一、数字教材建设的背景及内涵
1.数字教材建设的背景。在人工智能、大数据、云计算等信息技术的推动下,人类社会正加速进入数字时代。技术的发展也在不断影响、重塑教育,教育数字化已成为建设教育强国的重要战略。教育数字化转型的本质是转变教育教学观念,将数字技术整合到教育领域的各个层面,推动教育全方位的创新与变革,形成具有开放性、适用性、柔韧性的教育新生态,其美好愿景是实现智慧教育生态,为大规模“因材施教”提供可能。教材建设是教育数字化和高质量发展的基础性工程,体现国家意志,直接关系到科教兴国战略和人才强国战略的实施。从战略意义来看,教材的数字化建设已成为全球性的教育发展浪潮,美国、新加坡、英国、韩国等国都从国家层面推动数字教材的发展。美国的电子教科书已从纸质教材的数字复制品演变为更具互动性和可定制化的工具。2009年,美国加利福尼亚州实施了免费使用数字教材的计划(Free Digital Textbook Initiative)。此外,美国的教育出版商如培生教育集团也宣布其在美国市场出版的教科书将以电子版先行;1999年,新加坡开始实施“PAD-教育电子簿”试验计划,2006年又推出“IN2015教育目标”计划,提出实施信息化教育改革,重点推进“实验学校”“未来学校”发展,同时提出尽快为学生提供网络教科书。在数字教材的具体实施方面,新加坡教育部开发了一套互动数字资源,以加强学生的学习并提供自我导向的学习机会;英国政府也于2000年推进了电子书屏幕界面研究(Electronic Books ON-Screen Interface)项目,提出了22条电子教科书设计的原则。韩国自2007年起启动了“数字教科书计划”,并从2013年开始在所有公立学校推广数字化教材。
我国政府高度重视科技发展在推动教育发展质量提升方面的重要作用,于2022年全面实施教育数字化战略行动,建成国家智慧教育公共服务平台,向“建设全民终身学习的学习型社会、学习型大国,促进人人皆学、处处能学、时时可学”迈出坚实一步。随着教育数字化战略的持续落实,数字化教学成为院校新常态,这意味着高质量的数字教材建设将成为相当长一段时期内教育高质量发展的重要推动力。数字教材建设与应用的过程,既是推进教育数字化、智能化的过程,也是更新教育理念、变革教学模式的过程。
2.数字教材的内涵。我国在数字教材建设的探索与实践已有不少积累。2000年起逐步推广的电子书包、2002年纸质教材电子化形成的“人教电书”都是数字教材的雏形。当前我国数字教材整体上处于探索升级阶段,具体表现为纸质教材的数字化、搭建数字教育平台、嵌入全媒体教学资源等形式。例如,嵌入微课、动画、虚拟仿真等视频资源的工业自动化专业教材,方便读者学习;加入AR技术直观呈现物理图像和物理过程的物理教材,便于读者理解抽象物理概念和复杂物理现象,这些都是我国数字教材发展的重要探索。
随着我国数字教材建设与研究的深入推进,对数字教材内涵的阐释也不断深入。结合教育数字化对教材建设提出的新要求,洞悉和阐释数字教材的内涵和典型特征显得尤为重要。基于深入研究和实践,我们认为:数字教材是依托数智化教学平台,将以图文知识体系为框架、多元富媒体形式呈现、支持不同模式下灵活组织、经由严格审校出版的内容,以及围绕该内容所汇聚的教案、教学PPT、习题、实训、虚拟仿真实验等教学资源,通过教学设计形成可支撑教学过程及教学评价的教/学系统,为职业教育模式改革提供有力支持。
二、数字教材高质量发展的总体策略
1.服务国家战略,促进教育公平实现。习近平总书记在谈到扎实推动教育强国建设时指出,从教育大国到教育强国是一个系统性跃升和质变。这意味着数字教材的高质量发展必须以人民为主体,以服务国家战略为导向。根植于教育领域新技术的应用,针对教育资源分配不均的问题,应加大对农村、边远地区和民族地区数字教育基础设施建设的投入,如宽带网络、数字教室、智慧校园等,同时积极推动优质教育资源与欠发达地区共享,确保这些地区的学生能够同步获取数字教材资源。可以预见,职教数字教材的稳步建设有助于精准破解落后地区教育发展面临的诸多挑战,加速教育资源的均衡分配,使数字教材全方位服务于国家人才培养,助力构建一个既公平又具备卓越质量的教育体系,从而推动教育事业的均衡发展与社会整体福祉的提升。
2.推进标准建设,保障数字教材质量。职教数字教材的质量是其教学效果和应用价值的基础。为此,必须推进数字教材标准建设,制定和完善一系列编写、审核、发布、选用等环节的规范,为数字教材的质量保驾护航。在编写环节须坚持知识标准,以内容建设为核心,确保内容具有充分的科学依据和权威来源。在教材框架设计中充分考虑职业院校学生的认知规律,按照易于理解和接受的逻辑编次各项内容,通过合理的章节划分、清晰的标题设置以及适当的引导语,帮助学生更好地理解和掌握知识点。在发布环节制定一系列技术标准是保证数字教材质量的关键。对此,应明确文件格式要求,确保数字教材在各种设备和平台上都能正常显示和运行;设计直观、易用的交互界面,方便学生进行操作和学习。此外,还应充分利用多媒体形式,丰富教材内容,激发学生的学习兴趣和积极性。在使用环节应建立严格的选用和审核机制,确保选用环节流畅无壁垒、内容本身符合国家相关标准和要求,严防低质量、不符合教学要求的教材进入市场。
3.加强教育教学研究,引领课堂教学应用。数字教材对传统教育模式的变革将为课堂教学带来新的问题和挑战,这意味着若要更加全面地挖掘和发挥数字教材在教学中的潜力,必须系统研究、深入探索数字教材在职教课堂教学中的最佳应用模式和方法,持续为教学的创新提供动力。一方面,广大教师在教学研究中发挥至关重要的作用。数字教材使用过程中的教学研究,首先需要一线职教教师结合教学实践,不断尝试、总结和创新,形成一批具有引领和示范作用的典型案例,凝练可借鉴、可复制的数字教材使用方法和教学模式。同时,教育部门应加大对数字教材教学研究的支持力度,如设立教学研究项目,以及提供必要的政策和资金支持,为教学研究的开展创造条件。另一方面,数字教材平台需要不断深化技术应用,以提升其智能水平,更好地服务于职业院校教学。例如,借助大数据分析、机器学习等技术,对学生的学习行为进行智能分析,构建智慧问答系统,实时解答师生在教学、学习过程中遇到的问题;运用人工智能技术优化数字教材中助教的角色,辅助师生进行实时互动,解答疑问、个性化辅导等。
4.注重教师培训,提升数字化教学水平。数字化教学不仅是一种新的工具和平台,更是一套全新的教育理念和方法。职业院校教师的数字素养和数字化教学能力直接关系数字教材在职业教育中的应用效果,数字教材的高质量发展必须与教师的数字素养同频。重视和加强教师数字化教学能力培训包括数字教材平台的使用、教学资源的获取与整合、互动教学策略的设计与实施等,还应当鼓励教师积极参与数字教材的教学实践,促进教师之间的交流与合作。为激发教师探索数字教材使用的积极性,还可以设立数字化教学成果展示平台,定期举办数字化教学比赛和研讨会等活动;建立教师数字化教学能力评估体系,定期对教师的数字化教学能力提供针对性指导、帮助和评估。同时,评估结果也将作为教师职称评定、绩效考核等方面的重要依据,激发教师提升数字化教学能力的动力。
5.强化安全管理,保障内容数据安全。职教数字教材的安全管理是保障其高质量发展的重要环节。随着后续数字教材的应用普及,各类内容安全和网络数据安全等问题也将日益凸显。因此,完善安全管理机制、确保数据安全是数字教材健康、长远发展不可或缺的一步。在内容安全方面,应采取严格的内容审核机制和内容安全监控体系,确保数字教材内容的准确性、权威性和合法性;对数字教材内容进行实时监测和过滤,及时发现并处理不良信息和违规内容。在版权安全方面,应利用区块链技术的去中心化、不可篡改等特性,搭建安全可靠数据管理平台,防止盗版和非法传播。在网络数据安全方面,应对教材内容和用户信息进行数据加密,同步建立严格的数据访问控制机制,防止未经授权的访问和泄露。此外,加强网络安全防护,防范黑客攻击等网络安全威胁,确保职教数字教材平台的稳定运行和用户数据的安全,这也是数字教材安全建设的题中应有之义。
三、职业教育数字教材的建设路径
作为新形势下知识传播与文化传承的重要载体和未来教材发展的重要方向,数字教材建设必须坚定不移地将立德树人的根本任务作为发展导向,提前谋划、积极应对、主动布局,开展全方位、多层次、宽领域的实践探索,服务学生的成长需求,从而有力支撑教育强国、科技强国及人才强国建设。
1.多元组合,系统构建教材新模式。(1)数字教材建设应围绕职教特色,实现多元组合、系统构建。职业教育更注重实践操作和技能培养,通过嵌入音频、视频、动画、AR/VR等富媒体形式,使数字教材全方位、多角度地呈现教学内容,实现抽象概念直观化、复杂操作可视化。回顾历史中的人类认知发展变化,知识媒介的变迁所带来的不仅是表层教学方式的革新,更决定着人类以怎样的视角切入对世界的认知和把握。“印刷机可以精准地复制文字、地图、解剖图等,于是,字典、地图、解剖图这种‘精密的科学生活的载体’变成了一种日常使用的表征工具,推动了近代天文学、地理学、解剖学、博物学的发展”。印刷术的平面复制力求构建一种以图文为主要表征的视觉秩序,而数字教材却是一场教学思维的革命,它容纳音频、视频、动画、AR/VR等富媒体形式,全方位、多角度地进行知识转化,使教学内容以多元媒体融合的样态呈现更加丰富的层次。贯彻多元组合、系统构建的理念,使各类媒体在交融中充分发挥各自优势,这也是数字教材建设的关键一步。以《高职体育与健康(微课+AR演示)》数字教材为例,加入AR技术直观展示高标准动作分解,让学生掌握专项运动的动作要领和细节。(2)职教数字教材应支持多种教学平台的立体化格局。在数字教材时代,任意移动终端都能成为教材呈现和教学开展的媒介,这有助于打破时间和空间对教学的限制,满足职业教育中不同场景的教学需求。但是,这对数字教材的设计提出了更高的要求,即必须以立体化的思维打通各类教学平台,包括但不限于智能手机、电脑乃至智能教室中的大型触控屏等,在技术上需要确保数字教材能够在Android、iOS、Windows等多种操作系统上稳定运行,同时兼容不同品牌和型号的终端设备,实现真正的“一次制作,多平台使用”。此外,还应根据不同时段和不同人群在不同地点学习的不同需求,在不同类型的设备上进行智能推送。
2.深度交互,优化学习体验。(1)数字教材建设应注重深度交互和学习体验的优化。职业教育强调学生的主体性和实践性。相较于内容设计,界面设计是用户最先接触到的部分,对此,数字教材建设应充分发挥终端设备的功能特性,如语音识别、触控操作和VR/AR技术等,进而丰富数字教材的交互方式、简化使用的操作流程,通过设置隐喻线索的方式——用户熟悉的视觉或听觉要素优化交互界面,持续提升用户的学习体验。数字教材能够利用技术手段实现师生与数字资源流畅的人机交互,提升学习者的沉浸感、参与度和资源黏合度。为突破职业教育传统教育模式中教师向学生单向传授知识的局限,数字教材建设须围绕人机交互、交互工具、互动教学及社交学习等多个维度进行深入探索和功能设计,实现师生与数字资源的流畅人机交互,提升学生的参与感和沉浸感。(2)灵活且易用的互动工具至关重要。职教数字教材建设可以充分发挥技术优势,开发界面元素伴随知识本身的优先级与重要性而放大、缩小、闪烁、跳动等多元化的交互学习工具。这些工具不仅可以帮助教师生动形象地突出教学重点,还可以帮助学生在学习过程中快速把握重点,促进学习者与内容的深度交互,提升学习的趣味性和学习效果。平台支持学生对教材内容进行高亮/划线、写笔记等操作,支持文本复制、百科搜索等,还可以通过“纠错”功能为教材持续完善提供用户参与的路径。(3)职教数字教材应支持教学全过程。除教师开展基于数字教材内容与资源外,青蓝云数字教材平台能够支持教师批注学习重难点,引导学生自主学习。同时,职教数字教材还应是完善的互动教学系统,支持教师开展系统化教学设计,布置内容阅读、视频学习、作业、测验等学习任务,并支持实时监控学习任务完成情况,收集学习数据。借助数据分析技术,教师还可以获得精准全面的学情分析报告及教学建议,及时调整教学策略与方法。(4)强化数字教材的社交互动功能也不容忽视。尽管许多研究都证明了使用数字教材学习有利于提高学习效率,但也有研究者指出,在使用数字教材时,学习者很容易出现缺乏指导、缺乏动力、自我效能感低、缺乏兴趣等问题,究其原因,主要是学习者缺乏一个社会学习环境。因此,在设计过程中,应当通过提供交流平台,鼓励师生之间、教师之间、学生之间进行交流互动,共同解决问题并分享学习成果,在社交互动中启动学习者认知处理信息的主动力。
3.技术赋能,推进教学模式变革。数字教材作为技术与教材有机融合的产物,应充分发挥技术优势,为职业教育教学模式变革提供有力支持。从更深层次挖掘,数字教材建设不能停留在知识累积和整合,还应充分考虑数字教材的育人功能,恪守育人为本的价值逻辑。将平台使用变成师生的一种习惯、一种生活方式和学习方法。技术赋能教师端和学生端的智慧教学环境设计思想主要体现为:第一,赋能学生学习。数字教材要根据教学进度和学生的兴趣喜好开发智能推荐系统,精准投放推荐相关学习素材和活动信息,实时追踪学生的学习进度和兴趣变化,确保为每个学生适配恰当的学习资源。即数字教材还应关注学生的深层情感需求,如支持内容定制化,支持个性化导航,支持边学边练、主题讨论等学习活动,提升学习的参与感。第二,赋能教师教学。信息技术的运用可以为教师提供精准的学情分析,并根据教师的需要推荐个性化教学资源、提供适宜的教学内容,为教师备课、授课、辅导提供支持。青蓝云数字教材平台提供了备课和教学两种环境,支持发布多元化学习任务并开展学情监控、作业批阅、学情分析等,有效支撑了课堂互动教学。第三,赋能教学评价。数字教材建设需贯彻全面教育、终身成长的理念,即数字教材建设并非局限于一个学科、一个阶段,而应具备打破学科壁垒、拓展综合能力、实现长远发展的能力,以教材形态转型升级支持育人方式变革。这也要求数字教材在建设过程中广泛收集师生的使用评价和反馈,并及时修订更新,从而为师生提供更为丰富的学习资源和更为智能的教学环境。基于大数据、云计算等技术应用,数字教材能够记录全过程教学数据,包括阅读进度、任务完成、考试分数等,智能诊断学习存在的问题,有力推动了教学评价体系的创新构建。这些技术赋能措施将推动职业教育教学模式向更加智能化、个性化方向发展。
4.动态更新,提升知识衍新增值效率。职业教育需紧密关注行业发展和技术进步,因此数字教材建设应注重内容的动态更新。传统教材因其介质特性往往出版即定稿、更新周期较慢,数字教材则可以在科技手段的加持下实现动态更新,这意味着数字教材建设能够从编辑流程上实现知识更新方式的变革,以适应动态更新的需求,推动知识衍新。(1)“不变”与“可变”的双重属性。职教数字教材本质上是正规出版物,必须经过严格的“三审三校”等出版流程,务必要严肃开展教材更新,强化内容审核,确保合规合法,这是“不变”的内容。数字教材能够实现一定程度上的动态更新即内容“可变”。第一,通过材料拓展来更新。如更新拓展阅读文档,既是对教学的有益补充,也不会对数字教材的正文有影响。第二,通过备课系统来更新。将需要更新的内容发布为视频任务、教学资料任务等,供教师教学使用。第三,通过正常改版来迭代内容。作者和编辑可以依据技术变化和技术技能人才培养要求的变化对教材内容进行改版升级,当然,这类更新需要经过规范的出版审校过程。(2)职教数字教材的动态更新。知识生产方式的改变直接导致知识传播方式的改变,从根本上颠覆了知识产品先生产后传播的线性流动模式,信息贡献草根化、信息生产众筹化、信息选择个性化、联结关系网络化、信息与行为的可量化成为数字教材形态的显著特征。未来,数字教材建设需要更加灵活的内容管理架构和开放的数据接口。内容管理架构应支持模块化设计,允许教师或编辑人员根据需要对教材内容进行添加、删除或修改,可以在极高程度上满足个性化需求,通过合理的内容选择,将内容本身带来的认知负荷控制在最佳范围]。另外,数字教材应进一步拓展其应用场景,与其他教育平台或工具进行无缝对接,实现数据的共享和互通。例如,与教学管理平台、图书馆、博物馆等资源平台建立对接,进行互联互通,实现资源共享和互补。此外,在更新数字教材内容的过程中,必须加强审核,确保所使用的内容和资源符合相关法律法规的要求,避免侵权问题的发生。最后,数字教材内容的迭代更新不仅在于知识的扩充,更在于立足师生需求,持续优化教学体验。
5.数据驱动,支撑高效教学评价。数字教材建设应充分利用数据资源,为职业教育教学评价提供有力支撑。数字教材平台具备教学管理和数据服务的功能,能够记录、分析学习行为数据并进行可视化呈现,为教师后续教学安排提供数据支持,为教学评价带来革命性变化。其要点首先在于必须建立稳定可靠的数据收集和分析机制。在数据收集方面,青蓝云数字教材平台注重数据的埋点和收集,在产品设计时即考虑到数据的应用场景,全面记录师生教学的数据,如教材的阅读进度、在线学习时长、某个视频的学习时长、学习进度、作业的分数、实训的编码与运行情况、做笔记的数据等,并为教师提供关于学生学习状况的全面视图,便于教师了解学情。要建立精准的数据分析机制,利用数据挖掘技术,对收集到的教学数据进行分析,可以总结学生的学习情况、偏好以及可能存在的问题,从而为教师提供更有针对性的教学指导。此外,还要通过数据可视化支撑教学决策,通过将学习行为数据以图表、图像等直观的形式呈现出来,教师可以更容易地理解学生的学习情况,并据此进行教学决策。青蓝云数字教材平台就支持数据可视化,能够明显看出知识点的掌握程度,各试卷/题目的正确率、得分率等,教师据此就可以加强相关教学,如可以按任务、按学生查看学情报告。这种可视化的数据呈现方式增强了教师对数据的感知和理解,进而优化教学决策和评价。
在新时代背景下,数字教材是推进教育数字化、深化教育改革、培养创新人才的重要途径,其建设是一个长期、复杂的过程,需要教育者、学习者、技术开发者等多方共同努力,以多元融合、深度参与、动态更新、技术赋能、数据驱动为路径,打造全面、高效、智能的数字教材体系。
四、结论与展望
数字教材作为教育领域的新兴力量,正逐渐改变传统的教学模式和学习方式。职教数字教材的高质量发展是教育数字化战略的重要任务,数字教材在教育领域的广泛应用和深入发展,有望大幅提升新时代教育教学的质量和效能。职教数字教材的发展前景固然广阔,但也不可避免地面临一些挑战和问题。例如,如何保护数字教材知识产权和防止盗版、如何平衡数字教材与传统教材的关系、如何对接数字教材平台与学校的教学管理平台,等等。这些问题需要我们持续关注和研究。未来,随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展,数字教材必将在职业教育教学领域发挥更加重要的作用,我们期待通过探索,不断创新和完善数字教材的高质量建设路径,为职业教育高质量发展贡献更大的力量。(节选自《教育与职业》2025年第6期)