数字教材的教学实验、需求分析及发展趋势——以第二代“人教数字教材”为例

张媛媛

（人民教育出版社，北京 100081）

数字教材的教学实验、需求分析及发展趋势
——以第二代“人教数字教材”为例

张媛媛

（人民教育出版社，北京 100081）

数字教材的教学实验是信息技术与课程教学融合质量保障的关键环节。本文首先以第二代“人教数字教材”的教学实验为例，分析了数字教材在交互式电子白板、平板电脑两种教学环境下的教学应用方式、优点及问题等；其次，通过教学实验反馈信息解读师生对数字教材的需求为：多层次的优质资源、可个性化灵活应用、完善的支持和服务功能；最后，基于师生需求及信息技术的发展，从资源、功能、服务三个层面提出数字教材的发展趋势，以期为数字教材的研发提供借鉴思路。

数字教材；教学实验；需求分析；发展趋势

数字教材作为一种新型的教材形态，随着互联网、数字终端等信息技术的快速发展应运而生，随着教育信息化软硬件环境的优化升级加速发展。教育部“三通工程”数据显示，截至2015年3月底，我国中小学（除教学点外）已有80.6%的学校实现网络接入，59.6%的普通教室配备有多媒体教学设备，73%的学校已实现至少拥有一间多媒体教室,[1]也有部分学校实现了师生人手一台数字终端的教学环境。可见，数字教材的应用环境已渐趋成熟，并且数字教材在教育信息化中起到基础性、核心性作用,[2]是支持和促进信息技术与教育教学深度融合的关键要素，也是国家推动实施中小学数字化的抓手。[3]

我国数字教材的发展仍处于起步阶段，此时数字教材的教学实验十分重要。首先，通过教学实验，研究者能深入了解使用者的应用体验、效果和需求，有助于研发与改进产品。北京师范大学王策三教授指出教学实验在总结理论和实践经验教训中能够起到重要的作用。[4]其次，从国外的经验来看，重视和强化教学实验有利于全面了解数字教材的应用效果，为推广应用奠定坚实的基础。典型代表为韩国，其计划在2015年全面采用数字教材，而截至2014年，韩国教育部仍在163所中小学开展数字教材的教学实验。[5]从文献看，我国对数字教材的研究集中于内涵、功能、设计原则等理论层面，[6][7]而以数字教材的教学实验为重点的研究较少，因此，在教学实验的支撑下，分析使用者对数字教材的需求是必要且重要的。

本文从数字教材的教学实验分析出发，解读教学实验中反馈的师生在信息技术与课程融合方面的需求，并结合师生的需求和信息技术的发展，尝试判断数字教材的发展趋势。

一、数字教材的教学实验分析

据调研，我国已有59%左右的纸质教材有配套的数字教材，其中大多数数字教材处于实验阶段，而数字教材的教学实验反馈信息如何则亟须了解。第二代“人教数字教材”被写入教育部《2013年教育信息化工作要点》，[8]是人民教育出版社数字教材的阶段性代表产品，其主要功能包括围绕教学重难点提供示范性、多层次的数字教学资源，并通过资源的交互性、即时评价功能服务于自主性、探究性教学，同时辅以圈画、笔记等功能。2014年10—12月，为了验证第二代“人教数字教材”能否支持开展灵活、多样的教学活动，能否提升实验班的教育教学效益，笔者所在的团队在北京、山东、云南的中小学校开展了教学实验。本阶段的教学实验以交互式电子白板环境的常规课堂应用为主，实验学校在北京、山东两地；以学生人手一台Android系统平板电脑的教学环境为辅，在云南省广南县的部分学校开展实验。

（一）交互式电子白板环境下的教学实验分析

对于交互式电子白板环境下的教学实验，笔者通过教学日志分析、听课日志分析、课堂观察、教师访谈来收集有效的教学应用反馈，教学实验分析材料如表1所示。从表1可知，小学数学教学实验分析材料最多，共19篇（个），其次是小学语文，共10篇（个），初中生物5篇，化学3篇。分析材料涉及的每节课中数字教材的使用频次情况统计如表2所示。由表2可知，不同学科中每节课使用数字教材的频次差异较大，其中小学语文平均使用频次最多，为6.20次，初中化学平均使用频次最少，为2.67次。

表1 交互式电子白板环境下的教学实验分析材料汇总

表2 交互式电子白板环境下的数字教材使用频次统计（单位:次/节）

笔者按照学科分别从典型的教学应用模式、有代表性的教学应用环节、资源技术格式、数字教材的优点、数字教材的问题这五个方面对教学实验材料进行分析。

1．典型的教学应用模式

在交互式电子白板环境下，数字教材的教学应用模式主要是支持教师已有的教学模式，优化课堂教学效果。在小学语文以识字、写字为重点教学目标的课堂中，教学模式为“创设情境，整体感知全文—汉字/拼音认读指导—汉字/拼音书写指导—生字回文朗读”；在小学数学新授课中，教学模式为“创设情境、导入新课—明确要求、探索新知—知识巩固、迁移运用—练习强化、课堂小结”，其中，数字教材不同程度地应用在每个教学环节中。

2．有代表性的教学应用环节

不同学科数字教材应用较多的教学环节各有差异。小学语文，在“创设情境、整体感知全文”和“汉字/拼音书写指导”两个教学环节应用数字教材较多，例如：使用字母、课文的情境动画创设情境，让学生感知字母音、形或课文主题；要求会写的汉字，使用数字教材中的笔画跟随动画形象生动地示范汉字的间架结构、书写笔顺等。小学数学，在探索新知和创设情境、导入新课两个教学环节使用数字教材较多，例如：使用情境动画导入新课，激发学生学习兴趣，或使用例题的动画资源明确要求、清晰呈现解题思路或总结方法，或支持学生的操作演示等。初中生物、初中化学两个学科较为相似，在知识新授（新授课）或实验演示（实验课）教学环节中使用数字教材较多，例如：使用视频资源动态展示学科内相关知识和现象发生发展的过程，或应用实验视频资源，清晰呈现实验过程、原理或难以操作的实验。

3．资源技术格式

资源技术格式包括文本、图片、画廊（多张图片循环切换播放）、音频、视频、动画、交互练习7类。各学科使用较多的资源技术格式如下：小学语文中，动画、音频资源使用较多，动画包括情境动画、汉字书写动画，音频主要是全文、分段、字母等朗读音频。小学数学使用最多的资源是动画，主要是与例题配套的情境动画或交互动画。初中生物、化学，使用最多的是视频资源，包括实验相关的视频、知识新授的视频、知识拓展的视频。

4．数字教材的优点

首先，从教师、学生角度总结数字教材的共有优点。对教师来说，数字教材中的诸多优质教学资源，教师自己很难找到，使用数字教材减少了教师搜集素材的时间，让教师有更多时间钻研教学。对学生来说，使用数字教材有利于激发学生的学习兴趣，调动学生的积极性。此外，还有不同学科特有的优点。在小学语文中，动画、图片资源有助于教师创设情境、示范朗读、进行教学指导，有利于突破重、难点。在小学数学中，使用数字教材增加了学生动手操作演示的机会；生动有趣的动画资源，有利于教师清晰讲解解题思路，总结方法。初中生物、化学视频资源有利于学生清晰地理解知识，拓展资源开阔了学生的视野，有利于学生建立书本知识与实际生活的联系。

5．数字教材的问题

第二代“人教数字教材”教学实验中反馈的问题包括：突破重、难点的资源质量有待补充或提高，优质拓展资源的量不足，难以满足教师个性化灵活使用的需求。第一，突破教学重、难点数字资源质量有待补充或优化。小学语文，缺少识字方法渗透、新笔画指导、课文新句型指导的资源。小学数学，数字资源质量有待优化。例题配套动画资源的节奏太快或太慢，适用性存在一定问题等；交互练习的界面、反馈方式与学生年龄特点不相符。第二，优质拓展资源的量不足。小学语文课文相关的拓展阅读资源不足。小学数学中与实际生活相关、与时俱进的例题或与应用情境相关的拓展资源不足。初中生物有待补充实验相关动画、视频，突破重、难点及培养学生情感、态度、价值观的资源。初中化学中的评价和测试的拓展资源不足。第三，不便于教师个性化灵活使用。小学数学学科比较有代表性，主要表现在资源、功能方面。在资源方面，仅是紧扣纸质教材内容，教师可选择的资源不足，也难以修改或补充满足个性化需求的资源；在功能方面，数字教材难以支持数学教学中不同解决方法之间的对比；部分动画操作较为烦琐，师生的操作负担较重。

（二）学生人手一台Android系统平板电脑环境的教学实验

在云南省广南县开展的数字教材实验，实验环境为学生人手一台Android系统平板电脑，旨在探索服务偏远地区师资力量不足的学校，帮助此类学校建立以人教数字教材、教辅为基础的自主性学习模式。实验教材为小学英语三年级上册。笔者主要通过与第三方合作单位交流来收集实验反馈，包括数字教材的使用方式、优势、不足。

第二代“人教数字教材”的使用方式主要是用于创设情境、整体感知语篇，以及单词、句子、语篇的范读、跟读。创设情境、整体感知是利用情境动画资源，让学生了解短文情境，理解语篇大体含义；范读、跟读时，通过标准的音频资源示范，学生自主跟读、练习。

第二代“人教数字教材”的优势在于：在非专业教师的带领下，基本可以达成教学目标；配备的标准发音的音频、动画资源有助于给学生示范、正音及激发学生学习兴趣。

第二代“人教数字教材”的不足有：重、难点支持需要强化，资源、功能有待拓展完善，个性化灵活使用支持不足。重、难点需要强化方面，例如：需补充支撑长句学习和运用的资源。资源、功能拓展完善方面，例如：拓展不同文化对比和背景解读的资源；音标发音动画资源；完善学生自我评价功能；等等。难以实现个性化灵活使用方面，例如：教师细化修改后的二次创作的教案难以与数字教材有机融合；课文音频语速难以调节，不便于强调重点词句的发音朗读。

（三）教学实验分析小结

根据《中小学教师信息技术应用能力标准（试行）》（教师厅〔2014〕3号）的要求，多媒体环境下，教师能够利用信息技术优化课堂教学；在学生具备网络学习环境或相应设备的条件下，教师能够利用信息技术转变学习方式。[9]本阶段实验中的交互式电子白板环境属于应用信息技术优化课堂教学的范畴，从实验反馈可知，第二代“人教数字教材”能够帮助教师在一定程度上达到这一要求。在学生人手一台平板电脑的条件下，小学英语学科教师可以利用第二代“人教数字教材”转变学生的学习方式，将原来讲授式、记忆式的教学模式转变为以教师引导，学生自主、合作学习为主的学习方式。

然而，不可否认，在以上两种教学环境的实验中，师生均反馈出第二代“人教数字教材”的不足与问题，而问题反映需求，因此，笔者从中分析得到了师生的需求。

二、从教学实验看师生的需求

通过分析第二代“人教数字教材”教学实验中的不足与问题，笔者了解发现了师生的需求。交互式电子白板环境下，教师的需求仍是基于现有的教学模式，目标是优化课堂教学效果；而在学生人手一台平板电脑的条件下，师生的需求则更侧重于对学生自主学习、自我评价的支持。总体来看，需求包括三方面：优质数字教学资源的需求依然普遍；个性化灵活使用数字教材的需求较为明显；数字教材的支持和服务功能需要更加完善。

（一）优质数字教学资源的需求依然普遍

《教育信息化十年发展规划（2011—2020年）》指出教育资源不断丰富，但优质教育资源尤其匮乏。[10]经过4年的发展，从数字教材实验反馈来看，如今一线师生易获得、可利用的优质数字教育资源仍然紧缺。虽然第二代“人教数字教材”提供了为数不少的数字教学资源，但是仍难以满足多样化需求，这从教师所提出的数字教材的不足及问题中可以看出，因为教师谈及最多的还是教学资源问题。优质数字教学资源的需求包括：与教材主体内容配套的核心资源的优化、补充；攻克教学重、难点的资源；有助于开阔学生视野，达成情感、态度、价值观目标的资源；呈现师生难以实现或见到的现象、知识相关的拓展资源；等等。总之，在当前教育情境下，从教师的角度来看，多维度、多层次的优质数字教学资源需求普遍存在。

（二）个性化灵活使用数字教材的需求较为明显

在积极探索基础教育改革的背景下，教师的教材观已发生转变。研究表明，在我国教材已“不再是教师不可更改的‘圣经’，而是教学的‘范例’‘基本方向’‘拐杖’”，[11]那么，随之而来的是更多创生型教师。这样的教师迫切需要在教学中融入自己的智慧和创作，将自己二次加工的资源、教学设计、课件等与数字教材有机融合，那么数字教材就需要能够满足教师的可补充、可导入、可部分编辑教材的需求。例如：教师能通过数字教材导入与某主题相关的拓展阅读、视频等相关资料。在数学等理科中，通过提供相应工具（例如：几何画板、拍照、保存等工具）有效支持教师选择不同的教学方法，如讲解法、演示法、发现法、对比法等。[12]

（三）数字教材的支持和服务功能需要更加完善

支持和服务功能包括信息交互、评估诊断等。首先，数字教材产品在交互支持方面需要更加完善，尤其是师生具备数字终端的条件下。信息交互包括师生、生生之间的交互及便利的应用反馈通道。其次，对教师基于信息技术的评估诊断支持不足，而评估诊断能力是《中小学教师信息技术应用能力标准（试行）》对教师提出的能力标准之一。当前的数字教材贴合纸质教材，在评估与诊断的支持方面显得较为欠缺，故需要强化评估、诊断的功能。例如：增加信息技术工具帮助教师收集记录学生学习的反馈信息并整理分析的功能；在学生人手一台数字终端的条件下，补充学生的语音智能评价功能，有利于学生自我评价、纠正发音等。

三、数字教材的发展趋势判断

数字教材作为基础教育阶段极其重要的数字化产品，既要满足师生需求，又要符合基础教育改革和教育信息化的方向，即服务于优化课堂教学及转变教学方式。综合来看，笔者认为数字教材的发展趋势为：资源层，形成有效的优质数字教学资源共建共享、评估准入机制；功能层，支持联通多终端，实现多重信息互联，便于知识管理，有效支撑和引导教学方式转变；服务层，建立优质的数字教材产品服务、追踪与支持体系。

（一）资源层:形成有效的优质数字教学资源共建共享、评估准入机制

提供各个学科、不同课型的优质数字教学资源仍是数字教材建设的重要环节。一方面，数字教材的研发机构要自主优化已有资源，并建设特色资源，包括难以获得的资源、当前紧缺的学科资源，例如：虚拟仿真或增强现实资源、3D模型，美术、体育等学科资源；另一方面，由于使用者的习惯、偏好差异极大，单方力量无法满足所有用户的需求，因此，在众口难调的情况下，建立有效的共建共享、评估准入机制是解决途径。在教育资源建设的政策引导下，共建共享已有一定基础。首先，国家基础教育资源公共服务平台中有大量的基础性资源；其次，从对24个省级资源平台的调研看，各省级资源平台中已有5000至500万条不等的上线资源，并已覆盖所有学科，但存在地区、学科不均衡问题。[13]作为将来师生人人均可获得的数字教材，可以通过建立不同层级的资源开放接口、不同等级的评估准入标准，既满足各地各校师生的不同需求，又利于将适量的具有通用价值的优质资源纳入数字教材的基础核心层，以促进教育公平。

（二）功能层:支持联通多终端，实现多重信息互联，便于知识管理，有效支撑和引导教学方式转变

除资源内容外，笔者认为数字教材的功能必将朝着良好便捷的用户体验发展，主要体现在适用终端、信息互联、知识管理等方面。第一，适用终端多样化。随着互联网和移动终端的普及应用，支持跨多种终端使用成为数字教材的基本特点。第二，信息互联无缝化。在移动和泛在学习理念普及的当下，数字教材将一方面能够支持人际、人机之间的信息交互；另一方面，能够实现离线、在线，课上、课下随时随地的过程性信息记录与信息联通。第三，知识管理可视化。在有效互动、信息记录的基础上，师生能进行班级、个人的知识管理及知识网络建构与评估分析可视化。在数字教材的内容、功能及数字终端支持下，数字教材将能够有效支撑教学方式转变，引导开展有效的自主、合作、探究式学习，以及支持师生实施翻转课堂教学模式等。

（三）服务层:建立优质的数字教材产品服务、追踪与支持体系

数字教材作为互联网时代的数字教育产品，将来势必由国家统一组织开发与应用，[14]但在用户至上的市场化、个性化环境里，在教科书选用民主化的发展方向下，建立优质的数字教材产品的服务、追踪和支持体系显得尤为必要和重要。首先，数字教材提供商与服务商要从数字教材的内容、功能等层面广泛、即时地收集不同学科、不同课型、不同教学环境下的用户反馈信息，根据使用者的需求及时更新内容、功能，或者提供便捷的工具允许用户二次创作内容。其次，要及时引入并关联科学技术发展的最新成果，以提供满足未来教师“教”和学生“学”的智能化资源、功能等，甚至提供增值性的数字资源、功能的定制式服务，使教材从纸质教材的固化向数字教材的不断进化转变，使用者从被动接受者到需求提出者与被服务者的角色转变。

总之，笔者认为数字教材的研究与实践者应强化数字教材的研究与教学实验，以全面深入地了解用户的使用体验与应用需求，并紧跟先进的信息技术发展，从而正确判断数字教材的发展走向，这样才能在内容、功能、服务等方面研发出具有启发性、前瞻性和引领性的数字教材产品，也才能服务于更有效的教与更有效的学，最终促进学习者的全面发展与个性成长。

[1]教育部.2015年2—3月教育信息化工作月报[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.数字教材建设的探索与实践——以第二代“人教数字教材”为例[J].中国电化教育，2014，(11)：80-84, 100.

[3]刘翠航.基于核心资源的中小学数字化建设[J].中国电化教育，2012，(12)：89-92, 103.

[4]王策三.对近年我国教学实验的教学论思考[J].北京师范大学学报，1987，(6)：1-9.

[5]吴砥，杨浩，尉小荣等.国际教育信息化典型案例（2013—2014）[M].北京：北京师范大学出版社，2015.7.

[6]陈桄，龚朝花，黄荣怀.电子教材：概念、功能与关键技术问题[J].开放教育研究，2012，(4)：28-32.

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

[9]教育部.中小学教师信息技术应用能力标准（试行）[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.教育信息化十年发展规划（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]陈柏华.教师教材观研究[M].杭州：浙江大学出版社，2012.2. [12]马云鹏.小学数学教学论[M].北京：人民教育出版社，2006.151-161.

[13]黄旭光，方圆媛.我国基础教育数字资源建设现状调查——从电教系统的视角[J].中国电化教育，2014，(6)：69-74.

[14]赵志明.重新定义教科书——数字教科书的形态特点与发展[J].课程•教材•教法，2014，(3)：38-42.

（责任编辑 孙震华）

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

本文系国家科技支撑计划课题“学习资源数字出版和电子书包标准研究与检测工具开发”阶段性成果，课题编号：2015BAH33F03。

张媛媛（1988— ），女，河南商丘人，硕士，研究方向为信息技术与学科课程融合、数字教育出版。