数字时代的教材特征与开发新探

/数字时代的教材特征与开发新探【摘要】数字时代的教材是满足国家人才培养需求、以传统纸本教材为基础的知识框架和学习指南，也是适宜学生个性发展的学习材料系统。数字时代的教材具有纸质资源与数字资源整合的一体化、存储方式的具身化、呈现方式的粒化、知识生发过程的形象化等特点，其开发应以信息技术赋能为前提，审视教材开发的进程；以国家人才培养为依据，选择丰富的知识内容；偏向学生认知特征，采取逻辑—认知兼顾的折中式组织方法；适度模糊学科界限，采用主题—全景式的编排方式；融通内容表达的多样性，实现知识呈现的立体化。这可以引导学生基于学习需求、学习兴趣、学习状态和学习水平，随时随地自主选择学习内容，有效支持自我意义建构。【关键词】数字时代；技术赋能；教材特征；教材开发

一、数字时代教材内涵的新变化 （一）满足国家人才培养需求的知识框架与学习指南首先，数字时代的教材要满足国家人才培养的需要。“教材建设是立德树人的大事。教育思想和理念、人才培养的目标和内容等，都集中体现在课程教材之中。”[1]尽管“要以学习者为中心，但学习内容要有一定的规范，不能不体现国家的意志，不能不传授核心的价值体系”。[2]从此意义上讲，数字时代的教材是国家意志的体现，是对教材内容的统一、对知识的统一，它以传递国家的教育思想和核心价值体系为主要内容，培养适合国家发展需要的人才。因此，数字时代的教材应以满足国家人才培养的需要为依据，关注人的关键能力、关键素质的养成，在政治意识形态基础上寻求教材内在价值的科学性和教材建设的适宜性[3]，使培养的人才适合国家发展需要。 其次，数字时代的教材是一种知识框架和学习指南。在数字时代，教材的选择和开发会充分遵循多元化的价值理念，突破学生按部就班的学习方式，学生在学习中可能不需要教师或专家提供完整的知识结构，而是“在完成基础的知识建构后，通过自主的学习建立满足自己需要的个性化知识结构”。[4]在学习内容上，数字时代的教材是个性化的知识框架，它以学生发展的实际需要为依据，为学生提供完备的学科知识体系，由学生参与教材内容的选择，真正实现一个学生一张课表、一份学习计划，根据学习需求随时调整学习内容的愿望。在学习方法上，数字时代的教材是引导性的学习指南，由于其突破纸质教材的媒介限制，它将兼具指导学生有效开发学习资源和顺利达成学习目标的指引性作用，根据信息技术手段对学生学习过程有实时监控，为学生提供精准化、个性化的学情分析和学习方法。 （二）适宜学生个性发展的学习材料系统 从词源理解，“教”具有名词和动词双重含义，当作名词来理解，教作教化、教育之意；当作动词来理解，教作教授、教导之意。“材”指能力、资质，通常也指构成事物的一切原料和资料。因此，教材可理解为构成教育、教授等活动的一切资源。在教育现代化背景下，“建设数字国家已成为全国共识，教材建设信息化需成为推动教育现代化的重要环节”。[3]但当前信息技术在教材的使用中仅扮演“点缀”角色，并未实现教材与学生发展深度契合。基于此理解，数字时代的教材不仅是指向满足国家人才培养需求的知识框架和学习指南，还应是适宜学生个性发展的学习材料系统。这种学习材料系统是在信息技术支持下的教育活动的全部资源，既包括现实物化的纸本教材，也包含虚拟网络中的数字教材。 事实上，数字时代的教材作为适宜学生个性发展的学习材料系统，具有开放、自由、创造的特性。所谓开放的特性指向教材资源的丰富度，即数字时代打破了知识和学习的时区边界，无论学生身处何地、任何时间都能够借助网络数据库获取需要的教材资源，正是这种教材资源的丰富性形成了满足学生学习需求的材料系统。如密涅瓦大学利用互联网开放学习资源，使学生不会因地域、时间的限制影响学习进程，并通过后台数据追踪设置教材资源，以此增加教材资源的种类和内容。[4]自由的特性指向教材资源的自主选择性，即学生和家长可依据自己的兴趣、目标和期待，让学生制定个性化的学习计划，选择适当的教材资源，实现自主学习和发展。在数字时代，教师可利用技术实现对学生学习资源系统及环境的监控，总结不同个性的学生在知识学习中的某些共性问题或经验，将其及时补充到教材资源中，使其能够根据学生的个性完善、丰富教材的资源系统，充分发挥学生间接参与数字时代教材编制的积极性与创造性。当学生能够在学习资源系统进行合理地选择和使用时，数字时代的教材便更适宜学生个性特点，逐渐趋于个性化与定制化，有针对性地支持学生个性的发展。创造、变化的特性指向教材资源的反思性，即数字时代的教材内容不是一经制定便不变或极少修改，而是根据学习场域内师生对教材内容的教授与学习境况，反思和调整教材内容的难易程度和编排顺序，以便更好地适应师生的学习需要。质言之，数字时代的教材既是一种促进学生个性化发展的手段，又是一个具有开放自由的学习资源集合。 二、数字时代教材的新特征 （一）纸质资源与数字资源整合的一体化 数字时代的教材资源整合的一体化特征主要体现在教材的外在形态层面。数字时代的教材是纸质资源和数字资源等不同资源类型的有效整合，不仅保留纸质资源所承载的文化意义和精神意义，还具有数字资源便携、环保、存储量大的特点，但事实上它又超越任何一种资源类型，是资源的重构与整合。[5]究其本质是适应数字时代学习需要的教材，具有纸质资源和数字资源一体化的特点。从横向来看，体现在课程内容和课程平台的一体化。课程内容是纸本教材、指导书、课程资源、图片、课外读物、网络内容等资源的集合；课程平台是师生教与学的后台，为数字教材提供资源整合的场域，课程平台所具备的技术特性可使与课程内容相关的纸质资源无限扩充，进而实现纸质教材与数字教材之间的整合。如学生在课程平台搜索纸质教材中的相关知识时，可从网络空间获得所需知识的无限延伸，并在平台中对知识进行任意选择、粘贴、复制、批注等操作。从纵向来看，数字时代的教材是国家、地方、校本课程资源以及教师、学生课程资源等在内的所有优质课程资源一体化。这种优质课程资源的一体化在一定程度上给予师生更大的教材资源选择权，教师能够根据学生的认知特点从大量资源中针对性地推送支持学生个性化学习需求的资源，从而构建适合学生需求的一体化资源。由上可知，数字时代的教材资源整合的一体化具有强烈的数字特征，能够为师生提供所需的资源和条件，为学生的自主学习创造有利条件。 （二）存储方式的具身化 数字时代教材存储方式的具身化特征指通过知识存储载体的变化实现学生与教材的具身融合，从而形成真实生活与虚拟世界相耦合的实时共享学习场域。就存储方式而言，数字时代的教材在一定程度上突破了以纸质媒介为载体的存储方式，但它并不是全盘放弃或不使用纸质媒介，而是以基于纸本教材的存储，以方便存储和阅读、不依附于纸本教材的“无纸化”方式相结合为学生打造具身化的学习环境。具身认知理论认为，“借助技术的身体及其经验的‘扩展’能够让我们获得更多的感知经验。”[6]在此意义上理解，数字时代教材的存储方式不再囿于时间、空间的限制，仅将感知经验停留在教材所存在的环境范围内，而是借助技术在一定程度上将感知经验扩展和延伸，使其具身化。当前教学活动中使用的纸本教材是外在于学生的，学生进行学习时便会寻找物化形态的纸本教材，而数字时代教材存储载体的变化即在物化的教材形态基础之上实现技术与身体的融合，当学生进行学习时可通过技术平台连接教材内容与学生身体，从而以学生需要或适应的方式呈现教材内容，以扩展学生的感知经验，达到对教材内容的畅学状态。同时，“借助技术把实践具身化，这最终是一种与世界的生存关系”。[7]因此，依赖技术实现存储方式的具身化，事实上是在真实场域感知虚拟世界，学生根据自身学习需求在真实的空间对虚拟世界中的数字资源进行无限扩充，自主选择合适的学习群体，随时进入不同的虚拟共享场域进行交流合作与分享，把同一时间、不同空间学习同一知识的学生聚集在一起，实现生生之间对教材内容的沟通交流和实时共享，进而形成虚拟空间中的“临时学习共同体”。这种“临时学习共同体”是一种依据存储方式的改变而形成的真实生活与虚拟世界相耦合的实时共享学习场域。 （三）呈现方式的粒化 数字时代教材呈现方式的粒化主要体现在教材的内在知识结构层面。在信息技术快速发展的时代背景下，知识呈现方式的不同使知识之间的组合更灵活，教学内容也进一步微资源化。因此数字时代教材将呈现出粒化特征，是一种多虚拟的知识样态结构和多序列的网络知识结构。具体而言，多虚拟的知识样态结构指数字时代教材知识的呈现方式是以相关知识的微粒出现，尽管知识样态很小，但能表达知识意义的完整性，多个微粒化的知识样态便组成了虚拟世界中具有立体化、关联化的知识样态结构。如微课是根据学习需要对已有知识进行抽取重组，以微粒化的知识点为基本教学单元，以短视频为核心，尽管教学单元较小、视频时长较短，但能够清晰地表达出知识意义的完整性，学生可基于自身的学习状态、学习水平、学习兴趣等选择不同的知识微粒进行学习。多序列的网络知识结构指知识呈现方式的粒化易产生知识结构的松散化，使其无限向与粒化知识相关联的知识体系延伸、发展，虽在一定程度上打破了固有学科边界，使知识结构突破了紧密的学科束缚而处于松散状态，但整体而言它还是以粒化知识为主题的有序的、有组织的多维网状结构。总体而言，数字时代的教材呈现方式以凸显学习者经验为特点，它除了包含纸质教材中所规定必须学习的内容，还能够利用信息技术将知识结构序列化，使教材内容以知识微粒的形式有序呈现，同时帮助学习者结合自身经验对教材内容进行补充。这种呈现方式既保证了每个知识点之间的相对独立性，又便于学生深度思考各微粒知识之间的内在联系和差异，从而实现知识的自主建构。若把数字时代的教材比喻成一棵树，系统化的多虚拟知识样态结构则是树枝，粒化的知识样态则是分支，学生可选择自己认为有意义的知识分支进行学习，实现由被动的线性学习转向有选择的非线性学习。 （四）知识生发过程的形象化 数字时代教材知识生发过程的形象化主要体现在教材内容的传递层面，即从充分可视化的角度呈现知识从产生到形成的完成过程，给予学生最大限度形象化地理解知识产生及生发过程。人类的大脑是高度智能化的复杂系统，其中生物神经元主要承担输入、传递、输出的功能。数字时代教材中知识以多维网状的粒化形态分布，知识的生发依赖分布式协作网络结构。因此，可利用信息技术将其处理成为模仿人类大脑结构的人工神经网络，实现对知识的接收、处理和储存。这种以人工神经网络为基础的教材可将知识完全纳入网状结构，学生不再囿于直观学习成果化的知识，而是通过某种神经网络节点选择和切入个人所需的知识产生的任何阶段，利用多维分布的富媒体交互特性充分刺激和引导学习活动，让学生在学习的过程中理解教材知识、触摸教材知识、体验教材知识，以此建立与教材内容的连接，了解知识的产生过程，参与知识的应用与实践。但知识生发过程的形象化依赖多维分布的富媒体特性。麦克卢汉认为，“每种媒介的应用都会改变人的感觉平衡状态，它们通过扩展学习者的感知范围和增强学习者的沉浸体验，加深学习者对知识技能的了解。”[8]使用多维分布的样式、结合图形、动画、音频、视频等多种媒介方式展现知识的产生及应用，能够最大限度地生成逼真环境，将静态的知识转化为动态发生的过程，提升学生学习知识的临场感与真实感，进而形象化地促进知识的生发。此时学生与教材之间的交流已不再是单向输入，而是双向互动的过程。[9]美国的相关教材事实上已经展示出利用信息技术展示知识的过程，它采用动态可视化技术向学生呈现数学中的“三角函数曲线”，使平面化、静态化的知识立体化、动态化，学生通过观察动点变化轨迹了解关于三角函数的形成与发展，同时能够制作并切入动点变化轨迹的任意一段，但这仅是单个知识点的呈现，并未形成知识结构的网状化。 三、数字时代教材开发的新策略 （一）以技术赋能为前提，审视教材的开发进程 一般而言，“教材的研制进程分为启动、设计、编写、实验、送审五个阶段”。[10]197在技术赋能的理念下，教材开发的各个环节产生了不同程度的变化。在启动、设计阶段，首先，分析信息技术参与下对教材编写的规划、原则、目标等理论层面产生的影响；其次，数字时代的教材在“开发前需绘制出整本教材的框架体系”[11]；最后，团队的组建需增添教育信息技术领域的研发团队、学科专家等。在编写阶段，需厘清不同教材类型之间的关系及特点，突出数字时代教材的数字特性和知识特点，从而确定技术赋能下教材的合理性、可行性，保证数字时代的教材质量。如数字时代教材内容的更新势必依托大数据、云计算、人工智能等技术，及时筛选、补充、淘汰教材内容，利用技术优势缩短教材的更新速度。[12]在编写时，需结合信息技术的发展设计合理的更新体系，保证教材内容与飞速发展的未来社会相匹配。此外，数字时代的教材是集内容、功能、技术于一体的教材，所以在编写时不能仅局限于内容的开发，还要考虑功能、媒体等内容的开发。在实验阶段，数字时代的教材凸显强烈的技术性，是极具连续性和扩展性的现代教材，因而需针对问题不断进行修正与调适。综上所述，技术赋能为数字时代的教材开发带来了机遇与挑战，我们需在借鉴传统教材开发的基础上，审视信息技术对教材开发各环节的影响，正确融入新元素、新理念、新思想，以满足学生个性化学习的需求。 （二）以国家人才培养需要为依据，选择丰富的知识内容 首先，以“定制化”知识满足国家人才培养需要。数字时代重新定义了教材的知识内容，重视学生兴趣和能力培养的“个人”知识逐渐开始进入课堂教学。“定制”知识即根据学生的学习特点和兴趣爱好呈现知识内容。如根据学生的年龄、性别为学生打造不同颜色、排版的教材内容；根据学生的学习需求和策略为学生提供纸本教材或数字资源等不同种类的教材内容等，以此支持学生的个性化学习需求。其次，以“创生化”知识满足国家人才培养需要，创生知识指基于已有的教材资源，学生自己成为教材的编制者。即利用数字时代的工具、平台等方法，将自己的学习资源或自身经验制作成图片、音频、视频等数字形态的方式，以便进行保存、交流与分享，不仅能将学生的经验与教材内容相结合，还能使学生在制作教材的同时感受教材呈现方式的多样化。最后，以“开放化”知识满足国家人才培养需要。数字时代的教材功能指向重视知识的综合和实践能力的培养，指向培养学生的认知力、创造力等高阶思维能力，即学生在教师的引导下，可主动从教材中获取知识并通过解构、重组将知识内化为认知、情感，并表现出相应的实践能力等。因此，开放化的知识内容有利于最大限度培养学生学习知识的能力，使学生以最合适的速度获取整合所需信息。一方面，“定制化”“创生化”和“开放化”的特点要求数字时代的教材既要观照国家人才培养需要，又要支持学生的个性化学习，因而必然凸显丰富的知识内容和多样化的呈现方式；另一方面，数字时代的教材并不单是纸质教材知识内容文本的数字化，更是根据需求使用学习资料系统，显示知识内容的丰富和灵活。 （三）偏向学生认知特征，采取逻辑—认知的组织方式 杜威认为：“教材应从学生现有经验出发，选择适合学生经验准备状态和认知发展水平，并能够促进学生进一步发展的顺序或方式来展开教材。”[13]基于该意义理解，教材组织方式包括按学科逻辑顺序组织和按学生心理顺序组织两方面，且二者相互作用，共同构成教材的内在结构形式。但教材组织结构一般指以学科逻辑为基础的教材体系结构，较少思考学生认知在教材组织中的重要性，而数字时代的教材旨在组织合适的教材结构实现学生的个性化学习，逻辑—认知的折中式组织方式既能从教材层面关联整体内容及单元内容，“让学生体会知识学习的连续性和一致性”[14]，又能从学生层面关注认知及思维发展，实现知识与能力的有机统一。因此，教材的组织必然以知识逻辑顺序为基础，以学生心理、思维等认知特征为主要依据，搭建符合我国学生认知水平和发展特点的逻辑—认知组织结构。总的来说，逻辑—认知式组织结构的功能主要体现在以下方面。首先，观照学生的身心特点。数字时代的教材着眼于激发学生的学习兴趣，逻辑—认知折中式的组织方式基于学生在生活和学习中的体验，“结合学生身体和智力机能发展的关键期和敏感期，有侧重地提供不同类型和形式的教学活动”[15]，能够充分照顾不同年龄段学生的身心特点，以符合该年龄阶段认知特点的方式组织教材，使其更贴近学生的生活经验、更适应学生的身心发展规律。其次，深度培育学生的思维方式。人的思维发展一般遵循从简单到复杂、从具体到抽象的过程，以逻辑—认知式结构组织教材能够较好地突出知识的关联性和重要性，有助于学生串联以学科知识为主线的知识网络，形成由分散到系统、由简到繁的思维方式，从而逐步发展深化学生的高阶思维。最后，有效提升学生运用知识的能力。该结构使学生能够根据自己的知识能力水平选择符合能力层次的知识学习，有助于学生厘清知识的内在结构，更易理解和接受所学的知识内容，最大限度地发挥学生的主观能动性，提升学生基于理解的知识运用能力。基于此，数字时代的教材组织方式应采取紧密结合学生认知特点与教材逻辑顺序的折中方式，实现学生身心特点、思维方式及知识运用能力的有机统一，以促进学生潜能的发展。 （四）适度模糊学科界限，以主题—全景的编排方式 随着交叉学科、融合学科、边缘学科的不断出现，“线性的、离散的、非结构化的知识体系逐渐无法满足学习者的需要”。[16]数字时代的教材呈现出综合发展的趋势，这就要求教材在编排方式上，适度模糊学科间的界限，将不同学科间的知识有机融合，在保留纸本教材知识系统化的基础之上，以全景的视角、聚合主题的结构化知识进行教材编排。主题—全景的编排方式指以课程标准为基础，以单元主题作为教材编排设计的出发点，每个主题下设置若干学习项目或任务，师生共同围绕主题或专题组织学习内容。这种编排方式主要具有以下优点。首先，提升教学内容的情境性。以主题为出发点进行全景编排的学习过程是师生共同交流、探究下的自组织合作互动学习，在此过程中学生根据喜好选择感兴趣的探究主题，基于现实情境由浅入深、由点及面、自主参与、踊跃表达，是一种基于主题式的情境表达。其次，增加教学组织形式的灵活性。“教学