针对“会用”层面，由于部分老教师在多年教学实践中形成了固定的教学范式，依靠已有的教学习惯指导教学行为，抗拒且抵触与自身原有经验不符的新兴教学方式，缺乏依托信息技术开展教学创新的内在动力。对此，校内可组织有关数字教材优质课堂的分享研习，让教师们切实感受到数字教材的技术变革与优势，进而创建数字教材研训团队，形成青年教师与老教师的帮扶结对机制，打破不同类型教学经验的界限，实现信息化教学能力与传统教学能力的双向流动，共促教学能力的提升。另一方面，针对“用好”层面，可采取内外因合力推进的方式。首先应以组织培训的方式激发教师的外在动机，设立教师“数字教材必修课”，培训内容尽可能少而精，帮助教师在短时间内快速掌握数字教材的基本运用，熟悉交互内容的运行机制与流程，能够胜任基于交互式数字教材的基础课堂教学工作。但“必修课”的方式仅适用于短期培训，要达到数字教材交互应用的预想效果，应激发教师的内在动机，如设定一定的奖惩机制、开展教师间交互方式的创新分享会、举办数字教材教学大赛、开设交互方式职后培训选修课等，将数字教材应用过程中的“要你学”转化为“我要学”，推动教学方式的变革，实现教育信息化背景下交互式数字教材的全面普及。

(二)重视UI设计：强调以体验需求打造优质交互平台

基于马斯洛需要层次理论审视交互产品的用户需求，包括由可用性层面进阶到易用性层面最终到体验性层面的三层需求。[10]当前交互设计的相关技术和理论已相对成熟，数字教材开发受到市场内优质UI软件的“四面围攻”，各竞争方之间在可用性和易用性等低层次需求的满足上已无法满足用户逐渐提高的体验需求，因而为用户创造良好的交互体验成为用户所接受并使用的基本条件，因此数字教材的UI设计必须紧跟市场水平，防止掉队脱节。重视用户体验需求，打造优质的数字教材交互平台可从以下几方面入手。①美观化：设计的操作过程应该能够给人以愉悦的操作体验。数字教材交互界面在直观易用的基础上应尽可能简洁美观，具有吸引力。②流畅性：近年来各大软硬件厂商均以交互操作流畅性为发力点，提高屏幕刷新率，优化交互动画，注重设计触感反馈。因此，数字教材也应关注交互操作流畅性，切实满足用户交互体验。③个性化：数字教材应允许用户对其进行个性化的设置，还应能够分析、记忆并自动适应用户的使用习惯，使其更加符合用户的使用习惯和个性需求。④价值创造：价值创造是指通过优质的交互设计理念与手段，为用户创造有利于其自我完善或实现自我价值的交互体验，进而实现用户的能力培养、情操陶冶、思想升华，促使用户回忆、反思以及自我肯定。此外，UI设计不可忽视数字教材作为教科书的本体功能。如果将数字教材的UI设计视为“建筑工程”，那么“稳定”与“美观”是判定这一工程成效的关键标准。“稳定”是对数字教材教科书本质的前提要求，在数字教材大厦的构建中应筑牢“地基”、选好“钢材”，保证大厦的功能稳定运作。“美观”则是当下社会对建筑所提出的必要考量，尤其在如今遍布优质软件的背景下，“美观”格外重要，数字教材大厦不应落后于时代。因此，打造优质的数字教材交互平台应重视交互式数字教材的UI设计，确保其“稳定”与“美观”同向同行，二者应兼得。

(三)统筹家校交流：兼顾用户满意度与交互终端效能发挥

对于数字教材终端的选用，应区别于日常生活中使用的智能设备，优先考虑其作为学习与教育工具的功能，赋予其教育意义的同时又不能完全摒弃消费意义。数字教材交互终端的选用不但受多方复杂因素的影响，同时还需兼顾多方主观意愿。交互终端作为数字教材的必要实施载体，肩负着教书育人、立德树人的伟大使命，必须予以重视，对交互终端的选用理应严谨慎重。此外，研究当前有关教育费用的国家政策，可以发现无论是在小范围试点还是大规模推广中，交互终端费用分配大部分采取学生自费的形式。因此，笔者以用户自费购买数字教材交互终端为前提，将数字教材的交互终端选用划分为三个阶段。第一阶段，优先考虑必要条件，划定选择范围。为确保数字教材交互功能的正常发挥，交互终端的必要条件包括性能、手写笔支持、屏幕大小等，由此制定最低标准，筛选符合条件又兼具层次的交互终端范围。第二阶段，由学校或教育行政部门考察数字教材产品的使用年限、屏幕素质、制作材料与工艺、品牌效应、性价比等其他非必要因素，从满足最低要求的设备中筛选出几款不同价位的终端设备。第三阶段，由学校组织，采取“一校一议制”甚至“一班一议制”，与家长、学生多方开展集体或单独交流讨论，充分考虑学生及其家长的主观意愿，采取力求一致但不要求绝对一致的原则，选定最终的数字教材智能终端，由学校统一购买或家长独自购买。需要注意的是，在整个交互终端的选择与采购过程中，要保证性价比符合市场大致标准，将采购流程透明化。综观整个流程，第一阶段保障数字教材功能能够正常且充分发挥；第二阶段在保证效能发挥的基础上划分区间，以适应不同地区、不同学校、不同班级乃至不同学生的差异；第三阶段学校组织各方统筹交流，消除意见分歧，力求做到人人满意。