数字教材建设与应用模式创新实践

雷媛

［摘要］数字教材的建设与应用是推动数字化教育的关键环节。文章以人民卫生出版社数字教材的建设与应用为例，总结数字教材建设的特点、数字教材应用的方式，指出数字教材在建设和应用过程中存在的问题，以期为推动相关出版社数字教材建设与应用提供借鉴。

［关键词］数字教材；教材建设；教学应用；医学教育

随着移动互联网、5G、大数据、人工智能、VR/AR等技术的发展和普及，技术赋能为数字教材的发展提供了更多的可能。数字教材作为拥有丰富组织形态和载体形态的多介质教材，越来越受到国家重视和社会关注。《教育部2022年工作要点》提出“实施教育数字化战略行动”，要求加快推进教育数字转型与智能升级，其中，“加强数字教材建设与管理”被纳入“加快构建中国特色高质量教材体系”中［1］。

在走向数字时代的进程中，作为我国最大的医学专业出版机构，人民卫生出版社（以下简称“人卫社”）抓住新的历史机遇，勇于迎接数字化浪潮带来的挑战［2］，

在医学数字教材出版领域抢先布局，于2014年出版了全国首套国家级医学数字教材，不但完成了人卫社数字教材从无到有的历史性转变，而且实现了媒体形式、互动模式、阅读方式以及教育服务四个方面的创新。近年来，受用户体验、设计思维和教学系统设计等影响，人卫社将VR/AR技术应用于数字教材中，构建数字教材体系。同时，人卫社结合智能检索、人工智能、大数据等技术手段，整合已有资源，建设了人卫教学助手平台，拉开了数字教材建设与应用模式创新的序幕。2021年，人卫社与重庆医科大学合作，开展医学器官—系统整合套系数字教材建设。同时，人卫社基于该套数字教材在人卫教学助手平台开展医学器官—系统整合教学服务，形成了集“教—学—考—评”于一体的数字教材应用模式。以下笔者将总结该套数字教材在建设和应用过程中的实践经验，以期为进一步推动出版社数字教材建设与应用提供借鉴。

一、数字教材顶层设计思路

数字教材是随着信息技术、媒体技术、网络技术的不断发展而衍生的一种新形态教材。任何事物的发展都会经历从不成熟到逐渐成熟的过程。数字教材发展至今，在不同的发展阶段呈现不同的形态。2016年，重庆医科大学的“5+3”医学整合课程纸质教材正式出版。该教材对重庆医科大学的医学课程进行整合，实现了对基础医学与临床医学、理论课与实践课的优化［3］。

对该教材，重庆医科大学师生反馈良好。随着教学数字化理念逐步深入人心，特别是近几年在线课程的不断发展，学生的学习方式发生了深刻变化。教学数字化要求教材进行数字化，否则在教学活动中处于重要地位的教材将无法深度融入数字化教学体系中。

医学器官—系统整合套系数字教材以纸质教材为蓝本，人卫社通过信息技术手段将富媒体资源及大数据、VR/AR技术进行整合创新，以实现医学器官—系统整合套系数字教材的建设目标。该套数字教材的内容框架以纸质教材为基础，设计5级树状目录结构，为检索与教学应用提供了便利。在组稿过程中，人卫社编辑依据教材内容特征配以丰富的富媒体资源。该套数字教材提供个性化的资源配置、学习档案等教学服务，并具有人机交互、学科知识交叉关联、数据统计等实用功能，是集基础性、富媒体性、交互性、个性化、学科交叉性等特征于一体的数字教材。

二、数字教材建设特点

（一）整合人卫社富媒体资源，构建丰富的资源形态

数字教材要凸显区别于传统纸质教材的特性，丰富的数字资源是关键因素之一。鉴于纸质图书的资源呈现限制以及医学内容的特殊性，医学器官—系统整合套系数字教材配置了大量富媒体资源。富媒体资源是人卫社的优势，人卫社编辑以人卫资源库为基础，在该套数字教材中插入图片、视频、动画，并应用了VR/AR技术，有效创新了医学知识的呈现方式。学生在成体系的内容学习过程中，借助视频、动画等辅助手段，不但可以获得更好的学习体验，还可以激发学习内驱力，从而提高学习质量。

（二）采用XML流式排版技术，支持多平台多终端应用

对数字教材来说，采用可靠的排版技术也是保证教材质量的重要一环。目前，数字教材常用的排版方式主要为流式和板式两种。鉴于医学内容的特殊性，医学器官—系统整合套系数字教材的排版采用了标准的XML流式排版技术。XML流式排版的特点是可以动态传输数据，而非静态显示数据，且修改不受页面限制，前端显示兼容性较好，支持PC、平板电脑、手机等阅读终端，以及iOS、Android、Windows等操作系统。此外，XML流式排版可以实现前后端分离，因此在教材排版时，编辑可以做到前端定义教材排版规则，从而支持教师在教学过程中进行内容标记和个性化资源上传，以满足教学需求。

（三）支持学科知识交叉关联，实现内容互联互通

整合医学是对基础医学与临床医学、理论课与实践课进行的优化与整合，这样的课程结构虽然能够有效提升学生的临床技能水平，但是也会出现不少学科内容之间的交叉关联。人卫社基于自身优势，在医学器官—系统整合套系数字教材建设过程中构建了人卫临床知识库，并通过知识图谱和人工核对的方式实现关键词或句子等内容片段的关联跳转，同时支持前端用户在学习过程中进行关联搜索，从而实现内容互联互通。

（四）交互功能丰富，提升用户体验

数字教材强调技术、功能与价值的融合。除具备优质内容以外，出版社还需要开发良好的交互功能以提升数字教材服务。医学器官—系统整合套系数字教材以应用程序为载体来呈现教材内容，并融入VR/AR技术，用户可以对三维模型进行放大、缩小、旋转等一系列操作。该套数字教材还具有检索、云笔记、书签等交互功能，极大提升了用户体验。

三、数字教材在教学中的创新应用

积极创新医学数字化教学模式和评价方式是人卫社一直践行的宗旨，人卫社近几年砥砺前行，沉下心来做资源、做产品，实现内容的聚合、互动、创新，不断更新迭代产品，打造“内容+服务”的新业务模式，在医学数字化教育领域开创了自己独特的数字化课程教育体系。该体系以数字教材为依托，基于人卫教学助手平台，整合人卫社资源平台、中国医学教育题库平台、临床知识库、人卫慕课平台等多平台资源。该体系将数字教材与教育教学有机结合，依据教学目标，形成教师备课、課堂教学、学生学习、在线测试、教学反馈等环节的闭环（见图1）。

（一）以數字教材为依托，促进线上线下教学融合实践

在传统教学中，师生之间的教学活动主要依赖于课本，师生互动基本上只存在于课堂教学中。随着信息化进程对传统教学模式的冲击，特别是新冠疫情期间，在教育部“停课不停学”政策的引导下，线上线下混合式教学模式已成为高校教育的主要形式。数字教材为重庆医科大学在新冠疫情防控期间的教学提供了基础保障，为“教”与“学”的融合和统一提供了有利的条件。人卫社充分利用人机互补优势，以数字教材为依托，将其融入课前、课中、课后的各个阶段，促进线上线下教学融合实践，有效增加了师生、生生之间的互动（见图2），为推动医学课堂教学改革提供了技术服务支持。

（二）以线上线下混合式课程为依托，促进学生自主学习

在线上线下混合式教学过程中，教师须细化学习目标，充分利用好课前、课中、课后等各个教学环节，组织学习内容，帮助学生成为自学主体（见图3）。

在线上线下混合式教学过程中，数字教材与课件、作业、视频等资源一样，可以作为一种教学资源，将按篇、章、节、知识点对应的Article直接添加到课程中，实现教学内容的整合应用。因此，出版社通过整合技术，可以实现教材和教学资源之间的互通、学科内容之间的互通，方便教师和学生应用，从而服务于教学全过程。

（三）以学习经历数据为依据，提供精准分析和反馈服务

学习经历数据作为一种承载着学习者在学习过程中的学习行为、学习活动、学习进程和与之交互的学习环境等教育信息的数据，蕴含着丰富的学习分析价值。人卫社采用国际通用的ExperienceAPI（xAPI）规范的数据记录架构，搭建数据管理系统，针对不同的用户进行数据埋点，并利用信息可视化工具呈现用户复杂且多维度的行为数据，帮助学生分析学习经历，帮助教师了解学生的学习动态和详细的行为数据以及了解学生的学习行为特征，如学习速度、领悟能力、与其他学习者的互动合作等，以便结合学生的学习经历和学习结果对其进行更加全面的评估，进而优化教学，使高校管理者详细了解师生教学实施过程数据。

由以上三点的支撑，构成了“以学习者为中心”，服务医学器官—系统整合课程教学全流程模式，如图4，最终形成了集“教—学—考—评”于一体的数字教材应用模式。

文章以《运动系统疾病（第2版）》教材为例，说明医学器官—系统整合课程教学全流程模式的操作流程。

第一步，确定课程教学章节目录，构建课程体系，保证课程的科学性和系统性。在《运动系统疾病（第2版）》教材建设过程中，笔记根据实际整合课程教学需要，最终确定了运动系统解剖、运动系统结构与功能等20个章节目录，每个章节目录下设1个PPT课件、1个作业。

第二步，集体备课，包括资源设计、制作、上传和发布课程。共建教师通过人卫交互课件上传自己制作的PPT，再通过资源中心将相关课件内容必需的模型、视频、动画加入课程中。

第三步，学生加入班级，组织教学实施。教师发布课程后，学生通过扫描二维码即可进行签到并加入班级，同时进行相关的作业练习，以及PPT课件、视频、动画的学习。

第四步，查看数据，检验教学效果。教师通过运用统计分析功能，查看学生对各个资源的学习时长、整个班级的作业完成情况等。

四、数字教材建设与应用中存在的问题与挑战

（一）优质数字资源是数字教材建设的根基

好的数字教材一定要有优质的数字资源作为支撑。在本次数字教材建设的过程中，笔者发现，虽然人卫社拥有大量的数字资源，但是仍然存在数字资源不能满足教学中的应用需求的情况。总结原因，主要有以下两点：一是部分数字资源过于陈旧，没有及时更替新资源；二是数字资源分布不均匀，没有覆盖相关的教学知识点。因此，在今后的资源建设中，人卫社要重视数字资源的体系化建设，从教学知识点的实际覆盖情况出发，对资源进行有计划的优化，对教材的知识点的数字资源建设进行系统化的梳理总结，从而满足教师在多个授课场景的需要。

（二）完善的服务体系是课程建设和应用的抓手

优质的用户服务是出版社最好的品牌。在尝试应用新的平台时，教师和学生都会面临诸多困难，这时出版社提供优质的服务让师生拥有良好的使用体验尤为重要。在本次课程建设和应用的过程中，人卫社为教师开展了几场线上课程建设培训，让教师了解课程建设的方式。同时，人卫社还联合当地的经销商，在学生中开展数字教材和课程应用的推广活动。虽然在课程建设和应用过程中，人卫社对每一学科都配备了一名责任编辑跟进课程建设工作，但是课程建设和应用并未如预期计划，让用户获得良好的体验，其中的主要原因可能是人力资源不足导致服务跟不上。由于建课教师的数量比编写教材的编委老师要多，每个责任编辑需要对接的人员众多，人卫社编辑严重短缺，且编辑的互联网技术知识储备不足，无法满足所有教师的使用服务需求。因此，要想提升用户黏性，除了进行培训和推广，人卫社还需要配置服务于教师的专属“技术助教”，让其与教师在平台上合作。

（三）政策扶持是数字教材大力推广的保障

数字教材的出现在一定程度上可以节约社会资源成本，通过网络平台即可以实现全国范围内教育资源的共享。但传统教材向数字教材的升级与转型不只局限于教学工具的升级，更需要教学理念、教学方式的变革。因此，数字教材大规模的推广应用需要数字化教育生态的支撑。从学生层面来说，数字教材虽然为他们提供了多样的学习方式，但是信息化教学需要较多的电子设备提供支撑，而不同的设备可能会存在对数字教材作用的发挥程度有所不同的情况。从教师层面来讲，数字教材的开放性、交互性等特征给教师传统的“知识权威”带来巨大挑战，这就需要教师转变教育观念，重新定位自身的价值。同时，由于数字教材功能丰富，在有限的课堂时间内如何组织好课堂教学对教师而言也是一个巨大的挑战［4］。因此，高校应从实际行动出发，既要购买足够数量的电子设备保障信息化教学的实施，又要构建新型的激励机制（包括对学生和教师的考核和评比等），以提高数字教育的占比，而这将有力推动数字教材的落地。

五、结语

《中国教育现代化2035》提出的总体目标之一是：到2035年，总体实现教育现代化，迈入教育强国行

列［5］。数字教材作为“互联网+”背景下催生的新兴教材形式，其快速发展和广泛应用能够解决教学资源分布不均衡的问题，也能够转变教学模式，从而促进教学效果的提升。但是，目前我国数字教材的建设和出版应用仍然处在探索阶段。随着5G时代的来临，新的机遇和挑战也将随之而来。作为新时代的医学专业出版社，人卫社也将持续进行探索与创新。

［参考文献］

［1］中华人民共和国教育部.教育部2022年工作要点［EB/OL］.（2022-02-08）［2022-08-22］.http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/gzdt_gzdt/202202/t20220208_597666.html.

［2］贾晓巍.全媒体时代下的学术出版转型融合发展实践：以“人卫助手系列知识服务数字平台”为例［J］.中国编辑，2019（12）：74-78，83.

［3］乔杰，徐丛剑，李雪兰.女性生殖系统与疾病［M］.2版.北京：人民卫生出版社，2021.

［4］郭利强，谢山莉，范慧圆. 传统教材向数字转型：动因、障碍及实现路径［J］. 课程·教材·教法，2022（07）：36-41.

［5］新华社.中共中央、国务院印发《中国教育现代化2035》［EB/OL］.（2019-02-23）［2022-08-23］. http：//www.gov.cn/xinwen/2019-02/23/content_5367987.htm.