王涵?江靜怡?葉陽

【摘要】數(shù)字教育出版與人工智能融合是順應教育信息化的必然要求。以人工智能為代表的技術(shù)，推動知識秩序重構(gòu)及教育模式改變，被視為科技賦能數(shù)字教育出版產(chǎn)品的最佳選擇。助力數(shù)字教育出版回歸知識本體，重塑知識表征形式，創(chuàng)新敘事手段，輔助自適應平臺發(fā)展，在數(shù)字教育出版流程創(chuàng)新與教育出版的高質(zhì)量發(fā)展中具有重要意義。

【關? 鍵? 詞】數(shù)字教育出版;知識服務;教育出版智能化

【作者單位】王涵，武漢理工大學法學與人文社會學院;江靜怡，武漢理工大學法學與人文社會學院;葉陽，江漢大學人文學院。

【基金項目】武漢研究院開放性課題（IWHS20212078）階段性成果;江漢大學高層次科研項目（3015/082101

02）階段性成果。

【中圖分類號】G230.7【文獻標識碼】A【DOI】10.16491/j.cnki.cn45-1216/g2.2022.16.014

2022年2月，《教育部2022年工作要點》發(fā)布，提出實施教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動，即強化需求牽引，深化融合、創(chuàng)新賦能、應用驅(qū)動，積極發(fā)展“互聯(lián)網(wǎng)+教育”，加快推進教育數(shù)字轉(zhuǎn)型和智能升級。伴隨人工智能技術(shù)在數(shù)字教育出版領域應用日趨深入，數(shù)字教育出版在教、學、測、評、管各環(huán)節(jié)呈現(xiàn)智能化與交互化有機結(jié)合的融合實踐，是教育出版轉(zhuǎn)型升級的有效途徑。由此，數(shù)字教育出版與人工智能融合發(fā)展成為順應教育信息化和數(shù)字化戰(zhàn)略發(fā)展的必然要求。在此背景下，數(shù)字教育出版面向教育數(shù)字化戰(zhàn)略，抓住發(fā)展契機，打破媒體邊界，大力推進融合人工智能的新興出版范式，合理把握教育新理念、新模式，具有重要意義。推進數(shù)字教育出版與人工智能融合發(fā)展，將有助于教育出版機構(gòu)設計出教材、教學、課程一體化，且符合學生學習規(guī)律，體現(xiàn)素質(zhì)教育導向，聚合知識服務功能的個性化數(shù)字教育出版產(chǎn)品。高質(zhì)量的數(shù)字教育出版能夠大力提升教育教學質(zhì)量，有助于推動教育數(shù)字化戰(zhàn)略。

一、數(shù)字教育出版發(fā)展現(xiàn)狀與問題

信息技術(shù)推動教育信息化與數(shù)字出版活力釋放，同時也催生出數(shù)字教育出版的概念。 數(shù)字教育出版是由多元主體共同參與的具有過程評價效果適用性的知識生產(chǎn)與傳播活動[1]。其主要產(chǎn)品形態(tài)涉及數(shù)字教材、數(shù)字資源庫、在線課程、智慧教育平臺、學習類APP、在線測評、在線培訓等，既包含傳統(tǒng)教育出版數(shù)字化轉(zhuǎn)型后的資源、產(chǎn)品與服務，也包括新興互聯(lián)網(wǎng)公司、在線教育公司推出的教育教學產(chǎn)品及服務，是一個既面向?qū)W校義務教育出版，又面向社會商業(yè)教育出版的多元化、開放性產(chǎn)品矩陣。

其中，教育出版機構(gòu)近年來開始對以數(shù)字教材為代表的數(shù)字教育出版領域產(chǎn)品的關鍵技術(shù)、機制和標準等展開深入研究。2021年11月，由人民教育出版社牽頭的國家新聞出版署數(shù)字教育出版技術(shù)與標準重點實驗室正式揭牌。2022年，市場監(jiān)管總局（標準委）發(fā)布了首批中小學數(shù)字教材國家標準，提出了能夠兼容教育領域和出版領域的總體方案。數(shù)字教材建設作為我國教材建設工作中的一部分，已被納入教材創(chuàng)新工作。數(shù)字教育出版兼具實現(xiàn)出版高質(zhì)量發(fā)展和教育高質(zhì)量發(fā)展的作用，成為保障教育信息化公平的主要途徑，但在發(fā)展過程中仍然存在如下問題。

1.數(shù)字教育資源開發(fā)能動性不足

隨著數(shù)字教育出版用戶群體不斷擴大，服務于新課程改革目標，支撐用戶個性化學習發(fā)展的數(shù)字教育資源開發(fā)尚且不足。市場中數(shù)字資源產(chǎn)品服務形態(tài)主要傾向于題庫類、在線家教類及作業(yè)輔導類產(chǎn)品，存在同質(zhì)化問題，而以學生為中心的智能教學類資源、課程和服務偏少。面向開放性、共享性、交互性與協(xié)作性特征的教育需求，如何解決數(shù)字教育出版與教育教學實踐兩張皮的問題，是教育出版機構(gòu)需要思考的問題。教育出版機構(gòu)亟須借助人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，發(fā)揮技術(shù)驅(qū)動的內(nèi)容聚合優(yōu)勢，使數(shù)字教育出版產(chǎn)品融入學生專業(yè)學習、思維能動性提升與整體素養(yǎng)提升等方面。作為教學方式與教育理念創(chuàng)新發(fā)展主體的教師，也應獲得相應的數(shù)字教育培訓資源與服務。除教育部門外，出版機構(gòu)、新興互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、在線教育公司等可以進一步對此領域展開探索。

2.市場主體多元導致產(chǎn)業(yè)格局分散

目前，從事數(shù)字教育出版的單位包含出版機構(gòu)、新興互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、在線教育公司等，出版、教育、媒介的邊界逐漸模糊。從數(shù)字教育出版產(chǎn)業(yè)鏈來看，傳統(tǒng)教育出版機構(gòu)技術(shù)支撐相對薄弱。少數(shù)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、在線教育公司、硬件商、網(wǎng)絡運營商擁有更多強有力的技術(shù)力量，為搶占市場、爭奪話語權(quán)而破壞內(nèi)容與技術(shù)提供商的收益分配與版權(quán)關系生態(tài)，導致兩者無統(tǒng)一標準，數(shù)字教育出版產(chǎn)業(yè)資源配置不合理，難以形成廣泛合作的產(chǎn)業(yè)鏈條和共贏機制。

3.需求匹配的技術(shù)融合能力亟待提升

使數(shù)字教育適應混合應用場景的關鍵是技術(shù)的加持。從數(shù)字化、移動化再到智慧化，雖然技術(shù)環(huán)境在不斷改善，但仍然存在“人—機—物”協(xié)作優(yōu)化的局限性，影響數(shù)字教育出版進一步提質(zhì)增效、提檔增速。教育出版機構(gòu)應考慮人機混合的協(xié)同智能如何提高用戶教育信息素養(yǎng)，篩選數(shù)字環(huán)境下的冗余信息、碎片化資源，滿足用戶對數(shù)字教育信息的高效提取、學習、評價與分析的需求。此外，教育出版機構(gòu)在研發(fā)數(shù)字教育產(chǎn)品時大多基于單一產(chǎn)品的角度，沒能完全立足用戶個性化需求，導致數(shù)字教材、移動教育平臺等體系規(guī)劃不夠完善，產(chǎn)品之間無法形成互聯(lián)共享。未來，教育出版機構(gòu)需要進一步運用媒介技術(shù)，加快人工智能的產(chǎn)業(yè)化步伐和應用推廣速度，凸顯需求式知識服務，建立增值型服務平臺。只有教育、出版與技術(shù)強強聯(lián)合，數(shù)字教育出版才能進一步邁向體系化、精品化、數(shù)據(jù)化的高質(zhì)量發(fā)展目標。

二、人工智能對數(shù)字教育出版的支撐

目前，人工智能與大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)等深度融合，成為極具潛力和影響力的教育信息化技術(shù)。5G技術(shù)的發(fā)展支持海量傳感器接入網(wǎng)絡，形成強大的數(shù)據(jù)采集能力，使得機器學習、深度學習等日益成熟，人工智能開始具備由理論向?qū)嵺`大規(guī)模應用的基礎。人工智能對知識秩序的重構(gòu)及教育模式的改變，被視為科技賦能數(shù)字教育出版產(chǎn)品的最佳路徑。

1.自然語言處理技術(shù)

自然語言處理作為人工智能領域中的一個重要方向，指操作人員使用計算機對自然語言的形、音、義等信息進行處理[2]，主要應用于文本情感分析、語義分析、本文分類、個性化推薦等。數(shù)字教育出版發(fā)展至今已從對內(nèi)容資源的數(shù)字化轉(zhuǎn)換發(fā)展為以知識點為核心的資源構(gòu)建，這就要求教育出版探尋一條精準提取知識并提供智能化知識服務的路徑?；谌畔⒆匀徽Z言理解的文本過濾技術(shù)，一方面能夠構(gòu)建教學大綱或者紙質(zhì)教材的知識點，將其轉(zhuǎn)化為以知識點為核心拓展的電子框架形式，另一方面能夠從語義層面對學生所表述的信息進行深入挖掘，提取潛在的觀點和情感，理解更深層次的含義，基于語義網(wǎng)絡和知識圖譜分析學生的認知發(fā)展狀況[3]。

2.機器學習

機器學習是現(xiàn)代人工智能建立的基礎，其思路是通過傳感器獲取數(shù)據(jù)，經(jīng)過預處理、特征提取、特征選擇，再到推理、預測或識別[4]。通過機器學習，人工智能能夠形成具有復雜感知和理解能力的解決方案，無須具備人類專業(yè)知識或復雜的知識工程，解決方案來自實例。經(jīng)過訓練的機器學習模型可以在其他解決方案的組合體或組件中進行復制和重用，人工智能具有作出預測或產(chǎn)生結(jié)果比傳統(tǒng)的推斷或算法快等優(yōu)勢，有助于師生收集、分析、測量在學習、教學管理中產(chǎn)生的知識、行為和情緒等數(shù)據(jù)，使師生能夠高效提取具有潛在應用價值的信息，從而更好地開展智慧教學，精選適配于學生的教學模式。

3.智能生物識別技術(shù)

智能生物識別技術(shù)具有個人生物特征的唯一性，由生命體的生理特征（指紋、人臉、聲音、虹膜、體味等）或行為特征（如打字的速率、步態(tài)等）構(gòu)成[5]。智能生物識別技術(shù)在數(shù)字教育出版的應用領域包括智慧評估、智能演講臺、眼球追蹤、口語測評、多媒體信息檢索等。如在智慧評估方面，生理、心理、行為構(gòu)成的多模態(tài)數(shù)據(jù)成為智慧評估的新元素，智能生物識別技術(shù)能夠?qū)δX電、皮電、心電等形成生理數(shù)據(jù)，展開更為全面、精準且動態(tài)更新的全息畫像，真實反映學生的學習情況，為個性化學習和教學模式的探索提供數(shù)據(jù)支持。

4.XR 技術(shù)

XR為 Extended Reality的簡稱，指拓展現(xiàn)實，是混合物理與沉浸式虛擬體驗環(huán)境的技術(shù)總稱，包括VR（虛擬現(xiàn)實）、AR（增強現(xiàn)實）、MR（混合現(xiàn)實）等多種形式，其與全息投影結(jié)合能夠創(chuàng)設完全沉浸式的虛擬空間。AI、XR與5G融合相生。人工智能深度學習與計算機視覺等在3D物體識別與場景建模中的應用，是提升終端側(cè)XR體驗的關鍵因素。XR應用過程產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，需要人工智能進行智能識別、個性化分析與綜合預測。XR 技術(shù)對數(shù)字教育出版產(chǎn)品的支撐，主要體現(xiàn)在移動泛在學習與虛擬仿真教學產(chǎn)品的應用中。VR技術(shù)所提供的高沉浸感的完全虛擬世界，與AR技術(shù)所提供的作了注解的現(xiàn)實世界，可共同作用在空間互聯(lián)、遠程控制、同步授課的移動泛在學習產(chǎn)品中。MR技術(shù)具有強真實性和臨場感，能夠提供虛實交融的情境，可作用在虛擬仿真教學平臺或?qū)嶒瀸嵱柈a(chǎn)品的開發(fā)中，尤其在工程技術(shù)、藝術(shù)、醫(yī)學等領域，其可視化、互動性、構(gòu)想性特征能有效激發(fā)學生的學習動力，創(chuàng)設虛擬仿真式觀察、合作、研討的智慧學習形式。

三、基于人工智能的數(shù)字教育出版流程創(chuàng)新

以人工智能為代表的信息技術(shù)，成為教育出版機構(gòu)及教育技術(shù)公司打造數(shù)字教育出版產(chǎn)品的關鍵技術(shù)引擎。

1.回歸知識本體，創(chuàng)新數(shù)字內(nèi)容供給模式

以知識點為核心的內(nèi)容資源構(gòu)建模式，需要在原有出版內(nèi)容資源供給的基礎上擴充內(nèi)容邊界，跨越內(nèi)容載體，回歸知識本體，并利用人工智能、大數(shù)據(jù)進一步驅(qū)動知識學習的個性化、體系化和智能化發(fā)展。首先，教育出版機構(gòu)可以通過語義分析、自然語言處理、跨媒體智能分析技術(shù)等，對教育知識內(nèi)容進行碎片化細微識別，將原有內(nèi)容資源拆分為多個知識單元。其次，技術(shù)人員將解構(gòu)后的知識單元作為基本生產(chǎn)要素，挖掘、補充、拓展形成知識抽取、知識融合與知識關系計算的常規(guī)機制和算法模型[6]。最后，教育出版機構(gòu)基于常規(guī)機制和算法模型，能夠形成適應個性化數(shù)字需求的表達形式，構(gòu)建知識內(nèi)容與功能服務并重的數(shù)字教育出版產(chǎn)品體系。在這過程中，教育出版機構(gòu)需要不斷通過深度挖掘和演化內(nèi)容資源創(chuàng)新知識表達，以滿足不同用戶對教育出版產(chǎn)品的個性化、體系化需求。

尤其在實施教育數(shù)字化戰(zhàn)略的過程中，教育出版機構(gòu)要適應義務教育轉(zhuǎn)向素質(zhì)教育的新理念、新模式。如大象出版社、人民教育出版社、人民衛(wèi)生出版社、北方婦女兒童出版社等機構(gòu)，都在積極探索教育出版智能化發(fā)展道路。大象出版社基于ADP5平臺已形成了以知識為數(shù)據(jù)元的特色內(nèi)容資源庫，包括智慧型題庫、影音內(nèi)容資源庫、傳統(tǒng)出版內(nèi)容資源庫和用戶信息資源庫等，用于生產(chǎn)、發(fā)布和運營融媒數(shù)字產(chǎn)品，并開展相應的教育應用服務。

2.智能化重塑知識表征形式

在內(nèi)容呈現(xiàn)終端方面，多模、多頻、多形態(tài)的智能終端，使得一切可接入的終端設備都可能成為屏幕，實現(xiàn)泛在化連接。在新技術(shù)飛速發(fā)展的當下，“大屏+教育”的個性化輔導和知識服務，成為教育出版機構(gòu)在學校與家庭教育之間開展學科輔導的重要補充?；诩彝ブ腔鄞笃恋臄?shù)字教育出版產(chǎn)品，是教育出版機構(gòu)可以探索的新興市場，教育出版迎來新的發(fā)展契機[7]。如教育出版機構(gòu)可以為完善家庭教育場景應用提供數(shù)字化、個性化、專業(yè)化的解決方案。

XR 技術(shù)與人工智能的進一步結(jié)合，多模態(tài)融合、智能交互協(xié)同、語義驅(qū)動，還將帶來數(shù)字教育內(nèi)容的多感官體驗，給用戶更多智能化驚喜[8]，有助于教育出版機構(gòu)制作高質(zhì)量、情景化的教學資源，建設交互式、沉浸式智慧課堂，創(chuàng)新遠程多人互動教學平臺等。如人民衛(wèi)生出版社以人體解剖數(shù)據(jù)為基礎，結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)推出了人類3D經(jīng)絡穴。湖北教育出版社推出了AR/VR智慧課堂，依據(jù)鄂教版《科學》和《勞動教育》教材，通過全景漫游、關鍵技術(shù)交互與知識講解等方式，幫助學生掌握科普知識與勞動技能。教育科技公司飛象星球發(fā)布了VR虛擬課堂、智能作業(yè)系統(tǒng)等五款智能教育科技產(chǎn)品，以優(yōu)質(zhì)VR教學資源為核心，為學生提供主題化、體系化的VR素質(zhì)教育課程內(nèi)容。

3.創(chuàng)新數(shù)字教育產(chǎn)品敘事手段

數(shù)字教育出版產(chǎn)品廣泛運用于學生、教師之間，需要由單一、靜態(tài)的傳統(tǒng)形態(tài)向交互、動態(tài)的融媒體形態(tài)轉(zhuǎn)變，呈現(xiàn)多元敘事主體、多媒介敘事方式、多重內(nèi)容聚焦，建構(gòu)基于多媒體性、非線性和互動性等特點的新型敘事[9]。在人機交互方面，探索交互方式、交互技術(shù)、交互媒介不斷革新。如發(fā)明人工智能聊天機器人Juji的公司，推出了一款專為高等教育量身定做的虛擬代理機器人，這款虛擬代理機器人能夠在遠程學習、在線教育中解析遠程直播，展現(xiàn)內(nèi)容的真實場景，并回答學生的大量重復問題，使得不同的敘事主體互相影響。

出版機構(gòu)圍繞用戶需求延伸教育產(chǎn)品服務，可與技術(shù)商、運營商等產(chǎn)業(yè)鏈各方尋求跨界連接與合作。如荷蘭出版商與挪威技術(shù)公司Beat Technology合作，推出名為Fluister的數(shù)字內(nèi)容平臺。該平臺又與Veronica媒體集團和Libris.nl連鎖書店合作，以每月12.99歐元的固定費率開放訂閱服務，提供有聲讀物、電子書和播客。2021年8月，培生教育集團推出了一款增值服務應用程序Pearson+，學生每月支付 14.99 美元便可以無限訪問培生教育集團推出的1500本電子教科書。2022年7月，由中國音像與數(shù)字出版協(xié)會指導，數(shù)字教育出版技術(shù)與標準重點實驗室、人教數(shù)字出版有限公司主辦，北京網(wǎng)梯科技發(fā)展有限公司承辦的數(shù)字內(nèi)容智能分發(fā)技術(shù)創(chuàng)新中心揭牌成立，體現(xiàn)了數(shù)字教育出版技術(shù)重點實驗室、行業(yè)領軍企業(yè)和技術(shù)企業(yè)強強聯(lián)合的創(chuàng)新模式。通過強強聯(lián)合的方式，實驗室和技術(shù)企業(yè)能夠利用融合技術(shù)構(gòu)建智能分發(fā)平臺，帶動其他出版機構(gòu)共同進步。

4.人工智能輔助精細化教學與自適應平臺

在傳統(tǒng)教育評估中，教師需要通過作業(yè)或測驗來掌握學生的知識狀態(tài)，以此進行教育評估。這種方式需要花費一定人力，且教師于數(shù)十到數(shù)百人的測驗中洞察學生的知識狀態(tài)并非易事，具有延遲性。深度學習、語音識別、圖像識別和虛擬仿真等人工智能技術(shù)，可助力數(shù)字教育出版機構(gòu)提供精準、高效的智能教學服務，識別學生在測驗和作業(yè)中的知識狀態(tài)。人工智能能夠在課前導學、課中互動、在線檢測、課后作業(yè)等環(huán)節(jié)輔助學生學習，對教學系統(tǒng)的高度參與將會覆蓋更多場景，包括自動出題、自動生成導學內(nèi)容、最優(yōu)算法推送學習內(nèi)容、虛擬形象模擬名師點撥講解。此外，人工智能可以審查學生作業(yè)的抄襲行為，還可以現(xiàn)場轉(zhuǎn)錄教師講課的內(nèi)容，回答有關助學金、學籍注冊和校園生活等管理問題，甚至可以利用預測性分析工具識別面臨輟學風險的群體。

智能化的自適應教學與評估系統(tǒng)，是教育出版與人機混合增強智能融合的一種模式。自適應學習，是系統(tǒng)通過計算機算法協(xié)調(diào)與學生的互動，在學、練、測方面為學生提供定制學習資源和學習活動，以滿足每個學生獨特需求的教育方法。AI驅(qū)動下的自適應技術(shù)能夠挖掘?qū)W生的學習路徑、學習速度、習慣偏好、學習規(guī)律等數(shù)據(jù)，進而選取匹配的教育資源，助力師生互動與精細化教學。如松鼠AI研發(fā)了擁有完整自主知識產(chǎn)權(quán)的1對1智能自適應學習系統(tǒng)，還與釘釘聯(lián)手，為學生、教師等提供高質(zhì)量的在線智能作業(yè)服務[10]。

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