張媛媛

（人民教育出版社，北京 100081）

數字教材的教學實驗、需求分析及發(fā)展趨勢
——以第二代“人教數字教材”為例

張媛媛

（人民教育出版社，北京 100081）

數字教材的教學實驗是信息技術與課程教學融合質量保障的關鍵環(huán)節(jié)。本文首先以第二代“人教數字教材”的教學實驗為例，分析了數字教材在交互式電子白板、平板電腦兩種教學環(huán)境下的教學應用方式、優(yōu)點及問題等；其次，通過教學實驗反饋信息解讀師生對數字教材的需求為：多層次的優(yōu)質資源、可個性化靈活應用、完善的支持和服務功能；最后，基于師生需求及信息技術的發(fā)展，從資源、功能、服務三個層面提出數字教材的發(fā)展趨勢，以期為數字教材的研發(fā)提供借鑒思路。

數字教材；教學實驗；需求分析；發(fā)展趨勢

數字教材作為一種新型的教材形態(tài)，隨著互聯網、數字終端等信息技術的快速發(fā)展應運而生，隨著教育信息化軟硬件環(huán)境的優(yōu)化升級加速發(fā)展。教育部“三通工程”數據顯示，截至2015年3月底，我國中小學（除教學點外）已有80.6%的學校實現網絡接入，59.6%的普通教室配備有多媒體教學設備，73%的學校已實現至少擁有一間多媒體教室,[1]也有部分學校實現了師生人手一臺數字終端的教學環(huán)境?？梢?，數字教材的應用環(huán)境已漸趨成熟，并且數字教材在教育信息化中起到基礎性、核心性作用,[2]是支持和促進信息技術與教育教學深度融合的關鍵要素，也是國家推動實施中小學數字化的抓手。[3]

我國數字教材的發(fā)展仍處于起步階段，此時數字教材的教學實驗十分重要。首先，通過教學實驗，研究者能深入了解使用者的應用體驗、效果和需求，有助于研發(fā)與改進產品。北京師范大學王策三教授指出教學實驗在總結理論和實踐經驗教訓中能夠起到重要的作用。[4]其次，從國外的經驗來看，重視和強化教學實驗有利于全面了解數字教材的應用效果，為推廣應用奠定堅實的基礎。典型代表為韓國，其計劃在2015年全面采用數字教材，而截至2014年，韓國教育部仍在163所中小學開展數字教材的教學實驗。[5]從文獻看，我國對數字教材的研究集中于內涵、功能、設計原則等理論層面，[6][7]而以數字教材的教學實驗為重點的研究較少，因此，在教學實驗的支撐下，分析使用者對數字教材的需求是必要且重要的。

本文從數字教材的教學實驗分析出發(fā)，解讀教學實驗中反饋的師生在信息技術與課程融合方面的需求，并結合師生的需求和信息技術的發(fā)展，嘗試判斷數字教材的發(fā)展趨勢。

一、數字教材的教學實驗分析

據調研，我國已有59%左右的紙質教材有配套的數字教材，其中大多數數字教材處于實驗階段，而數字教材的教學實驗反饋信息如何則亟須了解。第二代“人教數字教材”被寫入教育部《2013年教育信息化工作要點》，[8]是人民教育出版社數字教材的階段性代表產品，其主要功能包括圍繞教學重難點提供示范性、多層次的數字教學資源，并通過資源的交互性、即時評價功能服務于自主性、探究性教學，同時輔以圈畫、筆記等功能。2014年10—12月，為了驗證第二代“人教數字教材”能否支持開展靈活、多樣的教學活動，能否提升實驗班的教育教學效益，筆者所在的團隊在北京、山東、云南的中小學校開展了教學實驗。本階段的教學實驗以交互式電子白板環(huán)境的常規(guī)課堂應用為主，實驗學校在北京、山東兩地；以學生人手一臺Android系統平板電腦的教學環(huán)境為輔，在云南省廣南縣的部分學校開展實驗。

（一）交互式電子白板環(huán)境下的教學實驗分析

對于交互式電子白板環(huán)境下的教學實驗，筆者通過教學日志分析、聽課日志分析、課堂觀察、教師訪談來收集有效的教學應用反饋，教學實驗分析材料如表1所示。從表1可知，小學數學教學實驗分析材料最多，共19篇（個），其次是小學語文，共10篇（個），初中生物5篇，化學3篇。分析材料涉及的每節(jié)課中數字教材的使用頻次情況統計如表2所示。由表2可知，不同學科中每節(jié)課使用數字教材的頻次差異較大，其中小學語文平均使用頻次最多，為6.20次，初中化學平均使用頻次最少，為2.67次。

表1 交互式電子白板環(huán)境下的教學實驗分析材料匯總

表2 交互式電子白板環(huán)境下的數字教材使用頻次統計（單位:次/節(jié)）

筆者按照學科分別從典型的教學應用模式、有代表性的教學應用環(huán)節(jié)、資源技術格式、數字教材的優(yōu)點、數字教材的問題這五個方面對教學實驗材料進行分析。

1．典型的教學應用模式

在交互式電子白板環(huán)境下，數字教材的教學應用模式主要是支持教師已有的教學模式，優(yōu)化課堂教學效果。在小學語文以識字、寫字為重點教學目標的課堂中，教學模式為“創(chuàng)設情境，整體感知全文—漢字/拼音認讀指導—漢字/拼音書寫指導—生字回文朗讀”；在小學數學新授課中，教學模式為“創(chuàng)設情境、導入新課—明確要求、探索新知—知識鞏固、遷移運用—練習強化、課堂小結”，其中，數字教材不同程度地應用在每個教學環(huán)節(jié)中。

2．有代表性的教學應用環(huán)節(jié)

不同學科數字教材應用較多的教學環(huán)節(jié)各有差異。小學語文，在“創(chuàng)設情境、整體感知全文”和“漢字/拼音書寫指導”兩個教學環(huán)節(jié)應用數字教材較多，例如：使用字母、課文的情境動畫創(chuàng)設情境，讓學生感知字母音、形或課文主題；要求會寫的漢字，使用數字教材中的筆畫跟隨動畫形象生動地示范漢字的間架結構、書寫筆順等。小學數學，在探索新知和創(chuàng)設情境、導入新課兩個教學環(huán)節(jié)使用數字教材較多，例如：使用情境動畫導入新課，激發(fā)學生學習興趣，或使用例題的動畫資源明確要求、清晰呈現解題思路或總結方法，或支持學生的操作演示等。初中生物、初中化學兩個學科較為相似，在知識新授（新授課）或實驗演示（實驗課）教學環(huán)節(jié)中使用數字教材較多，例如：使用視頻資源動態(tài)展示學科內相關知識和現象發(fā)生發(fā)展的過程，或應用實驗視頻資源，清晰呈現實驗過程、原理或難以操作的實驗。

3．資源技術格式

資源技術格式包括文本、圖片、畫廊（多張圖片循環(huán)切換播放）、音頻、視頻、動畫、交互練習7類。各學科使用較多的資源技術格式如下：小學語文中，動畫、音頻資源使用較多，動畫包括情境動畫、漢字書寫動畫，音頻主要是全文、分段、字母等朗讀音頻。小學數學使用最多的資源是動畫，主要是與例題配套的情境動畫或交互動畫。初中生物、化學，使用最多的是視頻資源，包括實驗相關的視頻、知識新授的視頻、知識拓展的視頻。

4．數字教材的優(yōu)點

首先，從教師、學生角度總結數字教材的共有優(yōu)點。對教師來說，數字教材中的諸多優(yōu)質教學資源，教師自己很難找到，使用數字教材減少了教師搜集素材的時間，讓教師有更多時間鉆研教學。對學生來說，使用數字教材有利于激發(fā)學生的學習興趣，調動學生的積極性。此外，還有不同學科特有的優(yōu)點。在小學語文中，動畫、圖片資源有助于教師創(chuàng)設情境、示范朗讀、進行教學指導，有利于突破重、難點。在小學數學中，使用數字教材增加了學生動手操作演示的機會；生動有趣的動畫資源，有利于教師清晰講解解題思路，總結方法。初中生物、化學視頻資源有利于學生清晰地理解知識，拓展資源開闊了學生的視野，有利于學生建立書本知識與實際生活的聯系。

5．數字教材的問題

第二代“人教數字教材”教學實驗中反饋的問題包括：突破重、難點的資源質量有待補充或提高，優(yōu)質拓展資源的量不足，難以滿足教師個性化靈活使用的需求。第一，突破教學重、難點數字資源質量有待補充或優(yōu)化。小學語文，缺少識字方法滲透、新筆畫指導、課文新句型指導的資源。小學數學，數字資源質量有待優(yōu)化。例題配套動畫資源的節(jié)奏太快或太慢，適用性存在一定問題等；交互練習的界面、反饋方式與學生年齡特點不相符。第二，優(yōu)質拓展資源的量不足。小學語文課文相關的拓展閱讀資源不足。小學數學中與實際生活相關、與時俱進的例題或與應用情境相關的拓展資源不足。初中生物有待補充實驗相關動畫、視頻，突破重、難點及培養(yǎng)學生情感、態(tài)度、價值觀的資源。初中化學中的評價和測試的拓展資源不足。第三，不便于教師個性化靈活使用。小學數學學科比較有代表性，主要表現在資源、功能方面。在資源方面，僅是緊扣紙質教材內容，教師可選擇的資源不足，也難以修改或補充滿足個性化需求的資源；在功能方面，數字教材難以支持數學教學中不同解決方法之間的對比；部分動畫操作較為煩瑣，師生的操作負擔較重。

（二）學生人手一臺Android系統平板電腦環(huán)境的教學實驗

在云南省廣南縣開展的數字教材實驗，實驗環(huán)境為學生人手一臺Android系統平板電腦，旨在探索服務偏遠地區(qū)師資力量不足的學校，幫助此類學校建立以人教數字教材、教輔為基礎的自主性學習模式。實驗教材為小學英語三年級上冊。筆者主要通過與第三方合作單位交流來收集實驗反饋，包括數字教材的使用方式、優(yōu)勢、不足。

第二代“人教數字教材”的使用方式主要是用于創(chuàng)設情境、整體感知語篇，以及單詞、句子、語篇的范讀、跟讀。創(chuàng)設情境、整體感知是利用情境動畫資源，讓學生了解短文情境，理解語篇大體含義；范讀、跟讀時，通過標準的音頻資源示范，學生自主跟讀、練習。

第二代“人教數字教材”的優(yōu)勢在于：在非專業(yè)教師的帶領下，基本可以達成教學目標；配備的標準發(fā)音的音頻、動畫資源有助于給學生示范、正音及激發(fā)學生學習興趣。

第二代“人教數字教材”的不足有：重、難點支持需要強化，資源、功能有待拓展完善，個性化靈活使用支持不足。重、難點需要強化方面，例如：需補充支撐長句學習和運用的資源。資源、功能拓展完善方面，例如：拓展不同文化對比和背景解讀的資源；音標發(fā)音動畫資源；完善學生自我評價功能；等等。難以實現個性化靈活使用方面，例如：教師細化修改后的二次創(chuàng)作的教案難以與數字教材有機融合；課文音頻語速難以調節(jié)，不便于強調重點詞句的發(fā)音朗讀。

（三）教學實驗分析小結

根據《中小學教師信息技術應用能力標準（試行）》（教師廳〔2014〕3號）的要求，多媒體環(huán)境下，教師能夠利用信息技術優(yōu)化課堂教學；在學生具備網絡學習環(huán)境或相應設備的條件下，教師能夠利用信息技術轉變學習方式。[9]本階段實驗中的交互式電子白板環(huán)境屬于應用信息技術優(yōu)化課堂教學的范疇，從實驗反饋可知，第二代“人教數字教材”能夠幫助教師在一定程度上達到這一要求。在學生人手一臺平板電腦的條件下，小學英語學科教師可以利用第二代“人教數字教材”轉變學生的學習方式，將原來講授式、記憶式的教學模式轉變?yōu)橐越處熞龑?，學生自主、合作學習為主的學習方式。

然而，不可否認，在以上兩種教學環(huán)境的實驗中，師生均反饋出第二代“人教數字教材”的不足與問題，而問題反映需求，因此，筆者從中分析得到了師生的需求。

二、從教學實驗看師生的需求

通過分析第二代“人教數字教材”教學實驗中的不足與問題，筆者了解發(fā)現了師生的需求。交互式電子白板環(huán)境下，教師的需求仍是基于現有的教學模式，目標是優(yōu)化課堂教學效果；而在學生人手一臺平板電腦的條件下，師生的需求則更側重于對學生自主學習、自我評價的支持?？傮w來看，需求包括三方面：優(yōu)質數字教學資源的需求依然普遍；個性化靈活使用數字教材的需求較為明顯；數字教材的支持和服務功能需要更加完善。

（一）優(yōu)質數字教學資源的需求依然普遍

《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）》指出教育資源不斷豐富，但優(yōu)質教育資源尤其匱乏。[10]經過4年的發(fā)展，從數字教材實驗反饋來看，如今一線師生易獲得、可利用的優(yōu)質數字教育資源仍然緊缺。雖然第二代“人教數字教材”提供了為數不少的數字教學資源，但是仍難以滿足多樣化需求，這從教師所提出的數字教材的不足及問題中可以看出，因為教師談及最多的還是教學資源問題。優(yōu)質數字教學資源的需求包括：與教材主體內容配套的核心資源的優(yōu)化、補充；攻克教學重、難點的資源；有助于開闊學生視野，達成情感、態(tài)度、價值觀目標的資源；呈現師生難以實現或見到的現象、知識相關的拓展資源；等等。總之，在當前教育情境下，從教師的角度來看，多維度、多層次的優(yōu)質數字教學資源需求普遍存在。

（二）個性化靈活使用數字教材的需求較為明顯

在積極探索基礎教育改革的背景下，教師的教材觀已發(fā)生轉變。研究表明，在我國教材已“不再是教師不可更改的‘圣經’，而是教學的‘范例’‘基本方向’‘拐杖’”，[11]那么，隨之而來的是更多創(chuàng)生型教師。這樣的教師迫切需要在教學中融入自己的智慧和創(chuàng)作，將自己二次加工的資源、教學設計、課件等與數字教材有機融合，那么數字教材就需要能夠滿足教師的可補充、可導入、可部分編輯教材的需求。例如：教師能通過數字教材導入與某主題相關的拓展閱讀、視頻等相關資料。在數學等理科中，通過提供相應工具（例如：幾何畫板、拍照、保存等工具）有效支持教師選擇不同的教學方法，如講解法、演示法、發(fā)現法、對比法等。[12]

（三）數字教材的支持和服務功能需要更加完善

支持和服務功能包括信息交互、評估診斷等。首先，數字教材產品在交互支持方面需要更加完善，尤其是師生具備數字終端的條件下。信息交互包括師生、生生之間的交互及便利的應用反饋通道。其次，對教師基于信息技術的評估診斷支持不足，而評估診斷能力是《中小學教師信息技術應用能力標準（試行）》對教師提出的能力標準之一。當前的數字教材貼合紙質教材，在評估與診斷的支持方面顯得較為欠缺，故需要強化評估、診斷的功能。例如：增加信息技術工具幫助教師收集記錄學生學習的反饋信息并整理分析的功能；在學生人手一臺數字終端的條件下，補充學生的語音智能評價功能，有利于學生自我評價、糾正發(fā)音等。

三、數字教材的發(fā)展趨勢判斷

數字教材作為基礎教育階段極其重要的數字化產品，既要滿足師生需求，又要符合基礎教育改革和教育信息化的方向，即服務于優(yōu)化課堂教學及轉變教學方式。綜合來看，筆者認為數字教材的發(fā)展趨勢為：資源層，形成有效的優(yōu)質數字教學資源共建共享、評估準入機制；功能層，支持聯通多終端，實現多重信息互聯，便于知識管理，有效支撐和引導教學方式轉變；服務層，建立優(yōu)質的數字教材產品服務、追蹤與支持體系。

（一）資源層:形成有效的優(yōu)質數字教學資源共建共享、評估準入機制

提供各個學科、不同課型的優(yōu)質數字教學資源仍是數字教材建設的重要環(huán)節(jié)。一方面，數字教材的研發(fā)機構要自主優(yōu)化已有資源，并建設特色資源，包括難以獲得的資源、當前緊缺的學科資源，例如：虛擬仿真或增強現實資源、3D模型，美術、體育等學科資源；另一方面，由于使用者的習慣、偏好差異極大，單方力量無法滿足所有用戶的需求，因此，在眾口難調的情況下，建立有效的共建共享、評估準入機制是解決途徑。在教育資源建設的政策引導下，共建共享已有一定基礎。首先，國家基礎教育資源公共服務平臺中有大量的基礎性資源；其次，從對24個省級資源平臺的調研看，各省級資源平臺中已有5000至500萬條不等的上線資源，并已覆蓋所有學科，但存在地區(qū)、學科不均衡問題。[13]作為將來師生人人均可獲得的數字教材，可以通過建立不同層級的資源開放接口、不同等級的評估準入標準，既滿足各地各校師生的不同需求，又利于將適量的具有通用價值的優(yōu)質資源納入數字教材的基礎核心層，以促進教育公平。

（二）功能層:支持聯通多終端，實現多重信息互聯，便于知識管理，有效支撐和引導教學方式轉變

除資源內容外，筆者認為數字教材的功能必將朝著良好便捷的用戶體驗發(fā)展，主要體現在適用終端、信息互聯、知識管理等方面。第一，適用終端多樣化。隨著互聯網和移動終端的普及應用，支持跨多種終端使用成為數字教材的基本特點。第二，信息互聯無縫化。在移動和泛在學習理念普及的當下，數字教材將一方面能夠支持人際、人機之間的信息交互；另一方面，能夠實現離線、在線，課上、課下隨時隨地的過程性信息記錄與信息聯通。第三，知識管理可視化。在有效互動、信息記錄的基礎上，師生能進行班級、個人的知識管理及知識網絡建構與評估分析可視化。在數字教材的內容、功能及數字終端支持下，數字教材將能夠有效支撐教學方式轉變，引導開展有效的自主、合作、探究式學習，以及支持師生實施翻轉課堂教學模式等。

（三）服務層:建立優(yōu)質的數字教材產品服務、追蹤與支持體系

數字教材作為互聯網時代的數字教育產品，將來勢必由國家統一組織開發(fā)與應用，[14]但在用戶至上的市場化、個性化環(huán)境里，在教科書選用民主化的發(fā)展方向下，建立優(yōu)質的數字教材產品的服務、追蹤和支持體系顯得尤為必要和重要。首先，數字教材提供商與服務商要從數字教材的內容、功能等層面廣泛、即時地收集不同學科、不同課型、不同教學環(huán)境下的用戶反饋信息，根據使用者的需求及時更新內容、功能，或者提供便捷的工具允許用戶二次創(chuàng)作內容。其次，要及時引入并關聯科學技術發(fā)展的最新成果，以提供滿足未來教師“教”和學生“學”的智能化資源、功能等，甚至提供增值性的數字資源、功能的定制式服務，使教材從紙質教材的固化向數字教材的不斷進化轉變，使用者從被動接受者到需求提出者與被服務者的角色轉變。

總之，筆者認為數字教材的研究與實踐者應強化數字教材的研究與教學實驗，以全面深入地了解用戶的使用體驗與應用需求，并緊跟先進的信息技術發(fā)展，從而正確判斷數字教材的發(fā)展走向，這樣才能在內容、功能、服務等方面研發(fā)出具有啟發(fā)性、前瞻性和引領性的數字教材產品，也才能服務于更有效的教與更有效的學，最終促進學習者的全面發(fā)展與個性成長。

[1]教育部.2015年2—3月教育信息化工作月報[EB/OL]. http:// www.ict.edu.cn/news/n2/n20150422_24011.shtml，2015-04-22/2015-06-02.

[2][7]康合太，沙沙.數字教材建設的探索與實踐——以第二代“人教數字教材”為例[J].中國電化教育，2014，(11)：80-84, 100.

[3]劉翠航.基于核心資源的中小學數字化建設[J].中國電化教育，2012，(12)：89-92, 103.

[4]王策三.對近年我國教學實驗的教學論思考[J].北京師范大學學報，1987，(6)：1-9.

[5]吳砥，楊浩，尉小榮等.國際教育信息化典型案例（2013—2014）[M].北京：北京師范大學出版社，2015.7.

[6]陳桄，龔朝花，黃榮懷.電子教材：概念、功能與關鍵技術問題[J].開放教育研究，2012，(4)：28-32.

[8]教育部.2013年教育信息化工作要點[EB/OL].http://www.ict. edu.cn/news/n2/n20130424_4165_2.shtml，2013-04-24/2015-06-05.

[9]教育部.中小學教師信息技術應用能力標準（試行）[EB/OL]. http://www.moe.edu.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/ s6991/201406/170123.html，2014-05-27/2015-06-05.

[10]教育部.教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）[EB/OL]. http://www.moe.edu.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/ s3342/201203/xxgk_133322.html，2012-03-13/2015-06-17.

[11]陳柏華.教師教材觀研究[M].杭州：浙江大學出版社，2012.2. [12]馬云鵬.小學數學教學論[M].北京：人民教育出版社，2006.151-161.

[13]黃旭光，方圓媛.我國基礎教育數字資源建設現狀調查——從電教系統的視角[J].中國電化教育，2014，(6)：69-74.

[14]趙志明.重新定義教科書——數字教科書的形態(tài)特點與發(fā)展[J].課程?教材?教法，2014，(3)：38-42.

（責任編輯 孫震華）

Digital Textbook:Teaching Experiment,Needs Analysis and Development Trend—Take the "PEP Digital Textbooks 2.0" as an Example

ZHANG Yuanyuan
(People’s Education Press,Beijing,China 100081)

Teaching experiment of digital textbooks is the critical part to guarantee the quality of information technology and curriculum integration.Firstly,taking the teaching experiment of "PEP digital textbooks 2.0" as an example,this study analyzes the teaching mode,strengths and shortages of digital textbooks in the interactive whiteboard and tablet for each student. Secondly,the experiment reflects teachers’and students’needs for the multi-leveled quality digital resources,personalized flexible application and more support service functions.At last,based on the present needs of teachers and students,as well as the development of information technology,this paper proposes the development trends of digital textbooks from three aspects,which are digital resources,functions,services,in order to offer reference ideas for the research and development of digital textbooks.

digital textbook;teaching experiment;needs analysis;development trends

G4

A

2096-0069（2015）05-0044-06

2015-09-15

本文系國家科技支撐計劃課題“學習資源數字出版和電子書包標準研究與檢測工具開發(fā)”階段性成果，課題編號：2015BAH33F03。

張媛媛（1988— ），女，河南商丘人，碩士，研究方向為信息技術與學科課程融合、數字教育出版。