數字教科書建設的三種范型

杜紅梅

（阜陽師范大學文學院，安徽 阜陽 236037）

中國近代著名教育家陸費逵曾說：“立國根本，在乎教育，教育根本，實在教科書?！苯炭茣芯康奈墨I可謂風起云涌，我們曾對21世紀以來CSSCI刊載的教科書研究文章進行可視化分析（圖略），發現比較凸顯的三個聚類分別是電子課本、數字教科書和媒體融合。結合文獻的深度閱讀和具體內容分析，可以得出基于電子課本或數字教科書建設的教材開發、學習設計、媒體融合等都成為21 世紀以來研究的聚焦點。數字教科書的建設要契合“互聯網+教育”的時代特點，不僅關注教科書載體、形式的變化，更要聚焦其功能、學習內容、個性差異和學習方式的變革。通過對能查閱到的國內外數字教科書進行分析，我們總結數字教科書建設的三種范型。

一、文本—素材范型

“文本—素材”范型的數字教科書是紙質教科書的鏡像，它是以傳統紙質教材為藍本，利用互聯網、數字媒體、大數據等技術手段，把紙質教科書、數字資源、學習工具、應用數據匯聚一體的立體化資源庫?！拔谋尽夭摹狈缎偷臄底纸炭茣邪凑障群箜樞蚪洑v了三種形態：

1.紙質教科書的鏡像

紙質教科書電子化是指教科書的載體由紙媒變成電媒，電子教科書還只是紙質教科書的復制、翻版，這也是秉承紙質教科書的內在邏輯、凸顯紙質教科書的科學嚴謹所必要。這一形態的教科書改變的只是教科書的載體形式，無暇顧及教科書內容的革新及結構、體例的重組?？v觀各大出版社的早期電子教科書如人民教育出版社和北京師范大學出版社網站的電子課本就是以紙質教科書為藍本制作的鏡像版。

2.增加交互工具的電子課本

數字教科書在保持紙質教科書編輯思想、編排體例、結構框架的基礎上融合了信息技術的要素，以紙質教科書為藍本增加交互工具；這是數字教科書建設的真正開端。技術不僅革新了教科書的載體形式，變成了手隨心動、隨時查閱所需素材的資源庫，而且具有轉換甚至編輯功能。我們以臺灣數字教科書的注釋為例，注釋一改紙質教科書那種素面朝天的靜態文本呈現，與信息技術聯姻，提供相關的鏈接、動畫展示，如《再別康橋》一文對需要注釋的詞語以不同色彩呈現，點擊這些色彩詞語就會以小窗呈現詞語的解釋，詞語文字解釋伴隨語音一同呈現，語音結束后即刻呈現動畫展示笙、簫樣貌，聲、圖、文并茂，清晰明了，可謂一圖抵萬言。

3.融教科書、資源、學科工具、數據于一體的立體化教材

這種形態的數字教科書是一個融合了傳統紙質教科書內容優勢并集數字工具的立體、交互、智能于一體的學習資源庫。它是基于紙質教科書為藍本，為達成學習目標及滿足學生個性化學習增加了豐富多彩的交互“鏈接”以契合師生自適應教與學的需求。2018年5月人民教育出版社發布的第三代數字教材就是以紙質教科書為核心立體交互的優質學習資源的聚合體，這套數字教科書秉承了紙質教科書的內容與結構體例，同時附加“媒體性、交互性、關聯性、個性化和智能化”的特點，它以紙質教科書為核心，開發了異彩紛呈的多元立體化的資源建設，如教材解讀、工具書、寫作輔導材料、教材同步字帖和學生課外配套讀物等，是“文本—素材”的范型數字教科書的典范。

綜上，“文本—素材”范型數字教科書“延續紙質教科書的特性，保證了教科書內容的科學性、嚴謹性、系統性和權威性”［1］的同時，通過文本載體形式的變革，拓展學習素材，聚焦資源篩選，又通過智能學科工具增加立體交互來適應“互聯網+教育”時代學習者學習內容的統整和學生學習方式的變革。但究其本質還處在“數字化”“教科書”與“素材資源”的疊加匯聚階段。它在為數字教育資源體系建設添磚加瓦、充血換血同時，也讓學習者面臨豐碩資源中“繁花漸欲迷人眼”的選擇艱難，增加學生認知負荷和弱化書寫等一系列的問題和挑戰，如何在“繁花漸欲迷人眼”的素材資源中降低學習者認知過載，避免認知迷航問題，行之有效的方法就是規劃學習路徑，指明學習方向，從而增強學習效果。

二、過程—任務范型

“過程—任務”范型是指數字教科書的設計已經突破了紙質教科書的編輯思想、編排體例，它是基于紙質教科書的學習目標，通過精選定制教科書內容對學科知識與技能進行數字化重構，它已經超越“文本—素材”范型中“數字化”與“教科書”機械疊加的藩籬，在數字化與教科書深度融合的道路上進行了力所能及的探索。這種范型的數字教科書是以任務導向設計學習路徑，引領學習過程，輔助學生自適應學習的平臺，力爭最大限度滿足教師的教與學生學的個性化需求。學習如同開啟一段心靈與文本之旅，學習者從目前所在處置（學習起點）經過艱苦卓絕的跋涉達成學習目標，這段學習之旅我們稱之為學習路徑，“過程—任務”范型注重學習路徑上學習任務、學習支架、學習情境、學習活動的設計，讓學生在學習過程中各盡其能，最終殊途同歸達成學習目標。

臺灣數字教科書較好地體現了“過程—任務”范型的精髓。尤其是數字教科書中的學習思維圖通過定制學習路徑、規劃學習路線契合了“過程—任務”范型的設計理念。學習思維圖是學習內容、學習活動、學習情境機構化的圖示組織結構，它是以知識習得先后、能力發展路徑和活動程序安排為主軸的組織結構圖，是學習者外在學習路徑和內隱思維操作的統一，它有機整合了知識接受、能力歷練和學習資源序列，為學習者提供一種目標引領和學習路徑導航的學習路線圖。它以目標為導向，按照“要到哪里去？—如何到那里？—是否到了那里？”的思路呈現課程目標、整合學習內容、評估學習效果。圖1呈現的臺灣語文數字教科書課程資訊中的課程目標即為本課學習所要達到的學習目標，課程目標是學習思維圖的風向標，也是學習活動的出發點和最終歸宿，在目標引領下選擇學習內容、設計學習活動。

圖1 《始得西山宴游記》一文的學習思維圖

這種范型的數字教科書精選紙質教科書的核心內容，如語文教科書選文和教科書的助讀系列，但已經完全突破了紙質教科書的局限，以學習思維圖為核心建立起便教利學的交互網絡。這種形態的數字教科書有其鮮明的特點及局限：

1.基于任務的互動練習

數字教科書中的互動學習以任務為引領，把學習內容趣味化，任務激發學習者的學習興趣，解除了學生在學習過程中必須要完成一定任務的精神重壓，興趣盎然地投入到學習活動之中，享受愉快的學習之旅。如《鴻門宴》一文互動練習要求按照文章中的“項王、項伯東向坐，亞父南向坐，沛公北向坐，張良西向侍”要求學生按照座次分配把人物拖到相應位置，學習者在學習過程中自主或協作完成任務，使知識的內化在不知不覺中達成。

2.知識滲透于學習過程

數字化教科書基于課文內容和學生知識背景創設的真實任務，循序漸進地設置不同程度的挑戰性情境。如《師說》學習活動把知識的內化滲透于具體情境中的活動任務中：“唐宋八大家應邀參加百家講壇欄目，講述其各自的著作論點，節目結束后請用時光門送他們回家吧，請將唐宋古文八大家拖曳到相應的朝代中?！边@個任務旨在讓學習者了解唐宋八大家及其代表性著作的文學常識，任務情境的呈現讓學習者樂此不疲地投入到學習活動，連線發送，如果全對，立刻會現笑臉讓學習者體會到收獲的喜悅，如果有個別失誤，也會立刻即時反饋友情提示請再斟酌思考，允許學生反復試誤。這樣基于情境的知識學習任務讓學生興趣盎然地接受，消解了學習者在學習過程中通過死記硬背才能記住知識點的弊端，他們在類似于身邊真實生活的情境中會興趣盎然地投入到學習活動之中，享受愉快的學習之旅

3.滿足個性化差異、因材施教方面有待加強

這種范型的數字教科書告別了“數字化+資源”的簡單堆砌，通過學習地圖清晰明了地呈現了學習路徑，但我們瀏覽了一冊數字教科書后發現，幾乎每篇課文都是按照這種流程，可謂清晰有余但略顯僵化。我們知道學生的學力不同，需求也豐富多樣，這樣千篇一律的流程和千人一面的活動未免讓學生有點審美疲勞。另外，課程目標、學習評量也是整齊劃一的統一要求，可能會讓學困生望而生畏；再者課程咨詢和延伸閱讀中的材料已經超越中學生的知識視野，因此這種范型的數字教科書在滿足個性化差異、因材施教的探索方面可謂淺嘗輒止，數字教科書要在數字教育資源體系建設中獨樹一幟，就必須與人工智能相結合，根據學習者的學習行為，評估學習者的學力基礎，精準定位學習者知識盲點，系統規劃千人千面的個性化學習路徑，滿足學生個性化學習需求。

“過程—任務”范型的數字教科書是教科書發展過程中的跨越式進步，超越了以課程教材為核心的學習資源的匯聚，高度整合了紙質教科書的課程目標，精選為達成目標的核心內容，以核心內容為載體進行知識、技能、活動等方面內容的數字化重構，打破了紙質教科書的結構體例和知識系列，實現了以目標為導向、以學習思維圖為路徑的學習的模塊化重組，進而構建思維圖式的學習內容體系。這種范型對學科知識圖譜中學生學習薄弱之處、學生的困惑難以區分，對不同學力基礎的學生完成學習任務提供個性化靶向智能推薦還須進一步加強。

三、情境—體驗范型

情境—體驗范型是指數字教科書聚焦復雜情境中學習者的學習期待，以引人入勝的情節保持學習者持續學習的動力，讓其在問題的引領下從生活去探尋問題的答案。

1.基于情境渲染的悅趣化學習

進入學習最佳狀態、快樂學習一直是教育界研究者努力的方向，數字化教科書通過豐富多彩的學習情境來達成悅趣化學習。這兒情境大致分為音樂渲染課文情境、動畫再現課文情境、活動拓展課文情境、人工智能增強現實情境、虛擬現實情境及混合現實情境等。如《鴻門宴》通過開場音樂塑造驚心動魄的課文緊張情境，誘發學習者融入課文之境，喚起他們的閱讀期待，引領他們走進文本深處享受文本之旅和思維收獲的快樂，在頭腦中描述那場驚心動魄、你死我活的政治斗爭；再現課文情境是學習的核心環節表現在情節賞析上，以動畫與聲情并茂的解說相得益彰，學習者在跌宕起伏的情節三起三落中穿越到那場波瀾起伏、扣人心弦、變幻莫測的宴會。

2.基于角色變換的體驗性學習

能否尊重學生的本真體驗越來越受到研究者的關注，也成為衡量教育成敗優劣的一個尺度。體驗式學習是讓學習者在真實或者模擬的情境中進行體驗，步步朝著目標邁進的一種學習方式。數字化教科書豐富多樣的媒體功能通過設置角色體驗恰當地找到學習者的興趣和課程內容的切入點，以孩子們喜聞樂見的方式呈現知識內容，引領學習者興趣盎然地投入到學習過程之中，知識的內化變成學生的一種內在學習需求，他們會體驗到學習的快樂、期待學習過程的精彩，在陶冶的學習之旅體驗角色的喜怒哀樂。臺灣的英語數字教科書以課本中的阿拉丁故事劇情為動畫腳本情節、以3D 立體圖像與英語對話為教學內容，并結合擴增實境（Augmented Reality，AR）的互動多媒體技術，將五年級要學習的英語字詞、生活用語和簡易句型轉化開發出角色扮演、句字接龍、單字搜尋等三個單元的AR 互動式英語教科書。學習者通過具身參與不僅體驗到學習收獲的快樂，并與同伴一起感受、建構、協作并解決問題，習得言語實踐技能。

3.基于解決實際問題的學以致用學習

數字教科書內容設計要想方設法激發學生的問題意識，培養學生解決實際問題的遷移能力。如《燭之武退秦師》一文技能要點為游說的藝術，所以在學習活動中設置了基于真實生活情境去解決實際問題。學習成績一直獨占鰲頭的小明陷入苦悶不能自拔，因為高考志愿小明想學美術的愿望與父母期待學醫的要求大相徑庭，雙方各執一詞，難以達成共識?；顒右髮W習者站在小明的立場，設身處地體會小明的喜怒哀樂，進行角色變換，把《燭之武退秦師》一文的游說藝術學以致用進行遷移，竭盡全力說服父母支持自己。為了使說服有理有據，在與父母唇槍舌戰前要做好充分的準備，并以任務清單的方式列出了小明應該準備的內容和闡釋立場時游說的方向：“（1）說出你選擇美術的原因，列出你以往在美術方面的優異表現；（2）分析選擇醫學和美術對你今后發展的影響；（3）列出在美術領域的成功人物；（4）概述你選擇美術后的學涯規劃?！边@種綜合性活動無疑“堅持學生的生活本位，密切聯系學生的生活實際，調動學生的經驗積累和學習積累，讓他們進入特定的生活場景興趣盎然地進行學習”［2］。學生置身于真實生活的情境中，感同身受角色的喜怒哀樂，徜徉在從生活中學習、又從學習中學會生活的語境中，這樣實現了學習世界和生活世界的融合，在生活化的言語實踐中培養情操，獲得言語能力和解決實際問題的能力。

四、未來數字教科書建設的趨勢

人工智能、可視化數據分析及虛擬技術融合到課程、教學與學習中已進行得如火如荼，數字化情境下尊重學習者本真體驗，優化學習生態也勢在必行，未來數字化教科書建設過程中情節化的課程內容、具身參與的學習方式、多學科統整及融入人工智能助力因材施教等方面是研究者努力的方向。

1.情節化的課程內容

課程內容如果以妙趣橫生、扣人心弦的情節呈現，就能夠極大地激發學習者學習的期待，使其欲罷不能、如饑似渴地學習下去。教科書知識不是以定義或范例的形式呈現而是滲透于學生喜聞樂見的故事中，知識也被賦予情感，推動學生主動閱讀，對這些知識進行深度的思考。例如，《長城漢語》情節化課程內容的建構給數字教科書內容的選擇與呈現很多啟示與思考，其課程內容以四個讓學習者興趣盎然的故事為主線，以“寫實版和Q版”兩種動畫風格呈現塑造人物，以語音識別技術診斷學習的效果，以手寫識別技術促使學生具身參與，增加智能交互。

2.具身參與，體驗創造的快樂

未來信息化世界的學習注重身體的參與和讀者與媒體的多層次多角度交互。讀者可以建言獻策塑造個性化人物，參與故事情節的構思，向主人公提供處理棘手問題的方法，甚至可以親自動手為文章添上濃墨重彩的一筆。如臺灣的圖書館的兒童書屋以數位繪本與互動操作來創造體驗環境，從而讓兒童走進故事情節，通過合作互動共同完成故事，傳達內在教育意蘊。學生親歷參與到真實、虛擬的情境之中，感同身受文本和身邊美好的多彩世界，解除學習的壓力，身心融合沉浸于學習狀態。

3.基于課程統整的數字教科書建設

學生在復雜情境中解決實際問題的能力不是某一單一學科所能承擔的，而是多門學科協同作用的結果。課程統整是跨越學科壁壘基于學生的興趣點設計主題——情境，學生基于現實需要解決問題，消弭學科之間的界限，學生無需考慮每門學科所承擔的任務。數字教科書要借鑒課程統整的意識，教科書內容設計聚焦解決復雜情境中的問題時把多學科碎片化的知識整合成具有一定序列的知識，通過真實問題、項目和任務將問題情境轉化為一系列議題，通過學、問、思、辯、行等活動，內化知識、歷練能力、涵養情意。

4.量身定制滿足學習者個性化需求

《中國教育現代化2035》提出“互聯網、人工智能等新技術的發展正在不斷重塑教育形態、知識獲取方式和傳授方式”。人工智能和大數據分析在數字教科書建設中也起著舉足輕重的作用。學生基礎學力各異，需求也豐富多樣。根據學生的不同需求因材施教一直是教育者孜孜不倦的理想追求，基于人工智能的數字教科書可以在診斷學生基礎學力的基礎上，能夠借助學習分析技術精準定位學習弱項，為每個不同學習風格和需求的學習者呈現不同的學習情境、規劃各自學習進度及篩選不同學習工具，真正實現學習的個性化。未來數字教科書建設在追蹤學習路徑、描述學生學習軌跡，繪制學習者畫像等方面可有所作為。通過挖掘分析學情數據，凸顯學習優勢進行培優，精準診斷學生的學習困惑，借助學科知識圖譜和知識技能習得順序，針對學生學習的優劣得失推送契合其需求和學習風格的內容，甚至對學生的學習進行診斷、指導、干預，在滿足學生個性化需求方面打開了嶄新的一頁。

結語

三種范型的數字教科書建設凸顯了教科書建設過程中的不同側重點，為信息技術與課程與教材的深度融合進行了力所能及的探索，未來數字教科書建設應該兼具三者之長，建設成為在復雜的交際情境中，引導學習者通過參與學習過程，解決現實生活中的實際問題的立體交互資源。這種形態數字教科書應凸顯情節驅動的學習內容、具身參與的學習方式、基于課程統整的跨學科融合及借助人工智能滿足學習者個性化需求等特點。但也必須看到，“路漫漫其修遠兮”，利用人工智能助力數字教科書建設，基于數據和學習行為分析，描繪學習者畫像，精準定位知識盲點、技能盲區，定制基于學習弱項的學習路徑已經成為現實。當學生在復雜的情境中遇到不能解決的問題，人工智能會充當“虛擬導師”的作用，給學生支架與引領也是數字教科書建設的大勢所趨。實現我國數字教科書的智能化、情境化、個性化還有一段艱難漫長的路程，還需后來者付出加倍的努力?！?/p>