大數(shù)據(jù)教學(xué)時代的來臨： 電子教科書的源起、發(fā)展與展望

謝群 蘇詠梅 徐丹旭 何小菲

摘 要：隨著信息技術(shù)的發(fā)展和社會的變革，電子教科書逐漸成為學(xué)校教育信息化的一項重要內(nèi)容。為了深入了解電子教科書的發(fā)展歷程，文章基于文獻的視角，分析了電子教科書的源起和發(fā)展以及不同階段電子教科書對學(xué)校教育產(chǎn)生的影響。研究發(fā)現(xiàn)，電子教科書的發(fā)展經(jīng)歷了初始時期對紙質(zhì)書籍簡單數(shù)字化復(fù)制、超鏈電子教科書以及多樣化功能強大的互動性電子教科書等三個階段。電子教科書的發(fā)展對教學(xué)產(chǎn)生了不同程度的影響，在大數(shù)據(jù)時代為教學(xué)的改進和變革創(chuàng)造了新的可能。

關(guān)鍵詞：電子教科書;智能終端;大數(shù)據(jù)教學(xué)

中圖分類號：G434? ? ? ? 文獻標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1673-8454（2019）24-0026-04

教科書在教育活動中有著舉足輕重的地位，是學(xué)生學(xué)習(xí)的媒介和依據(jù)，并深刻地影響著教師的教和學(xué)生的學(xué)。大數(shù)據(jù)時代信息技術(shù)快速融入教育，不同國家和地區(qū)的教育行政部門都將電子教科書的推廣作為學(xué)校教育信息化和深化教育改革的重要手段。電子教科書的快速發(fā)展成為學(xué)校教育信息化改革的重要內(nèi)容。

一、電子教科書的源起

所謂電子教科書，又稱數(shù)字化教科書、電子教材、電子課本等，是指用數(shù)字化的手段來創(chuàng)作、存儲、展示學(xué)習(xí)資源，以實現(xiàn)并取代教科書的功能[1]。相較于紙質(zhì)書籍，電子教科書的優(yōu)勢體現(xiàn)在靈活性、吸引力、交互性、延展性、易獲取、低成本等方面[2][3]。隨著信息技術(shù)的進步以及經(jīng)濟的發(fā)展，社會對多元化教育的需求更加迫切，電子教科書因此橫空出世?；仡欕娮咏炭茣脑雌饸v程，其發(fā)展主要基于以下因素：

（1）隨著個人智能電子終端的普及、云技術(shù)的推廣以及大數(shù)據(jù)的使用，學(xué)生可以隨時隨地接收大量的信息，學(xué)習(xí)不再是局限于教室范圍內(nèi)的教學(xué)活動。教學(xué)活動由課內(nèi)延展到課外，由一次性教育延伸到終身教育。

（2）成長于信息時代的學(xué)生，他們的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)需求不斷發(fā)展，能夠熟練地掌握信息技術(shù)操作技能，習(xí)慣于運用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的手段來交流和分享信息，他們具備更多自主學(xué)習(xí)的意愿，也渴望能接觸到更多學(xué)習(xí)信息與途徑。電子教科書有效地適應(yīng)了學(xué)生的這一學(xué)習(xí)特點，滿足并實現(xiàn)了他們多樣化的學(xué)習(xí)需求。

（3）在知識和社會發(fā)展都快速變革的時代，無論是學(xué)習(xí)的內(nèi)容還是學(xué)習(xí)的方式都發(fā)生了巨大的變化，學(xué)生學(xué)習(xí)的目的由知識記憶轉(zhuǎn)向知識運用。電子教科書更有利于實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)折性的個性化學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生體驗并掌握更為深刻的知識。

（4）終身學(xué)習(xí)型社會的構(gòu)建，改變了社會對教育的需求。社會的迅猛發(fā)展需要當(dāng)下的學(xué)校課程能與社會發(fā)展的需求相結(jié)合，以滿足培養(yǎng)社會所需的綜合型人才的需要，并兼顧個人職業(yè)發(fā)展和提升人們生活水平的需求。這種需求擴大了教育的功能，也拓展了教育的內(nèi)涵，使電子教科書成為與其他行業(yè)關(guān)系愈加緊密連接的教育平臺。

二、電子教科書的發(fā)展歷程

電子教科書的出現(xiàn)是三個不同領(lǐng)域共同發(fā)展和協(xié)同進步的結(jié)果。首先是技術(shù)的發(fā)展和進步，包括與技術(shù)相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施、個人電腦以及其他電子終端的普及。其次是軟件和相關(guān)法律政策的完善，包括越來越多智能高效、友好便捷的軟件出現(xiàn)、發(fā)展和更新，以及相關(guān)保護知識產(chǎn)權(quán)的法律法規(guī)的完善。最后是可持續(xù)的商業(yè)發(fā)展模式與教育發(fā)展需求的融合。這三者必須統(tǒng)一，才能使電子教科書的涌現(xiàn)和推廣成為可能[4]。在此過程中，電子教科的發(fā)展經(jīng)歷了三個主要階段：

1.數(shù)字化教科書的誕生：初始時期

第一部電子教材誕生在美國佛羅里達大學(xué)，它主要是通過將書本內(nèi)容以掃描的方式轉(zhuǎn)換成電子形式，存儲于CD中并放于書本的背面[4]。此舉旨在為紙質(zhì)的教材提供一些額外的“東西”，提升教材的競爭力。最初的電子教科書主要是用多媒體軟件或HTML開發(fā)的，頁面保留了紙質(zhì)版的精確排版，內(nèi)容則與紙質(zhì)教材完全一樣。與其起源于大學(xué)相一致，大學(xué)也成為了數(shù)字化教科書最早推廣和使用的地方。

其后電子教科書的內(nèi)容和形式出現(xiàn)了略微的改變，如紙質(zhì)書在掃描轉(zhuǎn)換成電子形式的基礎(chǔ)上，補充了部分多媒體的學(xué)習(xí)資源。但這一時期的電子教科書與紙質(zhì)的教科書并無本質(zhì)的差別。只是更換了另一種方式來呈現(xiàn)靜態(tài)的知識，電子教材只有很小一部分能支持動態(tài)教學(xué)的內(nèi)容，如一些CD中的游戲、動畫等來實現(xiàn)輔助性教學(xué)。此階段數(shù)字化的教材并不具備基本的多媒體和交流功能，尤其是當(dāng)教材使用PDF格式的文檔編輯時，一些熱點鏈接不能嵌入頁面中，使用者基本不能對內(nèi)容進行修改和調(diào)整。此外，初期的電子教材沒有目錄和標(biāo)題集，學(xué)生不能快速找到自己想要學(xué)習(xí)的部分。因此在教學(xué)實踐中，學(xué)生往往更傾向于使用紙質(zhì)教材，紙質(zhì)教材也更符合他們原有的閱讀習(xí)慣，更便于進行做筆記、注釋等學(xué)習(xí)行為。

這一時期，數(shù)字化的教科書和傳統(tǒng)教科書在內(nèi)容和功能上差別不大，教師和學(xué)生在不同類型的教科書之間轉(zhuǎn)換時障礙最小。在教學(xué)中，教師可將電子教材的內(nèi)容通過投影展示在大屏幕，按照原來的教學(xué)方式進行教學(xué)，電子教材更多的是一種對紙質(zhì)教科書的復(fù)制和補充。也正因如此，電子化的教科書對教師創(chuàng)新課堂幫助不大，也并未得到更多教師的歡迎[4]。而在基礎(chǔ)教育階段，電子教材也只有零星的嘗試。

2.超鏈電子教材的出現(xiàn)：互動性時期

電子教材的倡導(dǎo)者們呼吁教師應(yīng)該更多地使用電子教科書，電子教科書被定義為“專業(yè)生產(chǎn)、高質(zhì)量、媒體豐富及具有互動性的”可通過CD、網(wǎng)絡(luò)獲得的產(chǎn)品，而非那些簡單的對最新版的教材進行匆忙掃描而完成的電子化的教科書[5]。這意味著電子教科書的發(fā)展步入了功能更強大、更具特色的新階段——超鏈電子教材開始出現(xiàn)。與早期的電子教材相比，超鏈電子教材具備了以下一些新特點：①超鏈電子教材中設(shè)計有大量交互功能的圖表和超鏈接，豐富并拓展了傳統(tǒng)紙質(zhì)教材的內(nèi)容，打破了紙質(zhì)教材的內(nèi)容局限性。讀者可以由教材中的鏈接轉(zhuǎn)到該書的出版社或者專業(yè)的數(shù)據(jù)庫中，能夠隨時隨地訪問，獲得進一步的信息和資源。②這一時期的電子教材設(shè)計了豐富的多媒體展示，使得閱讀變得更加生動有趣。且這個時期的電子教材開始設(shè)置標(biāo)題導(dǎo)航，通過標(biāo)題導(dǎo)航和超鏈接，讀者可以對教材的內(nèi)容進行快速瀏覽，并能便捷地超鏈接到教材中的相關(guān)內(nèi)容。雖然此階段的電子教材在內(nèi)容上與紙質(zhì)教材基本一致，但是電子教材能清晰地呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容和各個章節(jié)的教學(xué)目標(biāo)，方便師生閱讀和使用。③除了展示教材的內(nèi)容外，電子教材還提供了學(xué)習(xí)包、評估工具、在線討論組、課外閱讀、作業(yè)指引等欄目便于教師進行教學(xué)。不論是針對學(xué)生個體還是追蹤整個班級的學(xué)習(xí)進程，教師都可以通過這些評估工具對學(xué)生的學(xué)習(xí)進行及時、有效的跟蹤，便利地反饋和歸類。學(xué)生也可以通過這些工具中的自測功能對自己的學(xué)習(xí)進行自我評估和監(jiān)控。

超鏈電子教材往往是基于一定的軟件技術(shù)支持或網(wǎng)站平臺來實現(xiàn)，所以這個階段的電子教材已經(jīng)逐漸擺脫了CD的束縛。學(xué)生和教師通過軟件或指定的網(wǎng)站下載各個學(xué)科的電子教材。這些教材的電子頁面與紙質(zhì)的課本并沒有差別，教師和學(xué)生無需轉(zhuǎn)換就可以很快地熟悉起來。

隨著電子教科書提供的信息越來越多，在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師的工作主要是制定教學(xué)目標(biāo)、設(shè)計教學(xué)活動，考慮如何引導(dǎo)學(xué)生進入學(xué)習(xí)內(nèi)容，評估學(xué)習(xí)成效和引導(dǎo)師生互動、生生溝通，其有效性受到時間和空間的限制。而當(dāng)教師處于信息豐富而又便利的電子教材資源之中時，借助“超鏈接”功能，教師由知識的權(quán)威或信息的提供者，變成了學(xué)生學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計者和促進學(xué)生批判分析和使用信息的引導(dǎo)者。教師在課堂中的角色也逐漸發(fā)生變化，打破了教學(xué)時效的時空限制。

3.多樣化互動式電子教材：電子教科書“熱帶叢林”時代

從類型來看，這一時期的電子教科書主要有三種類型：基于App或其他應(yīng)用程序的多媒體電子教科書、有特定載體要求的電子教科書以及開放式在線電子教科書。從操作系統(tǒng)來看，不僅有適合Windows操作系統(tǒng)的，也有Mac系統(tǒng)的電子教科書，如Google公司和Apple公司開發(fā)的特定教育工具，如文本編輯器（Text Editor）、數(shù)據(jù)管理（Data Management）、課程制作者（Course Builder）、講座下載（Lectures Download）等。從格式上來看，有數(shù)十種不同的電子格式，其中TEXT、HTML、CHM、PDF和EPUB是最常用的幾種格式[3]，且各種格式不斷地更新、完善并走向標(biāo)準(zhǔn)化。以EPUB為例，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到了EPUB3.0，相比前幾代產(chǎn)品，EPUB3.0不論是在互動性還是其他輔助功能上都比前幾代產(chǎn)品更強大。美國、韓國等都將EPUB3.0作為電子教科書的出版標(biāo)準(zhǔn)進行推廣。

在繼承和保留了前一階段電子教材一些特點的基礎(chǔ)上，這一階段的電子教材內(nèi)涵更豐富、形式更多元、功能更強大，其主要特征如下：

（1）更加注重知識的互動性

很多電子教科書允許更多地使用互動性和嵌入式媒體。教材成為教師和學(xué)生之間通信、留言、評論和反饋的平臺。師生之間、生生之間互相分享各種資料。教師可以借助電子教材的平臺，來指定學(xué)生分享信息。教師之間也可以在電子教科書的平臺上討論和探究問題。為了使教材能夠更好地更新，更多的電子教材編排者甚至鼓勵教師與學(xué)生對教材內(nèi)容和其他資料進行評估，并與教材編寫者和開發(fā)者進行溝通[6]。這些特性為師生、生生、教材開發(fā)者之間共同創(chuàng)造、共同分享提供了機會，使學(xué)習(xí)更具社交性，參與感更強[7]。

（2）操作功能更加強大

新一代的電子教科書開發(fā)了文本編輯的功能，并整合視頻、動畫、模擬以及插圖和設(shè)計等先進技術(shù)，如內(nèi)置詞典、音頻、視頻、交互式模擬軟件等以提升教材內(nèi)容的可讀性。同時，將測試問題、練習(xí)、期刊、調(diào)查、協(xié)作軟件插入到電子教科書中，更加有助于教師的教和學(xué)生的學(xué)。此外，互動式電子教科書還具有一些新的特點，諸如自動優(yōu)化排版、允許插入任何圖標(biāo)、方程式等非文字內(nèi)容等。電子教科書也具備了突出顯示、添加便條的功能，方便學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容進行標(biāo)注，并在數(shù)字文本中嵌入了廣泛的技術(shù)增強項目（TEI）和在線輸入項目，幫助教師了解學(xué)生已知的內(nèi)容。

（3）開放的多樣性

越來越多免費閱讀和多樣化的下載電子教科書平臺出現(xiàn)。開放、多樣化的電子教科書平臺促使教科書的內(nèi)容不斷更新，讓教師和學(xué)生可以依據(jù)各自不同的目標(biāo)對其進行進一步的加工，而這些都是傳統(tǒng)的紙質(zhì)教科書不能實現(xiàn)的。此外，當(dāng)這些具有富媒體和互動功能的電子教科書搭配流暢觸屏的個人移動智能終端或閱讀器時，電子教科書大范圍的使用就變成了可能。師生可以在移動智能終端上隨時隨地使用教材，拓展了傳統(tǒng)意義上的教室內(nèi)學(xué)習(xí)。各個學(xué)科的教學(xué)形式更加多樣，教學(xué)內(nèi)容更加豐富、可視性更強。

在各學(xué)科電子教科書中，視頻、照片、故事以及各種各樣的活動和在線模擬實驗，可以幫助學(xué)生學(xué)習(xí)并體驗不同學(xué)科的精彩，同時也拓展了學(xué)生的視野，使他們了解并體驗到各學(xué)科在日常生活中的應(yīng)用和價值。例如在Flexbook①的教學(xué)平臺上，每個學(xué)科都列出了學(xué)科內(nèi)容的大綱和互動式概念圖，將單元內(nèi)的所有主題組織成概念架構(gòu)圖，幫助學(xué)生了解學(xué)科內(nèi)概念的相關(guān)性。學(xué)生利用數(shù)位文本解釋主題概念，以選擇題自我檢測，在批判思考區(qū)進行有關(guān)主題的議題討論，通過動畫理解相關(guān)概念，在影片區(qū)觀看教師講解概念的影片。教學(xué)平臺的資源還能促進教師的專業(yè)養(yǎng)成，提供最新的科技知識，擬定教學(xué)計劃供教學(xué)使用。由于教學(xué)平臺強大的編輯功能，教師和學(xué)生都可以對教材進行重構(gòu)。通過對教材的重構(gòu)，個性化的學(xué)習(xí)環(huán)境得以建立。師生們不再僅僅是教材的使用者，而是教材的創(chuàng)新者，并逐漸成為參與教材重構(gòu)的重要力量。

三、展望：知識無疆界

電子教科書豐富的內(nèi)容打破了學(xué)校教育中學(xué)科和年級的限制，多種知識模塊和不同體系的知識可以在電子教科書中得以整合。電子教科書的使用也打破了學(xué)習(xí)的時空界限，無論何時何地，世界各地的學(xué)習(xí)者都可以在使用電子教科書的過程中，通過網(wǎng)絡(luò)平臺進行交流和學(xué)習(xí)。電子教科書的出現(xiàn)甚至模糊了教科書的界限，筆記本、書本、資料庫、教師的課堂等都可以囊括進方寸之間。

電子教科書從出現(xiàn)到使用，改變了傳統(tǒng)教科書的內(nèi)涵和功能。由于能夠獲得及時更新，知識體系不再固化，電子教科書不再是知識最權(quán)威的代表，而是代表有限度的權(quán)威。但在有限度的知識權(quán)威中，電子教科書呈現(xiàn)出優(yōu)質(zhì)的內(nèi)容、豐富的媒介性，加上越來越完備的技術(shù)支持，使得未來的電子教科書會讓師生擁有更好的使用體驗。

不僅如此，大數(shù)據(jù)的興起使得基于電子教科書對學(xué)生學(xué)習(xí)進行分析和預(yù)判成為可能，而這種分析和預(yù)判又使得電子教科書變得更為智能化。電子教科書可以依據(jù)學(xué)生的水平及其在使用教材中的表現(xiàn)，來為學(xué)生定制個性化的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方式。在使用電子教材時，學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)行為有了更多的選擇權(quán)和自主權(quán)。這使得在教育領(lǐng)域真正意義上的個性化教學(xué)和私人定制成為可能;這甚至可能會改變已經(jīng)存在了幾百年的班級授課制?；陔娮咏炭茣钠脚_，個性化教學(xué)和私人定制將會在未來的教育活動中得以實現(xiàn)。

不可否認，任何事物的出現(xiàn)、發(fā)展及其影響都會產(chǎn)生利弊，在使用電子教材的過程中，必須認識到電子教材本身存在的一些局限性。教材中豐富的互動功能可能會導(dǎo)致學(xué)生分心，成為影響學(xué)習(xí)的障礙;教材并不適用于基礎(chǔ)教育階段的所有學(xué)科和所有學(xué)生;有些學(xué)科還會面臨難以適用電子教科書教學(xué)的問題。更甚者由于電子教科書多媒體的音頻播放，點擊互動的便利操作，教師幾乎無需備課，甚至也不必思考如何教，原本要強化教師專業(yè)的電子教科書反而在弱化教師專業(yè)等等，這一系列問題值得我們在未來的教學(xué)活動中去探討和關(guān)注。

電腦、平板、手機等電子產(chǎn)品的發(fā)展，促進了電子教材從多媒體進化到富媒體。從最初的屏幕投影到電腦的存儲、展示和現(xiàn)在普遍使用的移動便攜閱讀，從靜態(tài)形式升級為交互式，從CD形式到文本添加超鏈接，再到各種交互功能的完善，電子教材的發(fā)展正走向優(yōu)質(zhì)、開放、互動、便捷和普適的多元時代。在未來隨著技術(shù)的進步，電子教科書的功能會越來越強大，使用也會更加廣泛。因材施教和個性化教學(xué)是人類幾千年來夢寐以求的教育夢想，在大數(shù)據(jù)時代電子教科書的發(fā)展和使用為這一夢想的實現(xiàn)提供了一種新的可能。

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（編輯：李曉萍）