大數(shù)據(jù)時(shí)代數(shù)字化教材建設(shè)及其應(yīng)用的思考

印第安納州立大學(xué)（美國(guó)）、中國(guó)海洋大學(xué) 趙 誠(chéng)

科學(xué)和數(shù)學(xué)教育的運(yùn)作機(jī)理是什么？直到最近，這個(gè)問(wèn)題仍鮮有堅(jiān)實(shí)的答案，多半還只是猜測(cè)、預(yù)感、營(yíng)銷(xiāo)炒作，以及源自小規(guī)模試點(diǎn)研究的推斷。

但現(xiàn)在，一家隸屬于美國(guó)教育部(Education Department)的機(jī)構(gòu)正在收集一些真實(shí)的數(shù)據(jù)。它所使用的是一種已經(jīng)改變了醫(yī)學(xué)的方法：隨機(jī)臨床試驗(yàn)。希望這樣的試驗(yàn)?zāi)軌蚋淖兡壳敖逃u(píng)估傾向于人文和定性分析的現(xiàn)狀。研究人員表示：試驗(yàn)結(jié)果或?qū)a(chǎn)生變革性力量。比如，一個(gè)新的研究結(jié)論是，教材的選擇——課本、課程指南、作業(yè)和大小測(cè)驗(yàn)等——能夠像教師那樣，深刻地影響教學(xué)成果。一本差的教材至少跟一位差勁的教師同樣糟糕，而一本好的教材則可以大大幫助彌補(bǔ)一位差教師的不足之處。

近期，筆者參觀(guān)了山東濰坊某中學(xué)的翻轉(zhuǎn)課堂模式及其運(yùn)作。特別感到震撼的是，在仔細(xì)翻閱了這個(gè)中學(xué)的初中語(yǔ)文教科書(shū)和高中數(shù)學(xué)教科書(shū)（人民出版社和山東教育部門(mén)出版）之后，深感其內(nèi)容和設(shè)計(jì)極為粗糙、呆板，信息量很小，信息化的教材無(wú)從談起！面對(duì)這樣乏味的教材（無(wú)論語(yǔ)文、物理還是數(shù)學(xué)），相信授課教師及其所在學(xué)校都必定會(huì)有一種無(wú)奈感——它們有用嗎？即便教師有再多的經(jīng)驗(yàn)積累，或?qū)W校愿意進(jìn)行再大力度的投入，又能觸發(fā)起何種明顯的效果？難道基礎(chǔ)教科書(shū)，就該是這樣平淡枯燥，幾無(wú)趣味可言的嗎？如此下來(lái)，從事基礎(chǔ)教學(xué)的教師們難免會(huì)感到工作中缺乏創(chuàng)新力量，常年簡(jiǎn)單機(jī)械重復(fù)的課程內(nèi)容必然使其喪失工作熱情。

反觀(guān)美國(guó)學(xué)校的教科書(shū)和教材內(nèi)容，由于教科書(shū)出版商受到市場(chǎng)的壓力，在教材出版各個(gè)方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越我國(guó)的同行。他們的實(shí)踐證明，基礎(chǔ)教材同樣可以做成包含大量信息、精致、有創(chuàng)新的信息化教材，從而構(gòu)建起一個(gè)快樂(lè)學(xué)習(xí)的理想環(huán)境。這也就難怪，我們國(guó)內(nèi)只有大城市那些有名氣、投入大、教師素質(zhì)高、教學(xué)手段多樣的中學(xué)，才有可能最大限度地規(guī)避刻板教材所產(chǎn)生的負(fù)面影響，擁有較高的教育質(zhì)量；而廣大基層中學(xué)的教育則必然落后。進(jìn)而這也就形成了教育資源上的巨大差距，學(xué)校間年復(fù)一年拉大的距離更加導(dǎo)致了國(guó)內(nèi)少數(shù)有名氣的中學(xué)既壟斷優(yōu)秀師資和生源，又收取高昂不合理學(xué)費(fèi)等弊端。

如果有了大數(shù)據(jù)時(shí)代的全方位、立體化、信息化的好教材，便可以大大彌補(bǔ)由于學(xué)校條件及教師水平差異所導(dǎo)致的優(yōu)秀師資短缺的問(wèn)題，縮小各地區(qū)教育發(fā)展水平不平衡的差距。對(duì)這樣的好事，教育管理部門(mén)不應(yīng)無(wú)所作為。

信息化大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，給各行各業(yè)帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，教育界的教科書(shū)行業(yè)首當(dāng)其沖地受到了沖擊。近年來(lái)，美國(guó)的教科圖書(shū)出版商聯(lián)手那些喜歡或依 靠寫(xiě)書(shū)為生的教師作家們，為了自我救贖，采取了一種把教科書(shū)和教學(xué)全方位商務(wù)服務(wù)綁定的方式，充分利用信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，創(chuàng)新出了這樣一種教材模式，其特點(diǎn) 為：涵蓋了科學(xué)教育學(xué)的最新研究方法、課件視頻、課件動(dòng)漫講解、人工智能的例題和作業(yè)題動(dòng)漫講解，以及系統(tǒng)龐大、分門(mén)別類(lèi)、具有智慧特色的問(wèn)題和習(xí)題庫(kù)、及時(shí)的互動(dòng)反饋、作業(yè)、大小測(cè)驗(yàn)，課程內(nèi)容及時(shí)更新等等。

如此融龐大信息量為一體的模式，深刻改變了美國(guó)學(xué)校中基礎(chǔ)課的教與學(xué)。涌現(xiàn)出了諸如世界上影響越來(lái)越大的在線(xiàn)教學(xué)系統(tǒng)：My Labffamp;Matering(MyMathLab)和Webassign這樣強(qiáng)有力的高等教育教科書(shū)出版數(shù)學(xué)商務(wù)教育服務(wù)大數(shù)據(jù)平臺(tái),這些平臺(tái)容納了許多目前美國(guó)學(xué)校流行的基礎(chǔ)課信息化教材。這樣的商務(wù)平臺(tái)，能夠把授課教師從繁重機(jī)械的重復(fù)講解基礎(chǔ)知識(shí)時(shí)所消耗的大量體力工作中解放出來(lái)，同時(shí)又符合數(shù)學(xué)教育學(xué)規(guī) 律，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和知識(shí)水平。

這些平臺(tái)具有兩個(gè)顯著特點(diǎn)：一是符合教育學(xué)規(guī)律的教學(xué)平臺(tái)能夠容納各類(lèi)數(shù)學(xué)課程和教材；二是每門(mén)課程的教科書(shū)、視頻講課、視頻解答、習(xí)題庫(kù)等在課程教學(xué)中運(yùn)用的方法方式應(yīng)有盡有。這些都是極為專(zhuān)業(yè)的團(tuán)體做出來(lái)的。

以往我們談大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)，莫過(guò)于“我有這種數(shù)據(jù)，你沒(méi)有”。在未來(lái)，數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)之間的關(guān)系構(gòu)成的知識(shí)圖譜，才是重中之重，而不是單純的數(shù)據(jù)本身，它是一個(gè)無(wú)窮無(wú)盡的世界。大數(shù)據(jù)時(shí)代的數(shù)字化教科書(shū)及其平臺(tái)也是如此。

附錄

下面是My Lab ffamp;Mastering和Webassign這兩個(gè)在線(xiàn)教學(xué)系統(tǒng)網(wǎng)站平臺(tái)的簡(jiǎn)介，可以看到，這兩個(gè)平臺(tái)的建設(shè)規(guī)模和服務(wù)質(zhì)量年復(fù)一年的迅猛劇增和提升。由于它們的功能比較齊全，在美國(guó)深受教師和學(xué)生的歡迎，影響力比較大。

My Lab ffamp;Mastering是世界領(lǐng)先的在線(xiàn)教學(xué)系統(tǒng)。該系統(tǒng)集合了在線(xiàn)作業(yè)，在線(xiàn)教程，及有效的評(píng)估模式，其主要特點(diǎn)是：能夠讓接受高等教育的學(xué)生們，得到一對(duì)一的符合每位學(xué)生的個(gè)性化的學(xué)習(xí)方式。這個(gè)教學(xué)系統(tǒng)能夠及時(shí)反映記錄學(xué)生是如何具體學(xué)習(xí)的過(guò)程，能夠有效地提供提示性的指導(dǎo)，以便幫助他們更好地吸收課程內(nèi)容和理解困難的概念。目前，這個(gè)系統(tǒng)每年擁有一千一百多萬(wàn)用戶(hù)。

Web Assign是全世界范圍內(nèi)的一個(gè)強(qiáng)有力的在線(xiàn)教與學(xué)的系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)由致力于教育的教育專(zhuān)家設(shè)計(jì)，提供每時(shí)每刻的教與學(xué)的評(píng)價(jià)及信息反饋，涵蓋眾多的目前學(xué)校流行的各科常用教課書(shū)及習(xí)題庫(kù)。美國(guó)主要的教科書(shū)出版商都與之建立了合作，使得這個(gè)系統(tǒng)擁有九百多種數(shù)字化教科書(shū)。每一年，Web Assign服務(wù)于一百多萬(wàn)學(xué)生，且覆蓋兩千三百多所學(xué)校。目前，Web Assign容納了十億多練習(xí)題庫(kù)、考試題庫(kù)及與實(shí)際密切聯(lián)系的課題項(xiàng)目庫(kù)。