数字教材何以推动基础教育数字化转型

/数字教材何以推动基础教育数字化转型【摘要】数字教材是融资源、平台、数据与服务为一体的课程教材教学体系，是信息化环境中开展教育教学活动的重要载体，是推动基础教育数字化转型的重要抓手和突破点。数字教材可以为基础教育数字化转型提供数字教育资源、智能应用平台、核心教育数据以及教育教学服务，能够推动技术与教育内容、学生学习、教师教学的深度融合，进而促进教育系统全要素的数字化转型。应以数字教材为核心内容资源，建设高质量数字教育资源体系；扎实推进数字教材全面应用，促进技术与教育教学深度融合；推动数字教材应用数据共享，充分释放教育数据的要素价值；创新数字教材教育服务业态，促进数字教育生态可持续发展。【关键词】数字教材；基础教育；教育数字化转型

当前，教育数字化转型是我国教育研究与改革实践中的热点问题。教育数字化转型以教育数据与数字教育资源为关键要素，数字教材既是数字教育资源的核心，其应用平台又能够采集伴随式教育数据，是动态教育数据的重要来源。因此，数字教材及其应用成为推动教育数字化转型的关键抓手。那么，数字教材何以推动基础教育数字化转型?其基本机理与可行路径又是什么?这些问题有待我们进行深入探讨。 一、数字教材推动基础教育数字化转型的价值 在历经二十余年探索与实践后，“数字教材不仅具备了数字化教学资源的基本内容与特性，而且形成了融资源、平台、终端与培训服务等为一体的课程教材教学体系”[1]，其在基础教育数字化转型中的价值越发凸显。当前，数字教材在资源供给、应用供给、数据供给、服务供给方面能够为基础教育数字化转型提供便利。 (一)资源供给：为基础教育数字化转型提供数字教育资源 为基础教育数字化转型提供数字教育资源是数字教材的基本价值。当前，数字教育资源建设是基础教育数字化转型的重要工作之一。数字教材是数字教育资源建设的核心，其内容严格按照课程标准进行系统设计，体现了党的教育方针和国家意志，包含了海量的多媒体资源，已成为基础教育数字化发展中的“硬通货”资源。首先，数字教材内容体现了课程标准对育人的基本要求，在知识范围和难度上具有普适性。因而，数字教材作为一种开放性学习系统，其内容要紧跟课程标准的变化而及时调整，以不断培养符合社会要求的合格人才。其次，数字教材内容体现着党的教育方针和国家意志，具有鲜明的意识形态属性。作为教材的子范畴，数字教材建设是坚持党的领导、落实国家事权、服务国家战略、彰显国家意志的重要途径，其内容必然凝聚着强烈的价值观念、民族精神和意识形态。同时，数字教材出版遵循“凡编必审”的原则，以确保内容的思想性、科学性等。最后，数字教材包含海量的多媒体资源，体现了国家总体要求与学生个性需求的高度统一。从教材本质出发，数字教材内容反映了信息化教学环境下国家对全体学生的共性要求；从技术属性出发，数字教材以纸质教材为蓝本，通过添加跟知识点相配套的多媒体资源，可以智能链接其他各类数字化资源，能够满足学生个性化的学习需求。 (二)应用供给：为基础教育数字化转型提供智能应用平台 应用是教育数字化最根本、最强大的动力，应用数字教材支撑中小学信息化环境中的教学活动也是研发数字教材的初衷。[2]目前，数字教材正朝着智能化和平台化的方向发展，并通过平台内嵌的应用功能为教师教学与学生学习提供全过程、全方位支持。因此，数字教材可以为基础教育数字化转型提供智能应用平台，扮演好“送货车”的角色。当前，我国中小学数字教材应用平台大多具备了基本功能(包括页面功能、检索功能、教学辅助功能、模式切换功能、资源功能等)和拓展功能(包括教学资源库、备课授课系统、虚拟课堂系统等)[3]，这些应用功能主要依靠智能化的教学工具和学习工具来发挥作用。一方面，教师可以利用智能教学工具，将“硬通货”资源运送到课堂教学的主阵地上，依据自身教学特点和学生需求对资源进行创造性重组，将简单的“教数字教材”变成灵活的“用数字教材教”，使教学、辅导、管理、评价等活动紧密联系，从而创新教学模式，实现规模化的因材施教；另一方面，学生也可以利用智能学习工具，将“硬通货”资源运送到自主学习的场景中，依据自身学习需要和教师指导，选取适切的资源进行学习，将简单的“学数字教材”变成个性化的“用数字教材学”，从而形成多样化资源、个性化学习之间的有效闭环。 (三)数据供给：为基础教育数字化转型提供核心教育数据 数据是基础教育数字化的基本内核和最基本元素[4]，数字教材应用平台可以全程记录教与学的过程数据，实现伴随式数据采集，为基础教育数字化转型提供核心教育数据。与单一、静态的传统数据不同，数字教材可以采集学生的学习路径、学习资源类型、停留时间、浏览次数、练习次数等伴随式数据。这些伴随式数据规模更大、构成更多样，开发价值也更大。通过对数据进行建模、分析和应用，能够把学生学习过程中的现实需求、影响因素等变得可量化、可视化，并生成学生的个性化学习画像。据此，教师可以有针对性地调整教学计划，实施差异化指导和规模化的因材施教，学生也能依据实际情况不断优化学习路径，高效开展自主学习活动。此外，由于教学活动具有周期性，数字教材采集到的伴随式数据也具有较强的周期性。通过对这些周期性数据进行纵向对比，可以分析出学生学习过程中的相关偏好数据。比如，偏好的资源类型、讨论主题、学习方式等，这些偏好数据的运用能够进一步促进精准化的教与个性化的学，最终通过定制化的教育教学服务赋能学生的个性化发展。总之，当数字教材采集到的伴随式数据与教育教学服务深度融合后，基础教育数字化转型所追求的个性化教育就有了现实的依据。 (四)服务供给：为基础教育数字化转型提供教育教学服务 “应用为王、服务至上、简洁高效、安全运行”这一教育数字化转型行动纲领充分彰显了服务的重要价值。在基础教育数字化转型中，服务是数字教育资源建设与利用的关键环节，是以数字化促进基础教育教学改革的根本保障，而各类教育资源公共服务平台的建设和推广中遇到的“最后一公里”难题或许就卡在服务上。[5]因此，以服务来破解教育数字化发展瓶颈，是基础教育数字化转型的必由之路。数字教材以资源为核心内容，以平台为应用载体，以数据为生产要素，能够为基础教育数字化转型提供教育教学服务。从广义来看，数字教材提供的数字教育资源、智能应用平台和核心教育数据也属于服务的范畴，即内容服务、应用服务和数据服务。但这三种服务仅停留在“器”的层面，只有将“器”的层面的服务融合为“道”的层面的教育教学服务时，数字教材才能最终服务基础教育数字化转型。随着技术不断升级，目前最新形态的数字教材正在沿着三个递进层级为教育教学提供服务：第一层级是提供基本的内容产品服务；第二层级是提供全方位的教学服务，主要包括建设智慧教学平台、提供数字化教学整体解决方案、开发相关教学服务产品等；第三层级是提供信息化教育服务，这一层级的服务范围更加广阔，主要包括建设智慧校园、区域教育公共服务平台、教育管理平台等，提供各类教育培训，构建智慧教育服务智慧城市建设等。[6] 二、数字教材推动基础教育数字化转型的机理 作为一场由数字技术驱动的教育变革，教育数字化转型是教育系统全要素的转型，教育系统的要素主要包括学习者、教育者、教育内容和教育手段。[7]因此，教育数字化转型是一项数字技术与教育要素及其活动之间深度融合，塑造数字教育生态的系统工程。数字教材作为中小学信息化环境中开展教育教学活动最基础、最重要的载体，是连接基础教育信息化领域供给侧与需求侧的汇合点，是推动基础教育数字化转型的“牛鼻子”，牵一发而动全身。它既是教育内容数字化转型的重要表现形式，其应用又能引发学习者、教育者及其活动的数字化转型。具体而言，数字教材及其应用能推动技术与教育内容、学生学习、教师教学、教育手段的深度融合，进而促进教育内容的智慧化、学生学习的个性化、教师教学的精准化以及教育手段的现代化，最终赋能教育系统全要素数字化转型的实现。 (一)教育内容转型：推动技术与教育内容交互耦合，实现教育内容智慧化 随着互联网和各种媒介技术的不断发展，数字教材经历了从单纯用信息技术改变教材形态，到富媒体内容与教材整合设计，再到信息技术与教材深度融合几个发展阶段。[8]在这个过程中，数字教材已从静态媒体数字教材逐渐发展为多媒体数字教材、富媒体数字教材，乃至向着教学平台、教学系统、教学数据库的规模不断延展[9]，使“人—机—环境”的互动实现了从无交互到被动弱交互，再到主动强交互的质变。这意味着技术与教育内容之间的交互耦合性越来越强，教育内容的数字化程度也越来越高。当前，在教育数字化转型“价值导向”思维与智能技术的双重影响下，数字教材逐渐从满足教师教学需求的“教材”发展为促进学生个性化发展的“学材”，智慧教材这一高级形态的数字教材应运而生。相对而言，智慧教材呈现出更强大的学习支撑功能，不仅能够提供多样化的学习资源、延展学习时空环境、匹配个性化学习路径，还能实现“人—机—环境”间的主动强交互，并具备了感知、分析、诊断、思考等智慧特性。[10]因此，数字教材能推动技术与教育内容的交互耦合，是教育内容数字化转型的重要表现形式，能够促使教育内容朝着智慧化的方向发展。 (二)学生学习转型：推动技术与认知方式有机结合，促进学生学习个性化 学生是基础教育数字化转型的核心受益者。“从学生角度来说，教育数字化转型就是要推动现代信息技术与学生认知方式的有机结合。”[11]现代中小学生作为“数字原住民”，他们擅长多渠道接收信息，多任务并行处理，偏爱图片、声音、影像、超链接资源，偏好有互动、有关联、有趣味的学习。[12]151数字教材在技术支撑下，可以提供具有交互性、趣味性、个性化的学习资源和工具，使学生能够与知识、同伴、教师、环境之间实时互动，并及时获得有效反馈，这些特性符合现代中小学生的认知特点。此外，在数字教材应用中，还形成了线上线下相融合、课内课外相结合的全时空联结，实现了学习资源的开放性整合、学习过程的全景式记录、学习体验的沉浸式交互、学习服务的精准化匹配。这就使学习活动摆脱了教学“工业”生产线上的统一流程，成为依托技术定制的个性化发展历程。因此，数字教材能推动技术与学生认知方式的有机结合，其应用更能进一步提高学生的数字素养，满足学生个性化学习需求，推动学生学习的数字化转型。这也是基础教育数字化转型的价值旨归。 (三)教师教学转型：推动技术与课堂教学深度融合，赋能教师教学精准化 “从教师角度来说，教育数字化转型就是要推动现代信息技术与教师常态化教学的深度融合。”[11]对于大部分教师而言，任何教育改革如果落实不到常态化的课堂教学之中，无论其理念与技术多么先进，都不能发挥革故鼎新的作用。同理，基础教育数字化如果不进入中小学课堂教学中，对基础教育发展是没有多大价值的。数字教材作为信息化教学环境中教师教学的直接依据，其应用过程就是智能技术与课堂教学深入融合的过程。在这个过程中，教师不断提升自身数字素养，充分利用数字教材营造以学生为中心、以学习任务为焦点的泛在环境，并依据学习数据精准研判学生的学习情况，重塑学习驱动型的教学流程，构建动态化的课堂管理模式，探索素养导向的精准评价方式，从而创新步调一致的集体教学，推动规模化因材施教的实现。因此，数字教材应用在推动技术与课堂教学深度融合的同时，能使教师深刻理解并体验基础教育数字化发展中出现的新理念、新模式、新方法，促进教学模式变革、教学方式重构、教学流程再造，最终实现教学的精准化，推动教师教学的数字化转型。 (四)教育手段转型：推动技术与教育手段高效整合，加快教育手段现代化 基础教育数字化转型离不开教育手段现代化。当前，教育手段现代化早已超越了单一媒体或方法，不再是将技术标签简单地贴到教育活动中，而是技术与教育教学活动之间发生“化学反应”后所形成的开放化、泛在化、智能化教育生态环境。从具体操作看，教育手段现代化是教育目标、教育技术设施、数字资源、师生应用能力等要素间的重组，是追求和创造智能化教育环境的过程。这一过程彰显了技术与教育教学深度融合的理念与价值，也反映了基础教育数字化转型对教育手段革新的要求。数字教材在技术支撑下，能够构建泛在开放、人机共生、智慧互联的教育环境，其应用更是带来了海量存储、互联互通以及智慧化服务。这不仅是教育手段现代化的具体体现，更是技术与教育教学深度融合理念的彰显。由此，数字教材逐渐摆脱了“物”的规制，演变成了一种“智慧环境”，使教育内容、教育主体、教育手段间的界限不再泾渭分明，而是趋向融合与共生。因此，数字教材能推动技术与教育手段的高效整合，其智能化、个性化理念与技术正在成为撬动教育手段现代化的新支点，能有力地推动教育手段的数字化转型。 三、数字教材推动基础教育数字化转型的路径 (一)统筹资源：以数字教材为核心内容资源，建设高质量数字教育资源体系 数字教育资源是教育数字化发展的源头活水，大力开发数字教育资源才能助力教育数字化转型。[13]经过多年建设，我国基础教育数字教育资源已达到可观总量，但最初建设时并未注意到资源共享问题，导致数字教育资源尚未形成体系。[14]实践表明，缺少体系化、系统化的数字教育资源的实用价值并不高，因为资源与课程之间的关联不强，容易使师生在实践应用中产生“信息迷航”。[15]297因此，应以数字教材为核心内容资源，通过纵向延伸与横向融通，统筹建设高质量数字教育资源体系，为基础教育数字化转型筑牢资源要素保障。 从资源纵向延伸看，要以实践需求为导向，完善数字教材产品体系，丰富优质数字教育资源。数字教材建设的根本目的是满足教育教学实践的需求，但目前数字教材并不足以支撑整个数字化教学[6]，也不能完全彰显课程开发与教材建设、数字资源与教材内容、学习过程与教学过程之间的协同效应。反观传统教育教学资源的建设，除了纸质教材，还编写开发了各类教参、教辅、学习工具书等辅助性课程资源和考试用书、课外读物等拓展性课程资源，形成了有层次性的资源体系。经过多年教学实践，这样的教育教学资源体系已被证明是具有实效的。[15]296因此，应加快完善数字教材配套的数字辅助资源、数字拓展资源以及其他数字化产品，为基础教育数字化转型提供更多的资源支持。 从资源横向融通看，要以资源共享为重点，对接教育资源公共服务平台，盘活优质数字教育资源。尽管数字教材是基础教育现代化的核心资源，但在信息化教学环境中也仅发挥着基础性作用。[2]这就意味着，要将数字教材与其他资源和应用平台有效衔接，融入基础教育数字资源体系，才能合力推动基础教育数字化转型。公共服务平台是实现教育资源共享的基本依托，尤其是作为“国家队”的国家中小学智慧教育平台。该平台汇聚了全国优质的基础教育数字资源，涵盖了课程教学、课后服务、教师研修、家庭教育等10个板块、53个栏目、4.4万条资源，能够为学生提供全天候、不打烊的“超市式”服务，极大地推动了基础教育资源数字化与配置公平化，满足了学生个性化需求，已成为基础教育数字化转型的重要支撑平台。[16]因此，应探索数字教材与教育公共服务平台的衔接互通，打造资源共享、业务协同、数据融通、服务智能的一体化数字教育资源体系，夯实基础教育数字化转型的资源保障。 (二)深化应用：扎实推进数字教材全面应用，促进技术与教育教学深度融合 教育数字化是数字技术在教育领域中应用的结果[13]，数字教材作为一种典型的数字技术产品，目前并未在全国范围内得到有效推广与应用，已应用的地区大多数情况下缺乏深入系统组织，整体应用效果尚未显现，且现有应用并未能从根本上推动传统教学模式、学习方式和评价机制转变[3，应用场景也以课前教师备课和课堂教学为主。[17]因此，应深化数字教材在中小学的全面应用，拓宽应用广度、创新应用深度，不断促进技术与教育教学全方位、全流程深度融合，才能持续深入地推进基础教育数字化转型。 从应用广度出发，加快数字教材规模化应用，为基础教育教学变革提供更多样化的模式和方向。首先，要采用开放、跨平台的数字教材研发技术，这是数字教材规模化应用的前提条件。因为开放、兼容的研发技术不仅能为数字教材对接其他平台提供规范化的技术接口，也可以为数字教材应用数据的跨版本、跨部门、跨地域、跨层级流通与共享提供技术保障。其次，要加强数字教材应用培训，提高师生应用数字教材的能力。高质量的数字教材并不一定能产生广泛的实际应用效果，其中师生的应用意愿、数字化教学水平、数字资源整合能力等因素发挥着关键性作用。因此，数字教材出版单位、教育行政部门等应积极组织开展数字教材应用培训，形成“学研训用”的深度融合。最后，要探索出一批典型、可复制的数字教材应用模式，形成“以点带面，以面带全”的示范引领效应。比如，通过数字教材典型应用示范点的交流、研讨、展示活动，宣传数字教材规模化常态应用经验，鼓励各地区举一反三地探索更加多样、创新性的应用模式，从而释放数字教材推动基础教育数字化转型的强劲动力。 从应用深度出发，创新数字教材应用场景，为技术与教育教学深度融合提供实践场域。应用场景是教育数字化的基本要素之一，但这种应用绝不是因循守旧，而是要创新应用场景。[13]因此，在基础教育数字化转型中，要围绕数字教材深挖核心应用场景，并不断探索新型应用场景，才能赋能基础教育高质量发展。从核心应用场景出发，要聚焦教育教学变革的关键地带，统筹推进数字教材与“学—教—管—评”四大核心应用场景的深度融合，并通过核心应用场景的流程变革来推动教育教学和人才培养模式的创新，为基础教育数字化成功转型提供条件。从新型应用场景出发，要加快技术创新与数字教材创新的融合发展。比如，利用虚拟现实技术提升数字教材沉浸式体验，塑造具身交互学习场景；利用情境感知技术捕捉移动学习需求，实现数字教材场景化服务等。因此，要多维度、深层次地探索前沿技术赋能数字教材的方法与手段，为创新数字教材新型应用场景提供强大技术支撑。 (三)共享数据：推动数字教材应用数据共享，充分释放教育数据的要素价值 共享教育数据是教育数字化转型建设应用的基础，但数字教材应用数据涉及亿万师生的“数字足迹”，数据时效性强、真实度高、颗粒度细，一旦在开放共享中处理不当，就可能泄露师生的个人隐私，扰乱基础教育教学管理秩序。因此，应构建全方位数据共享保障体系与全流程数据共享管理机制，加快数字教材应用数据共享，使之与其他教育数据融合互通，形成教育大数据，才能变数据资源为数据资产，进而以数据要素的生产性价值赋能基础教育数字化转型。 从数据共享保障出发，构建全方位数字教材应用数据共享保障体系。数字教材应用数据共享离不开国家政策与法律的支持，同时也离不开技术的保障。为此，可以尝试构建“政策—法律—技术”三位一体的数字教材应用数据共享保障体系。首先，通过制定相关政策，明确数字教材应用数据的元数据标准、上传格式、访问路径、许可协议等，以激励、引导、监督数字教材应用数据共享的规范发展。其次，通过完善相关法律法规，明确各级各类主体在数据共享中的责权与义务，明确数字教材应用数据的确权、开放、对接、利用等规则。同时，要对妨碍数据共享、危害数据安全等责任主体进行依法处理。最后，通过技术力量，保障数字教材应用数据共享的安全高效。技术带来的问题最终可能还需要通过技术来解决，数字教材应用数据作为一种技术应用产物，其共享必然也离不开技术的保障。为此，可以进一步加强智能技术对数字教材应用数据共享的支持，出台有关数据共享的安全技术指南，提升相关主体协同处置技术风险的能力，筑牢数据共享的安全防线。 从数据共享管理出发，构建全流程数字教材应用数据共享监管机制。数据共享生命周期主要涵盖共享前的开放、共享中的流通及共享后的应用三个阶段。为此，可基于数据共享生命周期构建全流程的数字教材应用数据共享监管机制。首先，要建立数据共享前的开放审批与备案机制。开放审批与备案主要包括数字教材应用数据开放前的申请、报批及备案等程序。相关主体可以向教育行政部门提出数据开放申请并报批许可，教育行政部门要对数据内容进行备案处理，以确保数据共享前的规范。其次，要建立数据共享中的流通预警与管控机制。流通预警与管控主要涉及数字教材应用数据共享中的真实性、安全性、规范性等问题。为此，既可以委派专业人员对共享数据进行随机抽查，也可以借助技术力量实时预警可能的风险，探索技术赋能的安全共享模式。最后，要建立数据共享后的应用跟踪与监督机制。秉持“谁开放，谁负责”“谁应用，谁担责”的原则，对共享数据的实际应用情况进行持续跟踪与监督，及时了解并处理各种问题，一旦发现有数据滥用、泄露等情况，要精准溯源，及时整治优化，以便为基础教育数字化转型提供安全的数据生态环境。 (四)优化服务：创新数字教材教育服务业态，促进数字教育生态可持续发展 基础教育数字化转型的根本目标是塑造数字教育生态，而数字教育生态的可持续健康