场景视域下的移动端数字教材开发研究

王钰

[摘 要] 为促进数字教材产品创新发展以适应移动互联网环境下用户精准化、个性化的学习需求，本文从场景视角出发，对246款移动端数字教材进行调查，发现其已初步具备服务碎片化学习场景的能力，并在此基础上进行场景服务细分，但支撑场景适配的基础设施较为薄弱，内容和服务框架有待完善。基于此，本文提出移动端数字教材的场景化开发策略，包括围绕场景要素展开，充分挖掘隐性需求增强跨界链接，对内容组织与服务进行优化设计，以期对教育出版商和开发商建构个性化移动学习解决方案提供参考。

[关键词] 数字教材 场景 移动终端 教育出版

[中图分类号] G232[文献标识码] A[文章编号] 1009-5853 （2020） 05-0044-09

[Abstract] In order to promote the innovation and development of digital textbooks to meet the needs of usersprecise and personalized learning， this paper makes an investigation on 246 mobile digital textbooks from the perspective of context. It is found that they have already had the ability to serve fragmented learning contexts， but the support for infrastructure is still weak and the content framework remain to be improved. Therefore， this paper proposes that the development of context-oriented mobile digital textbooks should focus on context elements， fully explore implicit demands， enhance cross-border links， and optimize content organization and service design.

[Key words] Digital textbook Context Mobile terminal Education publishing

移動互联网正在颠覆传统的教育生态，并向着更加开放共享的方向迈进。在这样的背景下，学习的发生不再拘泥于传统的学校范畴，教学的材料也不再局限于传统的教材。用户可以在任何时间、任何地点，通过各种电子设备获取教学材料进行学习。这就促使用户越来越寻求与其当下状态和环境相匹配的教学材料，而传统教材所提供的知识服务已经无法满足这种需求[1]。是以，如何开发新形式的教材和设计新的教材服务模式，以适应移动互联网时代匹配度高、即时性强、体验感好的个性化学习服务要求，实现从标准化服务模式向个性化服务模式转型，是当前教育出版领域亟待解决的重要问题之一。

通过技术赋能教材为解决这一问题提供了可能的路径[2][3]，教育部在2018年发布的《教育课程教材改革与质量标准工作专项资金管理办法》中也明确提出要开展数字教材等新形态教材的研发。传统教材缺少挖掘用户数据的技术，而基于移动设备和计算机技术的数字教材则可以在与用户的互动过程中，收集和储存关于用户在何地、何时、处于何种状态的相关数据，这些数据在一定程度上实现了对用户所处“场景”的描绘，而“场景”对于理解和预测用户的行为与需求至关重要[4]。随着技术的发展，利用场景进行服务的时代到来，一些研究者认为场景已经成为移动服务的核心逻辑[5]，甚至是未来商业生态的基础[6]。通过分析用户场景，移动端数字教材可以理解用户的状态、行为和需求，从而为用户提供个性化、精准化的学习服务。从可行性上来看，移动端数字教材的场景化发展已具备基本的技术、物质和人员条件。基于此，本文从场景理论视角出发，探讨移动端数字教材的发展现状及开发策略，试图为提高数字教材质量、创新数字教材服务、满足移动互联网时代用户的学习需求提供一个有益的视角。

1 场景的内涵与构成要素

在移动互联网语境下，场景（context）是指用户当下的生活状态和体验细节，关注和强调用户行为的时空立体感、整体性和关联性，是继内容、形式、社交之后媒体的另一种核心要素。场景由四个基本要素构成，分别是用户实时状态、用户生活惯性、空间与环境、社交氛围[7]，如图1所示。对于移动端数字教材的用户而言，其需求是学习知识和技能，因此在这个语境下，“用户实时状态”要素主要包含用户的自然特征（年龄、性别、文化背景等）、认知状态（认知能力、学习进度等）、动力状态（学习策略、兴趣爱好等）、心理状态（学习风格、情绪变动等）等方面[8]。“用户生活惯性”要素包含用户既往的学习习惯，不同于用户实时状态可能出现的偶然性和特发性，对用户学习惯性的把握能够在更基础的层面上理解用户学习行为的习惯和走向。“空间与环境要素”是指用户学习时所处的特定空间、与之相关的环境特征以及用户与环境的交互模式，不仅包括线下的物理空间与环境（例如地铁、卧室、餐桌），还包括线上的虚拟空间与环境（譬如网络课堂）。“社交氛围”要素是指用户学习时所处的社交气氛的特征，主要是指用户所处的社交媒体中的氛围。

这四个要素可分为主体和客体两类，它们互相影响、互相制约，共同作用成为一个有机整体。场景的服务对象是人，因而两个主体要素是场景中的核心要素，是场景化服务的起点和终点。同时，主体要素又受到客体要素的制约和影响。利用移动设备和数字技术可以收集和分析场景要素数据，并勾勒出移动端数字教材用户的学习行为轨迹，描述什么样的用户，在什么环境和氛围下，进行着怎样的学习，从而为内容和服务的适配提供依据。

2 场景视角下移动端数字教材发展现状

为了解移动端数字教材的场景化发展现状，笔者于2020年1月15—31日调查了苹果应用商城教育类别下的350个应用程序。在样本筛选过程中笔者采用了数字教材的广义概念，即能够促进学习和教学的多媒体整合材料[9]，排除了工具类App（如课程表、CRM系统）以及同一个数字教材的不同版本（如家长端、精简版）等不相关应用，最终得到调查样本246个。

在246个样本中，免费应用约占74.4%，付费应用约占25.6%。从开发者身份来看，主要以国内开发者为主（86.2%），其中国内出版社主导开发的教材有44个，约占总数的17.9%。从学习层次来看，大量数字教材都包含多层次的教学内容，涵盖学前内容的教材约有19.1%，涵盖K12内容的约有20.3%，涵盖职业教育的约有17.5%，涵盖高等教育的约有9.8%，而占比最大的是通用型数字教材，多为语言、艺术类学科，占比约39.8%。就学科而言，调查样本包含文史哲、数理化、外语、音乐、艺术等多种学科，其中包含外语类教学内容的数字教材在学科门类中占比最大，约有47.6%。

2.1 碎片化学习场景解决方案初步形成

移动终端将人们的生活和时间切割成很多碎片，形成了诸多碎片化场景，如碎片化阅读场景、碎片化学习场景等。其中，碎片化学习场景是移动端数字教材服务的主要场景。从场景要素来看，碎片化学习场景指在较为短暂和不连续的时间下，在具有随机性和移动性的空间中，用户出于个人学习需求对知识内容碎片进行加工、存储和建构的状态。碎片化学习场景与传统学习场景有较大区别，在以学校课堂为主的传统学习场景中，空间和时间都比较稳定，且以学科为导向进行学习，具有静态化的特征。也因此，服务于传统学习场景的印刷教材往往有着较为完整和固定的系统化框架、层次丰富的内容以及明确的计划和预成型。相比之下，碎片化学习场景具有较强的动态性、灵活性和随机性。

根据碎片化学习场景的特点，移动端数字教材初步形成了相适应的解决方案。首先，从长度来说，数字教材将内容和服务分割成了更小的组块。在调查的大多数样本中，单个学习段落的时间大约在2—15分钟之间，是可以“一口吃下”的内容，能有效支持用户在通勤、排队、等车等随机零散时间的学习，满足其充分利用时间的需求。其次，从难度来看，大部分样本需要的认知精力较低，多处于“入门”“基础”水平，用户在使用数字教材时不会有太大的认知负荷。再次，移动端数字教材的内容结构较为扁平，内容量多但分散，如同将大把米粒平铺洒落在一个浅且大的盘子上。尽管移动端数字教材的内容和服务之间的关联性较浅，但其依靠容量优势集成了大量知识内容，在一定程度上覆盖了更多的用户需求。最后，根据碎片化学习的随机性特征，许多移动端数字教材都设置了各种推送来提醒用户学习。

2.2 细分场景服务开始出现

随着场景要素的改变，场景也会发生变化，这催生了细分的场景服务。这种细分场景服务往往围绕“核心属性+连接属性”的结构进行架构，其中核心属性指的是数字教材的核心服务即教学功能，连接属性指与当下细分场景相关的附加功能，两者结合产生了“学习+娱乐”“学习+社交”“学习+亲子”“学习+生活管家”等多样化的细分场景服务类型，其中比较典型的是以下三种。

（1）学习+娱乐

娱乐作为移动互联网生活的重要主题，在一定程度上影响着用户对于移动学习的需求和预期，轻松愉快地获取知识是用户在进行碎片化学习场景中的一个重要诉求。一些数字教材将严肃正式的知识内容与轻松活泼的娱乐活动进行结合，其中最常见的是将学习内容与游戏相结合，约占样本的17.1%。通过构建冒险闯关的游戏框架，将一个个知识点转化为任务和关卡，并根据用户的完成情况给予奖励，同时满足了用户的学习和娱乐需求。许多研究也表明，将游戏应用在教学中对于激发用户学习动机、提高用户的认知和学习能力具有一定效果[10]。特别是对儿童来说，游戏是儿童的一种先天行为和存在方式，事实上，在提供“学习+游戏”场景服务的数字教材中，学前启蒙类教材的占比也是最大的。

（2）学习+社交

社交平台诸如微博、微信已经成为移动互联网的基础设施，移动社交场景也早已渗透我们的生活，许多移动端数字教材依托社交场景来建构内容与服务。例如“扇贝单词”中，用户只要坚持完成每日学习任务并在朋友圈打卡即可获得奖励（返现、学习资源等）。然而用户之所以愿意在朋友圈打卡，并不仅仅因为教材提供的直接奖励，更重要的是，在朋友圈打卡的行为是一种积极的自我呈现策略，有利于用户收获社交网络的正面反馈，例如点赞和鼓励等，或者为自己贴上“积极上进”“勤奋”“坚持”等社交标签，完成积极的自我确认。用户通过学习行为本身和在社交网络中对学习行为的描摹与还原，实现了学习需求和社交需求的同时满足。

（3）学习+情怀

亚文化、小眾文化的流行，激发出用户基于情感、认同和生活审美的场景需求。在这一需求下，用户对于移动端数字教材的预期不仅仅是学习工具，还是审美趣味和精神寄托的载体。以古诗词教材《西窗烛》为例，教材内容分类、字体、排版都十分有韵味，用户还能选择喜欢的内容，自行排版并分享到社交媒体或相应的社群，这对于“文艺”的用户来说具有较强的吸引力。在这一场景下，诗词的知识性减弱，其文艺、优雅的情感特质被大大加强，用户的情感需求也在这一学习过程中得到满足。

3 场景视角下移动端数字教材存在的问题

总的来说，目前移动端数字教材的场景化发展处于初级阶段，其对于用户场景的识别和适配能力较弱，适配的内容和服务有较大改进空间。

3.1 支撑场景适配的基础设施较为薄弱

只有通过技术收集和分析用户场景数据，确定用户需求，才能进行内容和服务的适配。这些技术以场景五力为代表，即移动设备、社交媒体、大数据、传感器和定位系统[11]。然而目前移动端数字教材对场景五力的开发和应用有很大欠缺。第一，社交媒体作为一个连接人与人的重要场景原力，在移动端数字教材样本中的应用比率只有约41.5%，且采用外链的比重较大，即通过对接外部社交媒体平台才能进行社交，占比约24.8%，真正内嵌社交媒体元素于数字教材中的比率仅有约16.7%。第二，优质的场景化服务离不开对用户大数据的收集和分析，例如人口统计学信息、用户偏好信息、社交媒体信息等。在调查样本中约有46.7%的数字教材会通过注册流程收集用户的相关信息，但这些信息大部分被用于用户推广。第三，传感器和定位系统能够识别用户身体、环境及地理位置等多方面的场景信息，但在绝大部分调查样本中完全没有发挥作用。

技术基础设施建设的薄弱导致目前移动端数字教材大多只能提供一些标准化的场景服务，譬如一些学前教材允许用户手动选择自己当下所处的场景（餐桌、睡前等），而无法实时地理解和满足用户个性化的学习需求。

3.2 内容和服务框架有待完善

除了场景识别和适配能力较弱，移动端数字教材为用户适配的内容和服务也尚未建立起清晰有效的框架，其中，框架是指内容和服务的呈现模式、理解模式和体验模式[12]。

从内容方面来说，如果将承载内容的媒介视为“容器”，那么容器中内容的形状必然会受到容器形状的影响。当前，教材内容对于移动终端这种新型内容容器的适应程度还比较低，存在诸多龃龉。一些移动端数字教材、特别是一些由出版商开发的教材，直接将纸质教材中的内容原封不动地照搬到移动终端上，这毫无疑问会对教材内容的呈现效果和使用体验产生负面影响。另一些移动端数字教材则有“削足适履”的倾向，把教材内容切割得过于零散，将内容碎片化与内容浅层化相等同，让教材内容以零散、无序的方式堆积，缺少具有深度的系统化结构，严重影响用户的学习效果。

从服务方面来看，移动端数字教材在提供细分场景服务时将核心服务与附加服务相结合，但这种结合并不十分协调，常常会相互冲突。以最常见的“学习+游戏”模式为例，游戏是一种同化大于顺应的休闲过程，而学习是一个顺应大于同化的发展过程[13]，要将学习和游戏结合在一起就必然要深入调和这两者在本质上的差异和矛盾。但在提供这一场景化服务的数字教材样本里，两者的结合大多是“量”上的物理掺杂，而非“质”的化学反应，这样添加的游戏服务反而可能对用户的学习体验产生负面影响。

4 移动端数字教材场景化开发策略

结合移动端数字教材的发展现状与存在的问题，本文基于场景化服务运行机制的过程和关键环节提出相应的场景化开发策略。其中，场景化是指根据用户所处的场景提供相适应的内容和服务以满足其个性化需求的过程，其运行机制如图2所示，包括用户场景识别、用户场景需求的理解与挖掘，以及适配相应的内容与服务三个关键环节。用户场景识别包含单一场景要素识别和多个场景要素综合识别两种类型，单一场景要素识别的针对性强，而综合越多要素，场景识别的准确性越高。通过识别场景，可进一步理解和挖掘用户在场景中的真实需求，包括显性需求和隐性需求。最后，针对场景用户需求，发现、聚合相关的内容与服务，在确定呈现方式与细节后推送给用户。根据场景识别层次和需求理解的不同，内容和服务的适配会落在以完全标准化适配和完全个性化适配为两端的轴上。

4.1 围绕场景要素进行场景识别与服务适配

场景由场景要素构成，对每个场景要素及场景要素间关系的描述组成对场景的描述，对场景的识别和服务适配也需要立足于对场景要素及其关系的考察。一方面，移动端数字教材的性质和特征决定了某些特定场景要素对于场景服务的设计有更大的影响，需要重点关注;另一方面，移动端数字教材需要综合各个场景要素及其关系，提升场景服务的精准度。

4.1.1 围绕空间与环境增强具身学习

随着后认知主义变革与发展，具身认知研究成了认知心理学的一个新的焦点议题。具身认知理论（Embodied Cognition）主张认知是包括大脑这一器官在内的身体的认知，强调了身体在学习认知活动中发挥的关键作用，而身体是嵌入环境中且与环境相互作用的[14]。学习者所处的空间与环境以及环境影响下的身体行为会影响认知过程和认知效果。因此，移动端数字教材需要重视对“空间与环境”这一场景要素的识别和建构。

由于场景化服务的基础设施较弱，大多数移动端数字教材对用户所处环境的识别与适配，以及对用户身体的感知与调动力都十分有限。通过充分发挥传感器和定位系统的作用能有效改进这一现状，如通过定位系统识别用户的地理方位，通过光线传感器感知并适应环境亮度，通过距离传感器视觉识别用户或物体与设备的距离，通过重力传感器和加速度传感器感知重力变化的方向和大小，通过陀螺仪捕捉用户在空间中的动作，支撑体感技术的应用等。以天文科普教材star walk为例，该应用针对用户夜间散步场景，利用定位系统确定用户所处地理位置及该地理位置此刻能够观测到的星体、空间站等，利用陀螺仪和加速度传感器等让设备对准星空的方位和角度，与实时星空相匹配，并对这些天体及与之相关的知识进行增强化的呈现。同时，教材通过空灵悠扬的背景音乐，渲染了静谧和悠远的学習环境，有利于增强学习沉浸感。在传感器和多媒体的支持下，移动设备变身“增强型天文望远镜”，为用户提供了学习天文知识的优质体验。相比于以浏览屏幕或纸张进行的离身式（disembodied）学习，star walk通过围绕用户所处的空间与环境进行场景建构，激发用户的身体参与，增强了用户的身体自由度，为用户提供了良好的具身学习体验。

然而，对一些知识来说，实现具身学习所需的环境并不像星空下的空地那样常见，特别是抽象度比较高的知识（如数学知识），以及一些缺乏实操环境的技能知识（如实验技能）。这时，可利用多媒体、VR、AR等覆盖现实中的环境，建构和模拟一个虚拟的学习空间。如“四维空间”通过3D互动媒体让用户以触摸方式在虚拟维度空间中探索和领悟超正方体这一数学概念。“物理实验课”利用AR技术为用户营造了一个虚拟实验室，用户只需要在现实中找到一张桌子，即可将AR效果投影其上，自由地选取设备、调整仪器属性、设计和进行实验，且无需顾虑实验浪费、失败及危险。这种虚拟环境摆脱了现实空间、条件的制约，不仅有利于提升具身学习体验，对于培养用户的学习兴趣和学习主动性也有积极意义。

4.1.2 围绕用户实时状态实现需求预判

用户使用移动端数字教材的核心目的是学习，学习过程与用户自身的状态密切相关，用户的自然特征、认知状态、动力状态、心理状态等都会对学习过程和结果产生较大的影响。因此，重视对上述用户实时状态信息的识别和判断，能够更有针对性地为用户提供适合的学习内容和服务，有利于实现“因材施教”。

随着时间的推移，“用户实时状态”数据会逐渐变成“用户此前状态”数据，并形成用户的状态轨迹，这为预测“用户此后状态”提供了支撑，为预判用户需求提供了基础。例如，数字教材可以先定位用户的实时知识水平（Real time state 1），通过测试等方法判断用户此刻掌握的知识数量、类型、程度等，在这个基础上推送在用户最近发展区中的知识内容。在一个学习模块结束后，再次判断用户的实时知识水平（Real time state 2），并结合先前知识水平（Real time state 1），考察用户的学习能力、学习风格、学习效果等，在此基础上为用户规划此后的学习路径。

这种方式打破了传统教材固定的内容顺序，依据用户实时状态进行内容和服务的个性化自适应，做到了提前“半步”的服务。其实现手段如下：首先对知识进行拆分和关联，构建领域知识模型，然后通过学习者模型记录和分析用户的知识水平、知识结构、学习历史等参数，最后利用自适应引擎定义学习者模型与领域知识模型之间的关联规则，实现基于用户当下状态和未来状态的场景化服务。

4.1.3 综合多个要素提升场景服务精准度

围绕单个关键场景要素，例如空间与环境要素、用户实时状态要素等进行场景化服务设计，能够有效提升移动端数字教材的场景化服务水平。但如图1所示，场景要素是相互关联的，在多个场景要素及其互相作用的综合影响下，关键场景要素可能无法定义场景和场景需求，这时围绕单个场景要素进行场景化服务不免会有失效的风险，因此在构建场景服务时需要对各个场景要素进行通盘考虑。

如人民卫生出版社开发的“人卫临床助手”，一方面针对医院诊断临床环境及医疗大环境，如2020年初新型冠状病毒流行，教材及时增加了新冠病毒的临床诊疗知识。另一方面，针对用户（医生）对作出正确诊断缺少参考这一实时状态，为其提供包括病历资料、诊疗指南、专家意见等在内的知识框架，以辅助医生作出合理的临床决策。同时，还根据场景的生活惯性要素，即临床诊断病情后就需要进行用药决策，开发了“人为用药助手”，服务于临床诊断之后的用药场景。

4.2 挖掘隐性需求，加强跨界链接

场景化服务的目的是满足用户在当前场景下的需求，包括显性需求和隐性需求。其中，显性需求是用户已经意识到且能够清晰表达出来的，满足基本期望的内在要求和行为状态;隐性需求是用户尚未意识到的，为获取高层次精神满足产生的心理要求和行为状态[15]。显性需求作为比较“硬性”的用户需求是场景化服务要重视的，但仅仅围绕显性需求进行场景化服务是一种被动的、滞后的策略，且容易造成同质化竞争。相比之下，隐性需求如同水下冰山，具有更大的挖掘潜力，有利于创造新的价值空间。加强跨界链接，通过打破不同服务或品牌之间的界限，是有效满足用户隐性需求的路径之一。

4.2.1 广泛链接增加场景入口

一般情况下，移动端数字教材场景化服务的入口就是App，当用户明确意识到自己的学习需求也即显性需求时，就进入应用程序进行学习。通过将数字教材与线上线下其他产品进行广泛链接，可以为用户创造新的学习需求，建立新的场景入口。例如将数字教材与社交媒体、网络购物等线上服务相链接，或与智能家居、硬件设备、食品饮料等相链接，让这些产品也成为进入移动端数字教材服务的入口。以喵喵机为例，这是一个在年轻用户中十分流行的便携式打印设备，除了可以随时随地打印照片、便利贴、简讯之外，还是沟通和交流的工具。作为娱乐硬件的喵喵机与K12教材《喵喵机——错题打印》相链接，用户在使用喵喵机时，可以链接大量教材内容，将知识点、笔记、错题等相关内容即时打印下来，让做笔记、记错题的过程变得十分方便快捷且兼具趣味性。正是通過发掘用户更好地整理学习内容这一隐性需求，开发商将数字教材与硬件设备进行跨界链接，让娱乐性质的喵喵机增加了学习属性，整合了喵喵机和数字教材两种产品的用户，并为数字教材的使用增加了一个新的入口。

这一策略的实质是为了让教材建构的学习场景从轻度向重度转化。轻度场景用户参与度低、出现频率也较低，而重度场景用户参与度高、出现频率高。通过广泛的跨界链接，有利于移动端数字教材在用户生活中建立更多场景入口，提高场景频率，还能形成新鲜的场景体验，吸引用户并提高用户参与度。

4.2.2 加深链接满足情感需要

隐性需求是在基本需要之上对更高层次精神满足的需要，情感需要是其中之一。特别是随着物质生活的丰富，用户的情感需求被日益放大，为此，可以通过深度链接增强场景的感情密度来挖掘并满足用户的情感需求。譬如，“背单词”通常是一个感情密度较低的学习场景，用户很少对传统单词教材产生情感上的依赖。而“扇贝单词”通过将背单词与微信朋友圈进行链接，实现了单词学习与社交平台自我呈现的链接;“极光单词”将背单词与对赌协议相结合，为单词学习赋予了“刺激”的情感元素;“不背单词”将单词教材与热门影视社区相结合，将单词学习与用户的亚文化身份和心理认同连接在一起。除此之外，数字教材在特定时间（节假日、用户生日、纪念日等）推出相关的内容和服务、记录用户的学习历程、通过拟人方式营造陪伴感等，也能有效加深教材与用户的情感连接。

这一策略是为了让教材建构的学习场景从广度场景向密度场景转变，广度场景不具备特别的情感价值，密度场景则蕴含较强的情感能量。这种情感能量有利于提升场景的层次性和丰富性，增强用户对数字教材的黏性和心理认同。

4.3 优化内容组织与服务设计

在识别用户所处场景和发掘用户需求之后，就需要为用户提供相应的内容和服务，创造优质的场景体验。结合目前移动端数字教材场景化服务体验中存在的问题，本文提出两方面的优化策略。

4.3.1 加强碎片化内容组织

移动互联网时代，信息碎片化是一种不可逆的趋势，移动端数字教材的内容也应顺应这一潮流。这在一定程度上也是符合人类认知规律的，因为学习和记忆是一个零存整取的过程。一方面，由于人类大脑中工作记忆（working memory）容量的局限性，只能容纳7±2个知识组块，因此知识是以“零存”的方式进入大脑的;另一方面，知识又是相互关联的，知识与知识之间有着复杂的关系系统，在使用知识时是需要“整取”的。然而，目前数字教材碎片化内容的问题在于只见孤立的零件，而缺少对知识碎片的汇集、过滤、归纳等。这与移动端数字教材帮助用户学习和发展的目标是背道而驰的，因此需要加强对碎片化内容的组织。