电子课本研究分析与标准研制

祝智庭 傅伟

【摘 要】从传统纸质课本到电子课本这一质的飞跃承载着人们对于技术增强学习、技术促进学习、技术赋能学习的殷切期望。近十年来，全球范围内的许多国家不断地进行着电子课本的应用试点，标称为“电子课本”的产品可谓种类繁多、鱼龙混杂。目前，电子课本的应用现状可以总结为：应用先行、研究滞后、标准缺失。这种发展现状伴随着多元理解和用户接受度两大主要问题。电子课本是为教学量身定做的基于设计的专业产品，如从功能特性出发，应具有资源形态、活动设计、学习环境三层功能架构。我国的电子课本电子书包标准研制工作于2010年10月启动，笔者团队牵头负责研制电子课本电子书包国家标准。目前电子课本标准的核心《电子课本信息模型规范》已经于2013年第一批进入国家标准审核程序。同时，本团队还代表中国在国际标准化组织ISO之IEC/JEC1 SC36委员会中成功立项，作为召集人负责研制ISO电子课本国际标准。

【关键词】电子课本；功能特性；标准研制

【中图分类号】 G40-057 【文献标识码】A

【论文编号】1671-7384（2013）09-0024-04

人生百年，我辈有幸处于一个人类阅读与学习都发生着巨大变革的崭新时代。自20 世纪下半叶以来，世界范围内兴起的以网络技术、信息技术为特征的科技革命引领人类社会进入了数字化时代，数字化时代的典型特征是带有鲜明工业文明色彩的传统纸质媒介不断尝试着向数字化媒介转型。这种变革不可避免地渗透到了教育领域，对纸质印刷课本与传统学习模式产生了颠覆式的影响。全球知名研究机构新媒体联盟（NMC，New Media Consortium）在2010年、2011年连续两年的《地平线报告》中预测：电子书将成为未来2～3年甚至于1年之内对教育领域产生重大影响的新兴技术。[1][2]作为一类特殊的电子书，电子课本被看作是电子书包的灵魂，伴随着数字化阅读在社会生活领域的普及态势及个人数字终端设备的飞速发展，[3]电子书包进入校园已经成为不可逆转的趋势[4]，“电子课本”的时代正在到来 [5]。

电子课本的应用现状及问题分析

应用现状

电子课本或称数字化教材，其对应的英文为e-Textbook或Digital Textbook。从传统纸质课本到电子课本这一质的飞跃承载着人们对于技术增强学习、技术促进学习、技术赋能学习的殷切期望。近十年以来，全球范围内的多个国家不断地进行着电子课本的应用试点，日本、韩国、卢森堡、马来西亚、英国与德国[6]等国家在积极推进电子课本电子书包的研究与应用，类似的研究课题与实践项目也在印度尼西亚、新加坡、土耳其、葡萄牙等国家开展[7]。特别是作为全球教育信息化的标杆国家，美国的电子课本应用实践项目自克林顿政府时代就从未停止过，个人学习终端日益受到美国社会各个层面的关注，并开始以“电子课本”的形式探索性地走进学校和课堂[8]。美国总统奥巴马、美国教育部（U.S. Department of Education，简称ED）、美国联邦通信委员会（Federal Communications Commission，简称FCC）都在积极推动电子课本的应用实践，并提出“在未来5年之内（该目标于2012年提出），让全美K-12学校的每一位学生拥有一本电子课本”的具体目标[9] [10]。目前，在一些试点区域，美国K-12学校开始像先前分发免费教科书和免费午餐一样向学生配发平板电脑。[11]

我国也在积极推动电子课本电子书包的应用试点，如台湾地区推出了电子书包[12]产品及应用试点项目，香港教育局则于2012年斥资5000万用于推动“电子教科书市场开拓计划”[13]，“北京、上海、江苏、浙江、广东等多个省市也相继开展了电子课本应用试点的行动，其主要形式是以区域试验为先行，分阶段、有步骤地扩大应用范围”[14]。

在全球范围内的应用实践中，电子课本的产品形态种类繁多、鱼龙混杂。根据笔者的研究，目前已有的电子课本形态可归纳为如下几种：

（1）电子文档和多媒体文件。电子文档是纸质课本的数字镜像版本，内容一一对应，常见的格式有PDF、Word、HTML等。多媒体文件借助于媒体技术表现纸质课本内容，并对相应内容进行重新设计。电子文档和多媒体文件不具有数字化学习资源内容包结构，以单一文件形态存在，难以绑定数字化学习中更多的必要信息，无法按照学习情境与教育目标进行逻辑聚合，因此仅完成了纸质课本内容的数字化转变，在节省开支方面体现了一定优势。

（2）欧美、韩国等国家更多地应用电子书作为电子课本，以EPUB电子书、Amazon Kindle电子书为代表 [15]，其具有相对稳定的数字化阅读资源包结构、良好的阅读体验和较高的性价比。但是电子书是以满足数字化阅读需求为主要目标的产品，注重阅读内容的呈现、阅读体验的提升、阅读信息的便捷获取等功能特性；它忽略了教育活动的复杂性，简单化地以阅读情境代替学习情境，不关注学习活动、学习交互、学习反馈，不带有学习设计功能，因此无法满足教学的多元化需求。从其本质来讲，此类电子课本与PDF、Word等格式的电子文档并无实质性差异。

（3）以数字化学习资源包结构为基础的资源形态以及学习软件、教育（学习）APP也可以作为电子课本的一种。这类电子课本形态的特点是具有一定的交互性，带有学习设计功能，具有数字化学习资源的特性，但是存在预先设计与封闭性的问题，无法做到按照教学实际情况与学习者特征进行有针对性的定制开发、支持差异化教学。

（4）网络百科及开放站点也有作为电子课本的案例。香港城市大学、香港公开大学的研究者以开放站点为基础提出了“开放电子课本”的方案[16] [17]。这类电子课本属于开放教育资源（Open Educational Resources）的一种，具有开放性、关联性、免费使用的优点 [18]；所存在的问题是课本内容的可信度与质量无法控制、课程内容的体系性与系统性难以保证。

问题分析

尽管电子课本的应用实践已经在全球范围内广泛开展，但是从教学专业领域出发，对于电子课本的研究相对滞后许多，先前的研究大多关注其物理形态，总体而言，相关研究目前还处于初级阶段。[19]从技术的角度，由于缺乏统一的标准，当前的电子课本多以数字化阅读功能为主，尚不能有效满足教育领域的专业需求；从教育应用的角度，由于缺乏对数字化学习的行业特性的充分认识，当前的电子课本存在着从数字化阅读到数字化学习的鸿沟，尚不能有效满足教育领域的专业需求。[20]

电子课本“应用先行、研究滞后、标准缺失”的发展现状特点，还伴随着“多元理解”和“用户接受度”两大主要问题。到目前为止，主流出版集团、数字化学习领域的应用与服务厂商、研究机构、政府部门以及试点院校依据各自对于电子课本的理解进行探索和实践，不断推出相应的电子课本原型与产品，难免会产生“盲人摸象”效应，直接导致了电子课本的“多元理解”问题，主要表现为不论是在研究层面还是在市场应用层面，对于电子课本的认识和理解都难以统一。这种多元理解使得公众对于电子课本电子书包的有效性产生了怀疑，进而影响到了电子课本的接受度。研究表明，仅仅是纸质课本的数字化版本无法满足用户的使用需求，也无法体现电子课本相对于纸质课本的优点。[21][22]电子课本是应用于学习，特别是课堂教学的一类特殊的数字化资源。电子课本对于教学活动的支持程度，决定了使用者的使用态度和接受程度。[23]

电子课本研究设计

本研究团队以书包中所携带的课本作为隐喻，将电子课本作为电子书包中的核心部件，作为知识内容和学习活动的载体，该界定下的电子课本综合了阅读与学习属性的功能，[24]具有富媒体特性，即包含丰富的媒体互动要素，兼具与终端互动和与平台互动的功能；交互特性，即学习者可通过与电子课本紧密耦合的虚拟学具展开多维多向互动；关联特性，即可针对教学目标进行内容关联、活动关联及知识结构重组；开放特性，即可实现内容的知识扩展补充以及与学具和服务的沟通[25]四大特性。

电子课本不是纸质资源的数字化翻版，电子书包也不仅仅是数字化阅读的阅读器终端或者平板电脑，两者都应该是为教学量身定做的基于设计的专业产品。电子课本需要适用于教育应用的复杂情境；其必须兼具电子读物与学习活动载体的诸多属性：从阅读的角度，提供富媒体沉浸、虚实间穿越式及个性化等特点；而从教育属性角度，则在某种程度上延续了电子“课件”的某些属性，如程式化学习、提供交互功能、具有一定的关联性与开放性等 [26]。如果从功能特性出发，电子课本应具有如下三层功能形态架构。

资源形态层面：电子课本应该是一个数字化教学内容的容器，包含有以课程标准为基础的标准化、结构化、模块化的内容资源。与纸质课本相比，从信息量、媒体特性、开放程度等方面比较，电子课本都具有本质不同。电子课本应具有半开放特性，除了提供以课程标准为基础的标准化内容外，还可以根据学习者的能力，在标准内容的基础上，提供不同层级、不同特性的补充性学习内容，以满足不同程度学习者的学习需求，实现教学目标。

活动设计层面：面对教师学生等资源的使用者，电子课本应提供一定程度的学习设计功能，体现电子课本的教学专用特性，满足个性化需求。

学习环境层面：电子课本应该配套有个性化的学习空间，能够保留学习者在学习过程中的个性化笔记、过程性数据，以及一些教师推荐的个性化学习工具和服务，如我的错题本、我的单词表、我的字典等。

电子课本的标准研制

电子课本的应用实践在全球各地轰轰烈烈的开展、众多以电子书包、电子课本冠名的数字化学习产品推陈出新，客观上为电子课本技术标准的研制提供了契机。正是基于这种发展的需要，各级标准化组织开始着手研制电子课本电子书包标准规范。

目前，电子课本国际标准研制项目主要由ISO（International Organization for Standardization，国际标准组织，简称ISO）和IEC（International Electrotechnical Commission，国际电工委员会，简称IEC）推动。2012年1月，本团队作为中国代表，通过国际标准组织中国国家组织秘书处向ISO/IEC JTC1 SC36正式提交了《信息技术学习、教育和培训电子课本》的国际标准提案立项申请，经过3个月的提案评审，标准提案获得通过并正式立项 [27]。2012年9月，在韩国釜山召开了ISO/IEC JTC1 SC36 第25届全体会议及工作组会议，与会期间中国代表成功演示了本团队所研发的“自然”、“英语”等电子课本原型，获得一致好评。2012年至2013年间，ISO/IEC 18120的起草者还在全球范围内发起了一项“电子课本：范围和需求”调研，广泛听取国际声音以确保电子课本国际标准与各利益相关团体的需求相符。随后，本研究团队和日本、英国、法国、韩国等国家的研究者共同撰写了电子课本标准技术报告（Technique Report，简称TR），并进入意见征集程序。

我国的电子课本电子书包标准研制工作于2010年启动，由全国信息技术标准化技术委员会（NITS）与教育部教育信息化技术标准委员会（CELTSC）联合立项。电子课本电子书包标准工作组又细分为五个子标准工作组：总体组、电子课本组、虚拟学具组、学习服务组和终端设备组，分别负责研制各项标准。另外，还涉及服务质量与管理、教育应用规范等第二阶段研究应用层面的标准规范，标准体系架构如图1所示。

图1 电子课本与电子书包标准体系[28]

其中，电子课本标准包括了三个组成部分，分别是信息模型规范、内容包装规范和实践指南。作为电子课本标准的核心，信息模型规范定义了电子课本的内容结构模型和功能结构模型，其中内容结构从教育语义的角度，对电子课本内容对象进行划分与包装，以实现电子课本内容的互操作和内容的编辑、复用、扩展；功能结构描述了施加于内容上的一系列交互行为操作，作为提供学习支持的基础。内容包装规范定义了电子课本内容包装元素、结构和方法，以便从技术上提出一套电子课本内容包装问题的解决方案。实践指南提供了XML绑定和范例，是遵循标准开发电子课本的技术指南。目前电子课本信息模型规范已经于2013年第一批进入国家标准审核程序，正式成为国家标准，为推进电子课本的应用推广奠定了坚实的基础。

总 结

“标准先行、引领产业发展、带动教育创新”是本研究团队所秉承的一贯原则。自2010年起，本研究团队以国际国内标准化组织电子课本电子书包标准研制项目为契机，从充分体现电子课本教育特性的角度，广泛吸收现有数字出版和数字学习相关标准，对电子课本的内容描述、展示与封装进行规范，使其兼具数字阅读与数字学习的双重特性，期望能够让电子课本走入课堂并应用于教学，推动电子课本电子书包产业的健康发展。

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