数字教材助力课堂教学变革

周国华

人教数字教材是依据国家课程标准，以纸质教材为蓝本，针对信息化环境中教与学的新需求，以提高教师教学和学生学习效果，发展学生核心素养为目标，利用互联网、数字媒体、大数据等技术手段，融教材、数字资源、学科工具、应用数据于一体的立体化教材。数字教材的设计与开发，基于现代课程教学理念与教学策略，真正体现了信息技术在教育目标、课程内容、教学方式上的全方位和系统性融合。在当前教育现代化发展背景下，数字教材作为未来的新形态教材类型，可以承担引领基础教育中小学课程教学发展变革的重任^[1]。在后疫情时代，人教数字教材作为互联网环境下的教材新形态，可为广大师生提供丰富的优质教育资源和线上线下混合式学习的技术支持，探索出更多数字教材融合应用的教学模式。

一、课程资源丰富，多媒介交互运用，满足课堂教学需要

一节好课，往往需要教师结合实际，利用相关教学资源（课程资源），巧妙创设情境，引导学生经历建构知识、运用知识、解决问题、创造价值的过程，通过意义建构的方式获得知识，培养能力。可以说，丰富的课程资源，是广大教师提高课堂教学实效的重要基础。

那么，当前的课程资源能否完全满足教师的课堂需求呢？经过调研，我们发现，许多学科在课程资源建设和应用方面存在一些比较突出的问题。一方面，由于纸质教材版面和篇幅限制，承载文字和图片信息有限，只能为教师提供课堂讲授和演示的有限课程资源，无法满足更多的课堂拓展和延伸学习需求;另一方面，新课程强调自主、探究的学习理念，教学需要更多适合学生自主学习、师生互动交流、创造学习情境等体现新课改理念的课程资源，而教师所能获得的这类课程资源有限，不能很好地满足课堂教学需要。

数字教材作为依托课程标准、以纸质教材为蓝本的立体化教材，在课程资源建设方面具有明显的优势。首先，数字教材以纸质教材为蓝本，不仅用电子书的形式原版原式地呈现了教材内容，还利用相应的技术手段，内嵌了多种形式的课程资源，包括文字、图片、视频和交互式动画等。这些资源中的文字和图片等，主要是对教材知识点的补充说明和对教材活动内容的拓展延伸。教师在课堂上可以通过讲授、演示或组织学生研讨交流等方式，帮助学生充分认识和理解学科基本概念、基本原理。同时，视频和微课等课程资源，为学生创设了学习情境。教师依托这些资源，可以开展多种形式的体验性教学活动，引导学生经历知识的形成和建构过程;交互式动画类课程资源，则能够实现学生、教师和教材之间的互动，形成多维度的反馈与评价，是教师课堂设计探究活动、展示交流的有力支撑。其次，借助数字教材平台，这些课程资源具备了多媒体化的表达呈现方式，能够实现在声音、图形、动画、视频等媒体素材基础上的组合编排与使用，不仅可以直观、明确且富有启发性地呈现教学内容，而且有助于教师在课堂教学过程中结合自身特点和学生生活体验，构建超越教材、与学生现实生活充分联系的“真情境”“大任务”，全面培养学生的核心素养。

例如，人教版初中地理数字教材结合课文内容扩展了许多视频和交互式动画资源。课堂上，教师利用情境演示视频（动画）帮助学生建构直观认知空间与区域特点的真实情境，帮助学生感受和体验区域条件与发展状况，思考区域发展的区位因素;借助互动练习即时把握学生的学习情况，为学生学习的巩固提升提供帮助。图1显示的是人教版七年级上册地理数字教材中等值线判读的交互式动画。课堂教学中，教师可以引导学生点击图中等温线，逐步认识等温线的含义、不同线状特点表达的意义和等温线模式图的判断方法等，让学生在感受图形和相应等值线相关属性的过程中，培养学生综合读图思考的能力，提高课堂教学的有效性。

二、内容体系立体化，加强跨学科学习的综合育人功能

新一轮义务教育课程标准重视课程综合，强调跨学科协同育人。当前课堂教学中，纸质教材限于教材特点，在跨学科学习的综合育人方面支持有限。一些教师在课堂上往往只能结合本学科的知识内容，依靠自身综合知识，简单介绍和说明其他跨学科知识和内容，浅尝辄止，无法真正实现跨学科融合、综合学习的育人目标。

为改变这种单学科教学在综合育人上的不足，学界提出了主题实践活动、研究性学习等多种综合学习方式。在实际教学应用中又由于过分强调综合实践，而忽视了教学的学科属性，许多学校的这类综合学习课程在具体实施中缺乏相关学科知识的引领，课堂学习过多强调游戏、活动和体验等，缺乏学科综合和知识体系的提炼，无法真正达到课程育人的目的。

针对这些问题，我们在设计数字教材时，十分注重数字教材立体化内容体系的建设，不仅站在教材学科立场上选择有关课程内容，还站在学生认识发展规律的立场，设计跨学科主题学习内容，为课堂教学中师生开展跨学科知识融合互联、跨学科主题实践活动、研究性学习等提供内容支持和技术保障。

首先，教师可以利用数字教材提供的跨学科课程资源，设置多种形式的学习情境，引导学生在情境中综合运用学科知识和学习体验，多角度思考，培育跨学科素养。其次，从技术形式上看，数字教材及其平台的多媒体素材和技术功能，有利于学生信息素养与学科融合学习能力的培养。利用数字教材平台，学生可以查询、收集、分析、评价与使用高质量的互联网信息，这为他们完成开放程度更高、情境更综合的跨学科学习任务提供了可能。最后，从跨学科课程内容来看，数字教材的丰富资源有利于改进主题实践活动、研究性学习等需要落实跨学科学习要求的专题教学，促进多学科的知识拓展和交叉融合。

例如，人教版初中生物学七年级下册第六章第一节“人体对外界环境的感知”中的“眼和视觉”部分，主要是让学生通过学习掌握人眼球的基本结构及其功能、视觉是怎么形成的等内容。数字教材依托纸质教材的图片，配套了一些视频、动画等资源（如图2），巧妙地将物理学中有关光的折射、光的反射和透镜成像原理等知识融入上述内容的学习过程，培养学生从生物学和物理学视角认识事物的意识，尝试综合运用跨学科知识学习和解释生活现象，在提高学生综合学习效率的同时，加强跨学科学习的综合育人功能。

三、开展探究性教学，为实现课堂深度学习创造条件

作为富媒体平台，数字教材突出的优势还在于方便教师开展探究性学习。数字教材基于纸质教材的内容设计特点，匹配了丰富的师生互动、生生互动和跨平台互动的课程资源与技术功能，为加强探究性教学、实现课堂深度学习创造了条件。

针对物理、化学和生物等实验性特点突出的学科，数字教材为课堂教学提供了许多便于开展体验实践的实验设计，教师可以依托数字教材，为学生模拟实践体验的真实情境，让学生在做中学，经历建构知识、体验运用的过程;历史、地理等学科，涉及时间和空间跨度大，学生难以理解的知识和内容比较多，数字教材则设计了许多互动性探究活动，方便教师在课堂上开展探究性教学;对于数学学科，数字教材构造了一些可交互的数学实验环境，通过互动资源、数学工具等手段，引导学生主动参与，为学生提供充分自主的思考和探究空间，帮助学生探索知识、理解知识、应用知识，使得数学实验成为可能^[2]。

教师可以充分利用数字教材的这些优势，在课堂上引导学生探究、合作，对相关内容和知识进行自主学习、深入探究和小组交流，实现课堂的深度学习。例如，学习初中数学九年级“用频率估计概率”相关内容时，教材指出：在用列举法求一些事件的概率时，可以利用多次重复试验的方法，通过统计试验结果来估计概率。传统课堂上，教师往往通过组织学生抛掷硬币等活动，引导学生参与体验、探究规律，在实际操作中，由于时间和场地等因素限制，这类活动演示的次数有限，数据量不够大，有些规律难以准确体现，学生往往有一种“真的是这样的吗”的疑惑。为解决这个问题，教师可以利用数字教材配套的学科工具（GeoGebra动态数学软件），为学生创设一个交互试验活动，引导学生利用动态数学软件产生随机数的方法进行模拟，通过灵活选择同时抛掷硬币的枚数（1枚、2枚或者3枚）以及抛掷方式（一次一次地抛掷，或者连续抛掷），快捷地进行多次（大数量）重复试验，让学生在自主操作中体会随机试验中频率的随机性以及大量重复试验中概率的稳定性，真正理解通过大量重复试验，可以用频率估计概率。

四、丰富的数字交互功能，实现教—学—评一致性的教学统整

新课改提出全面推进基于核心素养的考试评价，强化考试评价与课程标准、教学的一致性，促进教、学、评有机衔接，提倡通过评价实现教与学的统整，引导教师基于学生学习的思路进行教学设计。这是因为，教师教的思路往往是从已知到已知的过程，教学逻辑呈现的方式往往是“成人化的”，是成人操作、选择、确定和组织内容。学生的学习思路则是从未知到已知，是以学生身心发展为依据、符合学生认知规律和学生接受度的学习逻辑。课堂教学中，“教”是为了“学”，实现教—学—评一致性的教学统整，根本是要遵循学生学习思路，在思考如何开展教与学活动之前，先努力思考此类学习要达到的目的，以及哪些证据能够表明学习达到了目的，从学习结果出发逆推学生学习过程，逆推教师教学活动，再逆推所需教学资源。

数字教材遵循这样的逻辑，依据学科特点，匹配了丰富的数字交互功能，包括结合教学内容设计的课堂练习、课后习题等交互式动画，配合数字教材平台互动的授课工具，为课堂教学中达成学习目标、实现教学活动与评价一致性创造了条件。

例如，语文新课标强调落实单元语文要素，统编小学语文教材五年级上册第二单元的语文要素之一是“学习提高阅读速度的方法”，并在单元课文后面的练习题中细化了这些语文要素（如图3）。数字教材将这些课后练习题设计成交互式动画。课堂上，教师能够非常方便地将这些课后练习转化成课堂学习活动，通过师生互动，落实单元语文要素的学习要求。在这个过程中，教师借助互动练习活动反馈的评价结果，充分认识到学生真实的学习情况，进而反思自己的教学设计，很好地解决了教师对教学存在的目标把握不准、教学内容不明确、教学评价随意化等问题，充分体现教、学、评的有机衔接，体现了新课改下培养学生核心素养的理念。

此外，数字教材作为信息时代的教材新形态，在教材页面之外，还提供了专门的课件与评价等接口。教师可以自主编制课件或习题，并在备课时将已有习题轻松插入数字教材中。这样可以通过特定问题迅速获取反馈，确定学生对某一知识的前概念认知，深度参与学生思维活动，提高课堂教学效率。

五、对数字教材未来发展及其应用的展望

（一）对数字教材研发的未来展望

首先，加强对数字教材建设与新课标、纸质教材的关系研究，创设更符合新课改要求的数字教材资源体系。教材立场是数字教材的基本坚守，数字教材对于实现培养目标的作用没有改变。当下，如何研发“培根铸魂、启智增慧”的精品数字教材，成为新时代数字教材建设的核心议题。

其次，依照课标和纸质教材拓展数字教材的内容和功能，扩大教材资源的覆盖度，尽可能多地为教材中的图文创造超链接热区，做纸质教材的有益补充，在确保资源内容和数字信息安全的情况下开放性地引入丰富的教育资源和应用工具。

再次，充分发挥广大教师和学科教研员的智慧，结合教学应用，根据学生思维特点和认知心理，确定内容与技术的最佳整合方式，进一步优化技术功能，打造数字教材精细化指导教学、提高课堂效率的课程体系和平台。

最后，随着技术的不断升级，数字教材的内容更新和组织方式也会发生变化，将更加适合呈现学科最新研究成果，保持数字教材与学科内容与时俱进，从相互独立、线性排列、标准统一逐步走向多元化、高度集成性、个性化、交互性、智能化。

（二）数字教材教学应用的进一步展望

第一，加强数字教材教学探究，借助应用数据深入促进数字教材质量的提升以及更大范围的落地应用，充分利用数字教材在全国各地的规模化应用开展实证研究。从已有应用数据来看，尽管广大师生对于数字教材充满热情与期望，但就其实际来说，现有的应用并没有从根本上推动传统教学模式、学习方式以及评价机制的转变^[3]。到底如何使用数字教材才能真正赋能课堂教学，还需要进一步的研究与实践探索。例如，充分利用义教统编三科的规模化应用优势开展核心素养指向的应用研究，小学数学依托数字教材资源开展探究式教学的研究……从理论和实践两个方面全面示范，为广大教师提供参考和借鉴，引领数字教材区域规模化教学应用，为全面推进教学改革做出贡献。

第二，打造教学应用服务体系，加大数字教材应用培训力度。高质量的数字教材并不必然带来高质量的课堂教学，教师的应用意愿、资源整合能力、教学范式转换水平等对数字教材价值的发挥起着关键性作用。因此，打造教学服务体系，利用课程体系强化教师教学应用培训，增强教师的信息素养与数字化教学能力，能为提升教师数字教材课堂教学应用效度提供基础和保障。例如，常态化开展翻转课堂教学的学科，课堂上学生的主体地位日显突出，课堂学习活动环环相扣，相互联系，真正促进了学生思维和情感的发展，对教师融合数字教材与学科教学的信息化能力和素养要求比较高。因此，数字教材应用培训要符合教师教学需求，才能有效解决这些问题，大力提升课堂教学效果。

检验数字教材质量的主战场在课堂。数字教材的教学适用性如何，教学对数字教材提出怎样的要求，未来数字教材如何更好地利教利学，都是我们进一步开展数字教材教学应用的重要方向和关键内容。

注：本文系国家出版融合重点实验室、人教数字教育研究院规划课题“‘双减背景下的数字教材学科教学应用策略研究”（课题批准号：RJA0122003）的阶段性研究成果。

参考文献

[1] 王志刚.构建以数字教材为内容核心的服务教育新业态[J].科技与出版，2019（11）：12-17.

[2] 李宇韬.面向深度学习的小学数学多技术融合教学模式的构建[J].中小学数字化教学，2021（9）：29-32.

[3] 袁华莉，王珺燕，李如意.我国中小学数字教材应用现状调研及建议[J].中小学数字化教学，2020（7）：13-17.

（作者系人教数字出版有限公司解决方案事业部高级编辑，高级教师）

责任编辑：孙建辉