地理数字教科书开发：优势、挑战与对策

王晓晴

摘 要：数字教科书是信息技术革新对教科书领域影响的产物，地理数字教科书开发有着独特的优势，同时也有挑战。地理数字教科书开发应用人才队伍薄弱;地理数字教科书开发存在短时性机制缺位;地理数字教科书开发成本较高;地理数字教科书开发存在认识分歧。针对这些问题，文章提出加强地理数字教科书研究、培养地理数字教科书相关人才等对策。

关键词：地理数字教科书;开发;挑战;对策

随着信息技术的发展，电子书包、网络学习互动平台等数字化学习工具走进教学，美国、韩国、日本、新加坡等国家的中小学率先提倡并使用电子书包进行教学。在此背景下，数字教科书从担当纸质教科书的补充走向独立，成为颠覆教科书定义的新生事物。目前，地理数字教科书研究的相关文献较少，地理电子书包、电子教材等相关概念提出已有十几年时间，但后续研究没有很大突破，地理数字教科书领域整体呈现实践先行、理论后置的状态。在实践倒逼的形势下，地理数字教科书开发研究已提上日程。虽然地理教科书与地理电子书包、地理电子教材的概念密切相关，但并不完全等同。严格意义上说，地理数字教科书的概念范围小于地理电子书包并区别于地理电子教材，一方面，地理数字教科书的限定范围更为严格，另一方面，数字教科书在教科书数字化时代具有一定权威性，但其权威性相对于纸质教科书会有所弱化。因此，地理数字教科书开发根植于地理电子书包、地理教学互动平台和地理电子教材，又具有其特殊性。

一、地理数字教科书开发的优势

1.地理学科特征有利于教科书的数字化开发

地理学科具有区域性与综合性[1]，这使得地理教学过程中需要大量的地图、统计图、示意图以及景观图等来辅助教学。自然地理知识的跨年代性、区域地理知识的跨空间性和人文地理知识的逻辑性对学生施加的思维压力可以在地理数字教科书中得到一定的解决，地理数字教科书的直观性优势使其在运用中会减少由于地理知识的抽象性带来的学习难点。因此，地理教育领域对地理数字教科书的开发有着现实需求。

2.地理数字技术为地理数字教科书提供资源保障

地理数字技术的发展对地理教育领域产生了持续而深远的影响，“3S”技术等地理数字技术被更多地运用于中学地理教学中。地理数字教科书在开发过程中需要配合大量的图片、声音、视频，这些资源中的很大部分都可以从现有的地理软件中进行采集并运用地理信息系统进行处理，实时数据经过平台筛选可以源源不断地满足地理数字教科书更新的需要，最大程度地发挥地理数字教科书的时效性优势。

3.地理电化教育发展成为地理数字教科书开发的土壤

新世纪教育信息化浪潮改变着地理教育领域的方方面面，如今在我国大多数城市的中学都配有多媒体教室，条件较好的学校每个班级都配有多媒体教学设备。虽然没有达到每所学校的每个学生均配有移动设备的程度，但是多媒体教学已然融入了学校教学。在此过程中，地理电化教育软件在适应中学课程布局调整与中学地理教学环境变化中逐步走向成熟，地理数字教科书不仅可以建立在地理电化教育硬软件设备的基础上进行深度开发，还可以借鉴地理电化教育的经验教训，站在一定的理论高度上有方向地出击。

4.现代网络技术为地理数字教科书开发提供基础支撑

从3G到4G再到如今5G商用牌照的颁发，移动通信技术发展突飞猛进。5G技术高数据速率、延迟缩短、节省能源、系统容量大以及允许大规模设备连接的特征将会使人们的生活发生翻天覆地的改变。在这样的背景下，教育领域也将产生巨大变革，地理数字教科书在使用过程中群体数量大，对设备和网络质量要求高，地理数字教科书开发程度越深入产生的数据越多。5G技术可以为地理数字教科书深度开发提供保障，同时，可提升数字教科书使用地点的灵活性。

二、地理数字教科书开发面临的挑战

1.地理数字教科书开发及应用人才队伍薄弱

（1）地理数字教科书开发人才缺乏。相比单纯的地理教科书编写人才和数字技术开发人员，地理数字教科书开发所要求的人才是二者的结合，其人才培养难度较高。将这两种人才纳入地理数字教科书开发团队可以解决一定的问题，但不是地理数字教科书开发人才组合的最佳形式。培养同时具有地理教育综合素养和数字教科书开发技术素养的复合型人才是数字地理教科书开发的长远之计。由于时代限制，地理数字教科书编写人员的地理教育背景大多以使用纸质教科书为主，而许多数字教科书开发人员的地理教育素养未能达到编写地理教科书的要求，因此，短时间内培养复合型人才的难度较大。将这两种人才进行组合仍是地理数字教科书开发团队的主要人才结构。随着地理数字教科书的发展，“数字土著”一代会有效地改善这样的情况[2]，但在此之前人才组合问题会一定时期内存在。

（2）地理数字教科书科研人员较少。总体来说，我国高校专门从事地理教育研究的人员缺乏、地理教育相关学术型研究生数量较少，受导师数量不足以及其他诸多原因的影响，地理教育的博士点数量较少，这使得许多地理教育领域想继续深造的硕士研究生被迫将目光转向其他的学科领域。与此同时，与地理数字教科书开发密切相关的电化教育研究过于集中于一两所高校，没有形成广泛分布或集团性的研究重镇。在每一个成熟的学科领域中，科研都是實践的利剑，地理数字教科书研究人员的缺乏是阻碍地理数字教科书开发的重要因素之一。

（3）地理教师熟练运用数字教科书尚有难度。地理数字教科书开发的另外一大阻碍是地理教师熟练运用数字教科书尚有难度。不可否认，许多地理教师在教育信息化变革中开始尝试地理信息化教学，运用电化教育设备辅助地理教学并进行地理微课制作，但是其课程安排是基于纸质地理教科书的，传统的师生关系、课程与教学的关系、教科书与使用者的关系没有显著的、根本性的变化，纸质地理教科书的权威性以及应试教育的背景导致地理教师对纸质地理教科书的使用粘性。地理教师自身的教育与工作背景导致其使用地理数字教科书的难度较大。

2.地理数字教科书开发存在短时性机制缺位

相比于传统的纸质地理教科书，地理数字教科书是新鲜事物，其开发不可避免地存在短时性机制缺位。首先，地理数字教科书研发标准缺位，包括内容审定标准、数字教科书编程标准、出版发行标准的缺乏等[3];其次，地理数字教科书监督机制缺位，包括数字教科书质量检测、学校准入制度缺乏等;最后，地理数字教科书反馈机制缺位，从表面来看，数字化教科书在使用过程中会产生很多数据，这有利于进行大数据分析并获得数字教科书的使用反馈，然而在数字教科书开发初期所产生的数据反馈很难具有代表性，而且数据并不是反馈环节的全部内容，成熟的反馈机制需要政策的引领与机制的建立，但很明显地理数字教科书的反馈机制还没有建立起来，这导致地理数字教科书的开发一定程度上会依赖前期推测，导致科学性不足。

3.地理数字教科书开发成本较高

数字教科书在推广与使用过程中需要大量配套硬件设施，平板电脑、电化教室、宽带铺设等需要大量资金[4]。除了硬件配套之外，地理数字教科书开发与使用过程中需要地理数据的配合，这些数据的提供都依赖于地理数据分析部门、地理教育研究部门、地理信息软件开发企业的支持，其中涉及大量的人才成本与信息共享成本。虽然这些费用通过国家的教育支出会得到一定支持，但是要短时间内普及到全国广大地区的各级学校仍然有很大难度。

4.地理数字教科书开发存在认识性问题

地理数字教科书的开发存在争议。数字教科书开发过程中不只是存在支持者的声音，还有许多反对者的声音。反对的理由不尽相同，主要有以下几个方面：首先，非“数字土著”学生不适应数字教科书的使用，更喜欢使用纸质教科书;其次，过于形象化的地理数字教科书不利于学生抽象思维与符号分析能力的培养;再次，以虚拟数字代替实物违反人的自然天性，不利于学生的身心健康;最后，个性化的数字教科书与学习时间的自由化会增加教师的工作负担。郭峰涛基于Q 方法对地理教师使用电子书包的认知态度进行了研究，比较使用和未使用“电子书包”的地理教师对电子书包的态度差异[5]。这些研究某种程度上揭示了地理数字教科书开发应用过程中存在争议。

相比其他学科，地理数字教科书开发重视程度较低。地理数字教科书的开发首先会受地理学科大环境的影响;地理学科相比于语文、数学、外语等学科而言受重视程度较低，这是我国以及许多其他国家中学教育阶段的实际情况。对地理学科的错误定位导致地理教育革新较为艰难，作为地理学科的数字教科书的开发势必会受到一定影响。同时，地理学科受传统文理分科模式的影响，学生群体较少，导致地理数字教科书的市场相比其他学科较小，这会大大影响相关企业优先开发地理数字教科书的动力。

三、地理数字教科书开发的对策

1.加强地理数字教科书研究

地理数字教科书开发实践需要更多的研究支持，首先，可以增加地理数字教科书相关研究项目的立项，如进行地理数字教科书运用研究，对地理数字教科书环境下的初中地理教学设计进行思考，还可以进行地理数字教科书开发的技术性研究、可行性研究等，增加高质量的立项既可以吸引相关科研人员对该领域的关注，又可以使研究资金有所保证。其次，召开相关议题的学术会议，促进地理数字教科书研究者的相互交流，寻找有价值的研究点，与此同时，在地理教育领域杂志中增加地理数字教科书研究的相关专题、专栏，激发研究者的灵感与积极性。最后，鼓励高校建立地理数字教科书研究课题组，运用团队协作的力量促进地理数字教科书学术创新，推动地理数字教科书研究，不仅为其开发提供及时的理论支持，还可以为其未来的发展指引方向，绘制路径。

2.培养地理数字教科书相关人才

地理数字教科书开发应用的人才是促进其发展的不竭动力。在地理数字教科书开发的过程中不断优化数字教科书研发团队的结构，增加电子书包使用者、海外数字地理教科书编写者以及具有地理教育背景的电化教育技术开发人员在编写团队中的比重，可以使地理教科书更快地适应数字化教育的土壤，增加适用度与灵活性。充分利用其他学科数字教科书编写人才和纸质地理教科书编写人才，对在岗地理教师、地理师范生进行数字教科书教育与培训，在培养其地理数字教科书运用技能的同时，提升其对地理数字教科书的思想认识。

3.促进地理数字教科书技术创新

促进地理数字教科书技术创新，可以很好地解决该领域存在的教师负担增加的争议问题。地理数字教科书与人工智能的结合，可以保证学生在第一时间得到学习反馈，同时减轻教师处理个性化作业的压力，以及随时处理问题的负担。进行地理教科书周边开发，如地理数字教科书配套实物开发;地理数字教科书相关活动开发，人机互动装置开发以及相关动漫文化建设等，这不仅可以增加学生学习兴趣，也使地理数字教科书更加人性化，符合学生的自然天性。当下关于AR技术与3D全息投影技术在地理课堂应用的探讨日益增多[6]，移动设备上有越来越多的教育APP被开发出来，这使得地理数字教科书的开发拥有了技术与软硬件基础[7]，技术的成熟与创新使得地理数字教科书未来可期。

4.借鉴纸质地理教科书开发经验

在纸质教科书编写体制中已经形成了较为成熟的开发、监督与反馈机制，在开发团队中利用纸质教科书编写人才只是借鉴经验的一个方面，在数字教科书编写机制中要借鉴纸质地理教科书编写机制，以及国外地理教科书开发的相关经验，纸质地理教科书在近百年的发展过程中已经形成了成熟的更新机制，但由于纸质书印刷周期较长，其变革速度相对缓慢，地理教学长期依赖教师更新热点内容，利用数字技术更新换代的快速性特点可以不断地推翻與建立新的地理教科书编写机制。有益的政策与研究会缩短机制缺位的时间，否则短时性缺位会向长期性发展。

5.建设地理数字教科书使用试点

地理数字教科书使用试点建设是推进其不断发展的关键一步。我国幅员辽阔，学校众多，不同地区的学校有着不同的特征。在考虑经济与政策允许的情况下，选取具有典型代表性的学校作为数字教科书使用试点十分重要。理论的推进需要实践的探索，地理数字教科书使用试点不仅可积累经验，还可以成为宣传示范点。

美国斯坦福建校125周年第一场学术会议的主题是“教学大思维”，这体现了新世纪跨学科学者研究教育问题的潮流。在信息技术发展以及新世纪强调知识、能力、价值观三位一体教育观的背景下，地理数字教科书的关联性、开放性和综合性特征符合新世纪教育的思想主流[8]，因此，地理数字教科书的开发势不可挡，积极应对并优化地理数字教科书开发环节将会对当下与未来的地理教育产生积极的影响。

参考文献：

[1] 袁孝亭. 地理课程与教学论[M]. 长春：东北师范大学出版社， 2006.

[2] 陈琳，陈耀华.以信息化带动教育现代化路径探析[J].教育研究，2013（11）：114-118.

[3] 王润，张增田.数字教科书的问题诊断与防治路径[J].课程·教材·教法，2018，38（09）：80-86.

[4] 柳紫郁. 中学地理教科书数字化出版策略研究[D].长沙：湖南大学，2015.

[5] 郭锋涛，段玉山.基于Q方法的电子书包认知比较研究——以上海市地理教师为例[J].电化教育研究，2015，36（08）：73-79.

[6] 李旭.刍议AR技术在中学地理教学中的应用[J].地理教育，2019（02）：7-9.

[7] 张洪珍，刘彩梅.Pad教学与“围坐式学习社区”深度融合的课堂探究[J].地理教育，2018（04）：49-50.

[8] 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，2014，34（03）：38-42.