義務(wù)教育信息科技課程教材數(shù)字化轉(zhuǎn)型的挑戰(zhàn)與展望

【摘 要】近年來數(shù)字化轉(zhuǎn)型已成為全球教育的主流方向，我國教育部不斷推動教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型。教育部《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中沒有提及教材編寫建議，教育部有關(guān)文件也明確提出，義務(wù)教育階段信息科技課程，國務(wù)院教育行政部門不組織編寫教材或指導(dǎo)手冊，這意味著義務(wù)教育信息科技課程要率先實施教材數(shù)字化轉(zhuǎn)型。本文從為何實施教材數(shù)字化轉(zhuǎn)型，信息科技教育面臨的困難與挑戰(zhàn)，以及義務(wù)教育信息科技課程教材如何進行數(shù)字化轉(zhuǎn)型三個方面，提出信息科技教材數(shù)字化建設(shè)與應(yīng)用構(gòu)想。

【關(guān)鍵詞】信息科技；課程教材；數(shù)字化轉(zhuǎn)型；數(shù)字教材

【中圖分類號】G436? ?【文獻標(biāo)識碼】A

【論文編號】1671-7384（2023）09-013-04

2022年4月教育部頒布《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》，我國義務(wù)教育信息科技課程面臨重大轉(zhuǎn)折發(fā)展時期，一是正式成為了國家課程，二是從信息技術(shù)更名為信息科技，三是課程標(biāo)準(zhǔn)中沒有提及教材編寫建議。2023年6月，教育部關(guān)于規(guī)范中小學(xué)教材管理的有關(guān)文件提出了明確要求，義務(wù)教育階段信息科技課程，國務(wù)院教育行政部門不組織編寫教材或指導(dǎo)手冊。縱觀我國中小學(xué)信息技術(shù)教育40年發(fā)展歷程，從1982年最初的計算機課程開始，無論是當(dāng)前作為國家課程的高中信息技術(shù)課程，還是2022年以前未納入國家課程實施的義務(wù)教育信息技術(shù)課程，教材都是課程實施中師生不可或缺的重要參考?！读x務(wù)教育課程方案（2022年版）》明確提出要“充分利用新技術(shù)優(yōu)勢，探索數(shù)字教材建設(shè)”[1]。那么，為何實施教材數(shù)字化轉(zhuǎn)型，義務(wù)教育信息科技課程教材形態(tài)如何進行數(shù)字化轉(zhuǎn)型，沒有紙介教材的信息科技課程如何實施，是當(dāng)前義務(wù)教育階段信息科技教育面臨的嚴(yán)峻問題與挑戰(zhàn)。

為何實施教材數(shù)字化轉(zhuǎn)型

數(shù)字時代科技新革命為中國式現(xiàn)代化發(fā)展帶來千載難逢的機遇，黨的二十大報告指出實施科教興國戰(zhàn)略，要“推進教育數(shù)字化”。教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心是促進全要素、全業(yè)務(wù)、全領(lǐng)域和全流程的數(shù)字化轉(zhuǎn)型[2]。教材建設(shè)作為國家事權(quán)，教材數(shù)字化轉(zhuǎn)型的必要性愈發(fā)突顯。

1.時代使然

信息時代的教育需求和挑戰(zhàn)共同推動了教材的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。首先，現(xiàn)代社會信息的快速增長和知識更新速度的加快，使得傳統(tǒng)紙質(zhì)教材在內(nèi)容更新和信息傳播方面出現(xiàn)了局限性。數(shù)字化教材可以快速更新和調(diào)整，以反映最新的科學(xué)技術(shù)和社會發(fā)展趨勢，從而保證教學(xué)內(nèi)容與時俱進。其次，信息時代對個性化、精準(zhǔn)化教學(xué)的需求日益增強。數(shù)字化教材具備個性化推送、智能適應(yīng)等特點，能夠根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和興趣推薦相應(yīng)的學(xué)習(xí)資源和路徑，有助于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高教學(xué)效率。此外，信息時代也對教育資源共享和教育公平提出了更高要求。傳統(tǒng)紙質(zhì)教材的分發(fā)和利用存在地域、經(jīng)濟等限制，而數(shù)字化教材則可以在互聯(lián)網(wǎng)上廣泛共享，讓更多地區(qū)和群體共享優(yōu)質(zhì)教育資源，從而促進教育公平。同時，未來教育趨向更加開放、協(xié)作、創(chuàng)新和自主，數(shù)字化教材的靈活性、開放性和智能性恰恰符合這一趨勢，不僅支持當(dāng)前教育改革，也為未來教育的發(fā)展增添了新的可能。

2.技術(shù)助推

數(shù)字技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新是教材數(shù)字化轉(zhuǎn)型的強大推動力。近年來，互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進技術(shù)的快速發(fā)展，為教材的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了強大的技術(shù)支撐。一是互聯(lián)網(wǎng)和云計算技術(shù)的普及使得教材內(nèi)容的存儲和傳播更加方便高效。無論是教師還是學(xué)生，都可以隨時隨地通過各種終端設(shè)備訪問所需的教材和學(xué)習(xí)資源。二是大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)的應(yīng)用為個性化和精準(zhǔn)化教學(xué)提供了可能。通過對學(xué)生學(xué)習(xí)行為和效果的數(shù)據(jù)分析，教材可以更精確地推薦適合學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容和方法。三是數(shù)字技術(shù)開拓了教材的多媒體表現(xiàn)手法，如虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實等，使得教材內(nèi)容更加生動、形象、直觀，有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和理解能力。

3.政策引導(dǎo)

政府政策的引導(dǎo)是教材數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要動因。黨中央高度重視教材工作與數(shù)字教材建設(shè)，2018年教育部發(fā)布《教育課程教材改革與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)工作專項資金管理辦法》，指出“開展數(shù)字教材等新形態(tài)教材的研發(fā)、試點和推廣”；2020年國家教材委員會印發(fā)《全國大中小學(xué)教材建設(shè)規(guī)劃（2019-2022年）》指出“教材建設(shè)要適應(yīng)信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合需要，滿足互聯(lián)網(wǎng)時代學(xué)習(xí)特性需求”。政府不僅通過政策引導(dǎo)，還通過資金支持、項目扶持等方式，推動了教材數(shù)字化轉(zhuǎn)型的實施。2023年教育部的教材管理文件中指出，國務(wù)院教育行政部門組織開發(fā)信息科技數(shù)字教育資源，經(jīng)審核通過后免費提供給各地教學(xué)使用。此外，教育界、科技界、出版界等社會各界也積極響應(yīng)和參與了這一轉(zhuǎn)型進程，各類教育科技公司、教育研究機構(gòu)等都在積極探索和實踐教材的數(shù)字化創(chuàng)新。

因此，面對義務(wù)教育信息科技課程不再出版紙介教材的現(xiàn)狀，研究高質(zhì)量義務(wù)教育信息科技數(shù)字教材的建設(shè)與應(yīng)用勢在必行。只有深入理解這一轉(zhuǎn)型的必要性，才能更好地把握其方向和路徑，推動教育的持續(xù)創(chuàng)新和發(fā)展。

數(shù)字教材研究的動態(tài)

從概念界定看，數(shù)字教材是指以國家教育行政部門審定通過的國家課程教科書為內(nèi)容基礎(chǔ)，并包含相關(guān)輔助資源、工具的用于教學(xué)活動的電子圖書。其開放性、互動性、智能化的功能拓展了紙質(zhì)教材邊界，為師生的教學(xué)活動提供了全新的學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)方式[3]。與此相關(guān)的關(guān)鍵詞聚類標(biāo)簽還包括電子教材、立體教材、電子書包、多媒體教材、智能化教材等[4]。當(dāng)前數(shù)字教材建設(shè)中也存在著諸如簡化為“電子文本”、等同于“多媒體資源庫”、異化為“答題教師”的問題[5]。

從整體布局看，數(shù)字教材學(xué)術(shù)研究歷程可追溯到信息技術(shù)應(yīng)用于教育的早期，近20年國內(nèi)外研究文獻數(shù)量整體處于增長狀態(tài)。2010年和2011年分別是國外和國內(nèi)相關(guān)研究主題與成果急劇增長時期，通過知網(wǎng)文獻檢索分析2023年數(shù)字教材研究仍呈上升趨勢。高等院校與教材出版社是數(shù)字教材研究的主體，國外以高校為主，國內(nèi)以高校與出版社合作為主。在學(xué)段劃分上高職院校成果居多，以“數(shù)字教材”為關(guān)鍵詞在知網(wǎng)檢索，僅有60篇主題與中小學(xué)直接相關(guān)?？梢姡瑪?shù)字教材是教材發(fā)展的必然趨勢，未來還需要關(guān)注研發(fā)、出版、評價、管理與有效使用等問題。

信息科技教材數(shù)字化轉(zhuǎn)型的困難與挑戰(zhàn)

依據(jù)2017版高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)，我國現(xiàn)有6套通過國家教材委員會審核的高中信息技術(shù)教材版本，其光盤和配套網(wǎng)站等數(shù)字化學(xué)習(xí)資源均依據(jù)對應(yīng)版本的紙介教材研發(fā)。而義務(wù)教育信息科技課程2022年新晉成為國家課程，尚不存在國家教材委員會審核通過的課標(biāo)教材版本，教材數(shù)字化轉(zhuǎn)型面臨著諸多困難與挑戰(zhàn)。

1.技術(shù)實現(xiàn)與資源整合

教材數(shù)字化轉(zhuǎn)型的首要挑戰(zhàn)是技術(shù)實現(xiàn)與資源整合。一方面，信息科技課程強調(diào)“科”與“技”并重，開發(fā)數(shù)字教材不僅要緊跟信息技術(shù)的發(fā)展，將這些技術(shù)的科學(xué)原理作為學(xué)習(xí)內(nèi)容進行融入，還需要將這些技術(shù)的操作、應(yīng)用融入教材的數(shù)字支撐平臺中。技術(shù)發(fā)展的更迭性、技術(shù)集成的復(fù)雜性、不同設(shè)備之間的兼容性問題，以及技術(shù)人員與教材編寫人員之間的溝通難題，都是在技術(shù)層面開發(fā)數(shù)字教材需要克服的困難。另一方面，資源的整合也是一大難題。教材的數(shù)字化不僅僅是將紙質(zhì)教材轉(zhuǎn)化為電子版，更需要與各種教學(xué)資源與動手實踐（如多媒體創(chuàng)作、編程調(diào)試、實驗操作等）有機結(jié)合，記錄學(xué)習(xí)操作過程并形成完整的教學(xué)體系。如何有效地整合各種資源，確保其在不同平臺和設(shè)備上的一致性和可用性，是一項復(fù)雜的工程任務(wù)。

2.教師和學(xué)生的適應(yīng)性

數(shù)字化教材的使用不僅改變了教材本身的形態(tài)，也深刻影響了教學(xué)方法和學(xué)習(xí)方式。對于許多教師和學(xué)生來說，這意味著他們必須學(xué)習(xí)和適應(yīng)全新的教學(xué)和學(xué)習(xí)模式。教師可能面臨如何利用數(shù)字教材進行教學(xué)、如何結(jié)合網(wǎng)絡(luò)資源開展教學(xué)創(chuàng)新、如何評估學(xué)生在線學(xué)習(xí)效果等問題。學(xué)生則需要學(xué)會如何利用數(shù)字化教材進行自主學(xué)習(xí)、如何與同學(xué)和教師在虛擬環(huán)境中有效溝通等。此外，沒有紙介教材，學(xué)生事必花費更多時間使用數(shù)字化終端，則會出現(xiàn)學(xué)習(xí)時長對學(xué)生視力、體質(zhì)健康是否有影響等問題。這些都要求教師和學(xué)生在技能、身心等方面進行相應(yīng)的調(diào)整以適應(yīng)。

3.教育公平與資源均衡

雖然數(shù)字化教材有助于教育資源的共享，但在實際推廣過程中，不同地區(qū)、不同學(xué)校、不同學(xué)生之間的資源和技能差距可能導(dǎo)致新的教育不均衡問題。例如，一些地區(qū)的學(xué)?？赡軣o法提供足夠的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、軟硬件設(shè)施等支持數(shù)字化教材的使用；部分教師可能因為培訓(xùn)不足而難以掌握數(shù)字化新教材的使用方法；一些家庭條件較差的學(xué)生可能無法在家中使用數(shù)字化教材進行學(xué)習(xí)、完成作業(yè)等。這些問題需要政府、學(xué)校、社會等多方共同努力，通過政策支持、資源投入、培訓(xùn)提升等方式，確保數(shù)字化教材能夠真正促進教育公平和資源均衡。

信息科技教材數(shù)字化建設(shè)與應(yīng)用構(gòu)想

義務(wù)教育信息科技教材數(shù)字化轉(zhuǎn)型是一項全新的、復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及多個層面的挑戰(zhàn)。不僅包含將紙質(zhì)教材進行數(shù)據(jù)化處理，將各類數(shù)字化教材進行結(jié)構(gòu)化加工，還包括建立教材內(nèi)容與學(xué)科知識圖譜的映射關(guān)系，以及在此基礎(chǔ)上采集與匯總學(xué)生使用紙質(zhì)教材、數(shù)字化教材過程中的各種行為數(shù)據(jù)[6]。從技術(shù)實現(xiàn)到教師和學(xué)生的適應(yīng)性，再到教育公平與資源均衡，每一個層面都需要教育者、政府、社會等多方共同努力和合作。這些挑戰(zhàn)也為我們提出研究方向，促使我們不斷反思和創(chuàng)新，推動教材數(shù)字化轉(zhuǎn)型不斷深化。

1.數(shù)字教材的設(shè)計基礎(chǔ)

以學(xué)生為中心進行數(shù)字教材的結(jié)構(gòu)、內(nèi)容及活動設(shè)計，確定設(shè)計策略，這是數(shù)字教材設(shè)計的基礎(chǔ)。

（1）建立螺旋上升的數(shù)字教材知識體系。依據(jù)義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)，以數(shù)據(jù)、算法、網(wǎng)絡(luò)、信息處理、信息安全、人工智能為課程結(jié)構(gòu)邏輯主線，按照學(xué)生的認知發(fā)展規(guī)律，統(tǒng)籌安排一至九年級各模塊的學(xué)習(xí)內(nèi)容。兼顧考慮學(xué)生在義務(wù)教育學(xué)習(xí)階段使用一個網(wǎng)絡(luò)空間賬號的可能，既要循序漸進學(xué)習(xí)，又要網(wǎng)狀聯(lián)結(jié)系統(tǒng)把握知識脈絡(luò)，基于此結(jié)合信息科技課程內(nèi)容持續(xù)發(fā)展、技術(shù)工具更新快、學(xué)習(xí)案例需求多樣、學(xué)習(xí)活動情境化等特征，明確教材的學(xué)科、范圍、主題、單元等學(xué)習(xí)內(nèi)容，確定數(shù)字教材的組織架構(gòu)和知識圖譜。

（2）設(shè)計主題學(xué)習(xí)活動群。主題學(xué)習(xí)活動通常包括創(chuàng)設(shè)主題情境、分析知識技能、設(shè)計活動支架、組織活動實施、開展活動評價等環(huán)節(jié)，依據(jù)學(xué)生認知水平和課程內(nèi)容特征設(shè)計活動任務(wù)，按照知識圖譜搭建主題活動環(huán)節(jié)之間以及主題活動之間的聯(lián)系，形成主題學(xué)習(xí)活動群，研究基于數(shù)字教材系統(tǒng)實施主題活動的路徑，在主題學(xué)習(xí)中提升學(xué)生知識建構(gòu)、問題解決能力，運用學(xué)習(xí)軌跡數(shù)據(jù)評價學(xué)習(xí)效果。

2.原型設(shè)計與技術(shù)實現(xiàn)

數(shù)字化教材建設(shè)要以教育新業(yè)態(tài)目標(biāo)為發(fā)展基礎(chǔ)[7]，服務(wù)教育新業(yè)態(tài)應(yīng)包含遞進的二個層級，一是數(shù)字化內(nèi)容資源和內(nèi)容產(chǎn)品體系，二是圍繞數(shù)字化教學(xué)提供全方位服務(wù)，包括同時滿足課前、課中和課后的教學(xué)服務(wù)平臺。因此數(shù)字化教材的原型設(shè)計與技術(shù)實現(xiàn)至關(guān)重要。

（1）創(chuàng)建數(shù)字教材的功能原型。選擇適當(dāng)?shù)脑O(shè)計原則和方法，確定數(shù)字教材系統(tǒng)的主要元素、功能模塊和內(nèi)容架構(gòu)等，結(jié)合知識體系和技術(shù)工具特征，設(shè)計數(shù)字教材功能，設(shè)計出有實用價值的數(shù)字教材。采用多媒體設(shè)計工具制作數(shù)字教材原型，呈現(xiàn)設(shè)計思路和主要功能。通過調(diào)研進行原型測試，進一步調(diào)整設(shè)計元素、增刪功能、改進用戶體驗等進行迭代優(yōu)化。

（2）數(shù)字教材的技術(shù)實現(xiàn)。根據(jù)原型設(shè)計，選擇合適的開發(fā)工具和平臺，綜合考慮跨平臺兼容性、加載速度、離線使用等問題，編程實現(xiàn)數(shù)字教材各項功能，特別要考慮作為信息科技課程學(xué)習(xí)內(nèi)容的數(shù)字化工具（如辦公處理、編程語言、人工智能、開源硬件等）與數(shù)字教材平臺有機融合。進一步設(shè)計一個或多個測試方案，收集用戶反饋，對原型進行修改和優(yōu)化。

3.創(chuàng)新應(yīng)用研究與實踐優(yōu)化

數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境為教學(xué)方式帶來了創(chuàng)新性改變，數(shù)字教材的創(chuàng)新應(yīng)用應(yīng)遵循教育教學(xué)理論和學(xué)習(xí)科學(xué)等原理方法，解決信息科技課程教學(xué)中的重難點問題，發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)，實現(xiàn)育人價值。

（1）梳理課程實施關(guān)鍵問題。數(shù)字時代的育人不是簡單傳授知識和提升知識傳授效率問題，而是涉及為未來世界培養(yǎng)具有適應(yīng)和超越能力人才的問題。因此需要不斷創(chuàng)新教育思想和教育方法，深入探索如何在數(shù)字環(huán)境下幫助學(xué)習(xí)者適應(yīng)和利用數(shù)字化機遇，實現(xiàn)“學(xué)會學(xué)習(xí)、學(xué)會共處、學(xué)會做事、學(xué)會做人”的教育目標(biāo)，是數(shù)字時代育人的關(guān)鍵[8]。運用教育學(xué)、心理學(xué)、計算機科學(xué)等跨學(xué)科理論，針對課程標(biāo)準(zhǔn)如何有效落實、學(xué)習(xí)內(nèi)容如何適應(yīng)科技發(fā)展、抽象概念和技能如何學(xué)習(xí)理解、學(xué)習(xí)活動如何激發(fā)能力、核心素養(yǎng)如何評價等問題，多角度梳理信息科技課程實施中的教學(xué)難點，分析成因，研究基于數(shù)字教材應(yīng)用實施的解決策略。

（2）創(chuàng)新教學(xué)模式。數(shù)字教材能記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)軌跡，為學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)提供支撐；它所呈現(xiàn)的開放性、交互性、直觀性、趣味性等特點，能有效彌補紙質(zhì)教材的缺陷。數(shù)字教材所具有的重要教學(xué)價值正回應(yīng)了新課程方案的要求[9]。研究針對不同教學(xué)內(nèi)容的數(shù)字教材應(yīng)用模式，如翻轉(zhuǎn)課堂、混合式學(xué)習(xí)、個性化學(xué)習(xí)、交互式學(xué)習(xí)、遠程學(xué)習(xí)等，對學(xué)生的接受度和學(xué)習(xí)效果的影響。研究如何設(shè)計更符合中小學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展需求和有利于教學(xué)模式創(chuàng)新的數(shù)字教材，如內(nèi)容的選擇、互動設(shè)計、反饋機制等。研究在數(shù)字教材應(yīng)用過程中，教師角色變化對教學(xué)的影響。倡導(dǎo)將“道法術(shù)器”理念融入教學(xué)創(chuàng)新，可以引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷原理運用過程、計算思維過程和數(shù)字化工具應(yīng)用過程，建構(gòu)知識，提升問題解決能力[10]。

4.編審規(guī)范和出版機制

數(shù)字化教材的編審規(guī)范要適應(yīng)數(shù)字時代發(fā)展趨勢，一要確保教材的質(zhì)量與適應(yīng)性，二要探索優(yōu)化數(shù)字教材的出版機制，滿足教材數(shù)字化轉(zhuǎn)型的迫切需求。

（1）研究數(shù)字教材編審規(guī)范。結(jié)合適應(yīng)未來社會、滿足教育者和學(xué)習(xí)者需求的數(shù)字教育發(fā)展趨勢，分析數(shù)字教材的特性，對比傳統(tǒng)教材的編審規(guī)范，研究適應(yīng)數(shù)字化教材編審規(guī)范的獨特要求，包括內(nèi)容質(zhì)量、互動設(shè)計、技術(shù)要求、導(dǎo)航和界面設(shè)計、可訪問性、數(shù)據(jù)追蹤和分析、版權(quán)和隱私、審讀和反饋等。

（2）研究數(shù)字教材出版機制。對比傳統(tǒng)教材研究并優(yōu)化數(shù)字教材的出版流程，包括需求調(diào)研、教材設(shè)計、內(nèi)容創(chuàng)作、設(shè)計與技術(shù)實現(xiàn)、教材編審、發(fā)布和發(fā)行、數(shù)據(jù)驅(qū)動、版權(quán)保護等環(huán)節(jié)。研究并設(shè)計義務(wù)教育信息科技數(shù)字教材的出版策略，滿足不同的教育需求和市場變化。通過流程分析、運營研究和市場調(diào)研等，基于實踐反饋不斷優(yōu)化出版機制。

綜上所述，義務(wù)教育信息科技課程面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。本文關(guān)注的義務(wù)教育信息科技教材的數(shù)字化轉(zhuǎn)型角度，只涵蓋了數(shù)字教材的設(shè)計、實現(xiàn)、創(chuàng)新應(yīng)用及編審規(guī)范和出版機制等層面，僅為信息科技教材數(shù)字化轉(zhuǎn)型研究提供參考，在實際操作層面可能會遇到更復(fù)雜的問題。希望未來引發(fā)更深入地探討數(shù)字教材的實際應(yīng)用效果，包括學(xué)生的學(xué)習(xí)效果、教師的教學(xué)改變、學(xué)校和社區(qū)的反饋等，藉此推動信息科技教育教材數(shù)字化轉(zhuǎn)型進一步深化。

參考文獻

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作者單位：天津市教育科學(xué)研究院

編? ?輯：盧秋紅