地理數字教科書開發：優勢、挑戰與對策

王曉晴

摘 要：數字教科書是信息技術革新對教科書領域影響的產物，地理數字教科書開發有著獨特的優勢，同時也有挑戰。地理數字教科書開發應用人才隊伍薄弱;地理數字教科書開發存在短時性機制缺位;地理數字教科書開發成本較高;地理數字教科書開發存在認識分歧。針對這些問題，文章提出加強地理數字教科書研究、培養地理數字教科書相關人才等對策。

關鍵詞：地理數字教科書;開發;挑戰;對策

隨著信息技術的發展，電子書包、網絡學習互動平臺等數字化學習工具走進教學，美國、韓國、日本、新加坡等國家的中小學率先提倡并使用電子書包進行教學。在此背景下，數字教科書從擔當紙質教科書的補充走向獨立，成為顛覆教科書定義的新生事物。目前，地理數字教科書研究的相關文獻較少，地理電子書包、電子教材等相關概念提出已有十幾年時間，但后續研究沒有很大突破，地理數字教科書領域整體呈現實踐先行、理論后置的狀態。在實踐倒逼的形勢下，地理數字教科書開發研究已提上日程。雖然地理教科書與地理電子書包、地理電子教材的概念密切相關，但并不完全等同。嚴格意義上說，地理數字教科書的概念范圍小于地理電子書包并區別于地理電子教材，一方面，地理數字教科書的限定范圍更為嚴格，另一方面，數字教科書在教科書數字化時代具有一定權威性，但其權威性相對于紙質教科書會有所弱化。因此，地理數字教科書開發根植于地理電子書包、地理教學互動平臺和地理電子教材，又具有其特殊性。

一、地理數字教科書開發的優勢

1.地理學科特征有利于教科書的數字化開發

地理學科具有區域性與綜合性[1]，這使得地理教學過程中需要大量的地圖、統計圖、示意圖以及景觀圖等來輔助教學。自然地理知識的跨年代性、區域地理知識的跨空間性和人文地理知識的邏輯性對學生施加的思維壓力可以在地理數字教科書中得到一定的解決，地理數字教科書的直觀性優勢使其在運用中會減少由于地理知識的抽象性帶來的學習難點。因此，地理教育領域對地理數字教科書的開發有著現實需求。

2.地理數字技術為地理數字教科書提供資源保障

地理數字技術的發展對地理教育領域產生了持續而深遠的影響，“3S”技術等地理數字技術被更多地運用于中學地理教學中。地理數字教科書在開發過程中需要配合大量的圖片、聲音、視頻，這些資源中的很大部分都可以從現有的地理軟件中進行采集并運用地理信息系統進行處理，實時數據經過平臺篩選可以源源不斷地滿足地理數字教科書更新的需要，最大程度地發揮地理數字教科書的時效性優勢。

3.地理電化教育發展成為地理數字教科書開發的土壤

新世紀教育信息化浪潮改變著地理教育領域的方方面面，如今在我國大多數城市的中學都配有多媒體教室，條件較好的學校每個班級都配有多媒體教學設備。雖然沒有達到每所學校的每個學生均配有移動設備的程度，但是多媒體教學已然融入了學校教學。在此過程中，地理電化教育軟件在適應中學課程布局調整與中學地理教學環境變化中逐步走向成熟，地理數字教科書不僅可以建立在地理電化教育硬軟件設備的基礎上進行深度開發，還可以借鑒地理電化教育的經驗教訓，站在一定的理論高度上有方向地出擊。

4.現代網絡技術為地理數字教科書開發提供基礎支撐

從3G到4G再到如今5G商用牌照的頒發，移動通信技術發展突飛猛進。5G技術高數據速率、延遲縮短、節省能源、系統容量大以及允許大規模設備連接的特征將會使人們的生活發生翻天覆地的改變。在這樣的背景下，教育領域也將產生巨大變革，地理數字教科書在使用過程中群體數量大，對設備和網絡質量要求高，地理數字教科書開發程度越深入產生的數據越多。5G技術可以為地理數字教科書深度開發提供保障，同時，可提升數字教科書使用地點的靈活性。

二、地理數字教科書開發面臨的挑戰

1.地理數字教科書開發及應用人才隊伍薄弱

（1）地理數字教科書開發人才缺乏。相比單純的地理教科書編寫人才和數字技術開發人員，地理數字教科書開發所要求的人才是二者的結合，其人才培養難度較高。將這兩種人才納入地理數字教科書開發團隊可以解決一定的問題，但不是地理數字教科書開發人才組合的最佳形式。培養同時具有地理教育綜合素養和數字教科書開發技術素養的復合型人才是數字地理教科書開發的長遠之計。由于時代限制，地理數字教科書編寫人員的地理教育背景大多以使用紙質教科書為主，而許多數字教科書開發人員的地理教育素養未能達到編寫地理教科書的要求，因此，短時間內培養復合型人才的難度較大。將這兩種人才進行組合仍是地理數字教科書開發團隊的主要人才結構。隨著地理數字教科書的發展，“數字土著”一代會有效地改善這樣的情況[2]，但在此之前人才組合問題會一定時期內存在。

（2）地理數字教科書科研人員較少。總體來說，我國高校專門從事地理教育研究的人員缺乏、地理教育相關學術型研究生數量較少，受導師數量不足以及其他諸多原因的影響，地理教育的博士點數量較少，這使得許多地理教育領域想繼續深造的碩士研究生被迫將目光轉向其他的學科領域。與此同時，與地理數字教科書開發密切相關的電化教育研究過于集中于一兩所高校，沒有形成廣泛分布或集團性的研究重鎮。在每一個成熟的學科領域中，科研都是實踐的利劍，地理數字教科書研究人員的缺乏是阻礙地理數字教科書開發的重要因素之一。

（3）地理教師熟練運用數字教科書尚有難度。地理數字教科書開發的另外一大阻礙是地理教師熟練運用數字教科書尚有難度。不可否認，許多地理教師在教育信息化變革中開始嘗試地理信息化教學，運用電化教育設備輔助地理教學并進行地理微課制作，但是其課程安排是基于紙質地理教科書的，傳統的師生關系、課程與教學的關系、教科書與使用者的關系沒有顯著的、根本性的變化，紙質地理教科書的權威性以及應試教育的背景導致地理教師對紙質地理教科書的使用粘性。地理教師自身的教育與工作背景導致其使用地理數字教科書的難度較大。

2.地理數字教科書開發存在短時性機制缺位

相比于傳統的紙質地理教科書，地理數字教科書是新鮮事物，其開發不可避免地存在短時性機制缺位。首先，地理數字教科書研發標準缺位，包括內容審定標準、數字教科書編程標準、出版發行標準的缺乏等[3];其次，地理數字教科書監督機制缺位，包括數字教科書質量檢測、學校準入制度缺乏等;最后，地理數字教科書反饋機制缺位，從表面來看，數字化教科書在使用過程中會產生很多數據，這有利于進行大數據分析并獲得數字教科書的使用反饋，然而在數字教科書開發初期所產生的數據反饋很難具有代表性，而且數據并不是反饋環節的全部內容，成熟的反饋機制需要政策的引領與機制的建立，但很明顯地理數字教科書的反饋機制還沒有建立起來，這導致地理數字教科書的開發一定程度上會依賴前期推測，導致科學性不足。

3.地理數字教科書開發成本較高

數字教科書在推廣與使用過程中需要大量配套硬件設施，平板電腦、電化教室、寬帶鋪設等需要大量資金[4]。除了硬件配套之外，地理數字教科書開發與使用過程中需要地理數據的配合，這些數據的提供都依賴于地理數據分析部門、地理教育研究部門、地理信息軟件開發企業的支持，其中涉及大量的人才成本與信息共享成本。雖然這些費用通過國家的教育支出會得到一定支持，但是要短時間內普及到全國廣大地區的各級學校仍然有很大難度。

4.地理數字教科書開發存在認識性問題

地理數字教科書的開發存在爭議。數字教科書開發過程中不只是存在支持者的聲音，還有許多反對者的聲音。反對的理由不盡相同，主要有以下幾個方面：首先，非“數字土著”學生不適應數字教科書的使用，更喜歡使用紙質教科書;其次，過于形象化的地理數字教科書不利于學生抽象思維與符號分析能力的培養;再次，以虛擬數字代替實物違反人的自然天性，不利于學生的身心健康;最后，個性化的數字教科書與學習時間的自由化會增加教師的工作負擔。郭峰濤基于Q 方法對地理教師使用電子書包的認知態度進行了研究，比較使用和未使用“電子書包”的地理教師對電子書包的態度差異[5]。這些研究某種程度上揭示了地理數字教科書開發應用過程中存在爭議。

相比其他學科，地理數字教科書開發重視程度較低。地理數字教科書的開發首先會受地理學科大環境的影響;地理學科相比于語文、數學、外語等學科而言受重視程度較低，這是我國以及許多其他國家中學教育階段的實際情況。對地理學科的錯誤定位導致地理教育革新較為艱難，作為地理學科的數字教科書的開發勢必會受到一定影響。同時，地理學科受傳統文理分科模式的影響，學生群體較少，導致地理數字教科書的市場相比其他學科較小，這會大大影響相關企業優先開發地理數字教科書的動力。

三、地理數字教科書開發的對策

1.加強地理數字教科書研究

地理數字教科書開發實踐需要更多的研究支持，首先，可以增加地理數字教科書相關研究項目的立項，如進行地理數字教科書運用研究，對地理數字教科書環境下的初中地理教學設計進行思考，還可以進行地理數字教科書開發的技術性研究、可行性研究等，增加高質量的立項既可以吸引相關科研人員對該領域的關注，又可以使研究資金有所保證。其次，召開相關議題的學術會議，促進地理數字教科書研究者的相互交流，尋找有價值的研究點，與此同時，在地理教育領域雜志中增加地理數字教科書研究的相關專題、專欄，激發研究者的靈感與積極性。最后，鼓勵高校建立地理數字教科書研究課題組，運用團隊協作的力量促進地理數字教科書學術創新，推動地理數字教科書研究，不僅為其開發提供及時的理論支持，還可以為其未來的發展指引方向，繪制路徑。

2.培養地理數字教科書相關人才

地理數字教科書開發應用的人才是促進其發展的不竭動力。在地理數字教科書開發的過程中不斷優化數字教科書研發團隊的結構，增加電子書包使用者、海外數字地理教科書編寫者以及具有地理教育背景的電化教育技術開發人員在編寫團隊中的比重，可以使地理教科書更快地適應數字化教育的土壤，增加適用度與靈活性。充分利用其他學科數字教科書編寫人才和紙質地理教科書編寫人才，對在崗地理教師、地理師范生進行數字教科書教育與培訓，在培養其地理數字教科書運用技能的同時，提升其對地理數字教科書的思想認識。

3.促進地理數字教科書技術創新

促進地理數字教科書技術創新，可以很好地解決該領域存在的教師負擔增加的爭議問題。地理數字教科書與人工智能的結合，可以保證學生在第一時間得到學習反饋，同時減輕教師處理個性化作業的壓力，以及隨時處理問題的負擔。進行地理教科書周邊開發，如地理數字教科書配套實物開發;地理數字教科書相關活動開發，人機互動裝置開發以及相關動漫文化建設等，這不僅可以增加學生學習興趣，也使地理數字教科書更加人性化，符合學生的自然天性。當下關于AR技術與3D全息投影技術在地理課堂應用的探討日益增多[6]，移動設備上有越來越多的教育APP被開發出來，這使得地理數字教科書的開發擁有了技術與軟硬件基礎[7]，技術的成熟與創新使得地理數字教科書未來可期。

4.借鑒紙質地理教科書開發經驗

在紙質教科書編寫體制中已經形成了較為成熟的開發、監督與反饋機制，在開發團隊中利用紙質教科書編寫人才只是借鑒經驗的一個方面，在數字教科書編寫機制中要借鑒紙質地理教科書編寫機制，以及國外地理教科書開發的相關經驗，紙質地理教科書在近百年的發展過程中已經形成了成熟的更新機制，但由于紙質書印刷周期較長，其變革速度相對緩慢，地理教學長期依賴教師更新熱點內容，利用數字技術更新換代的快速性特點可以不斷地推翻與建立新的地理教科書編寫機制。有益的政策與研究會縮短機制缺位的時間，否則短時性缺位會向長期性發展。

5.建設地理數字教科書使用試點

地理數字教科書使用試點建設是推進其不斷發展的關鍵一步。我國幅員遼闊，學校眾多，不同地區的學校有著不同的特征。在考慮經濟與政策允許的情況下，選取具有典型代表性的學校作為數字教科書使用試點十分重要。理論的推進需要實踐的探索，地理數字教科書使用試點不僅可積累經驗，還可以成為宣傳示范點。

美國斯坦福建校125周年第一場學術會議的主題是“教學大思維”，這體現了新世紀跨學科學者研究教育問題的潮流。在信息技術發展以及新世紀強調知識、能力、價值觀三位一體教育觀的背景下，地理數字教科書的關聯性、開放性和綜合性特征符合新世紀教育的思想主流[8]，因此，地理數字教科書的開發勢不可擋，積極應對并優化地理數字教科書開發環節將會對當下與未來的地理教育產生積極的影響。

參考文獻：

[1] 袁孝亭. 地理課程與教學論[M]. 長春：東北師范大學出版社， 2006.

[2] 陳琳，陳耀華.以信息化帶動教育現代化路徑探析[J].教育研究，2013（11）：114-118.

[3] 王潤，張增田.數字教科書的問題診斷與防治路徑[J].課程·教材·教法，2018，38（09）：80-86.

[4] 柳紫郁. 中學地理教科書數字化出版策略研究[D].長沙：湖南大學，2015.

[5] 郭鋒濤，段玉山.基于Q方法的電子書包認知比較研究——以上海市地理教師為例[J].電化教育研究，2015，36（08）：73-79.

[6] 李旭.芻議AR技術在中學地理教學中的應用[J].地理教育，2019（02）：7-9.

[7] 張洪珍，劉彩梅.Pad教學與“圍坐式學習社區”深度融合的課堂探究[J].地理教育，2018（04）：49-50.

[8] 趙志明.重新定義教科書——數字教科書的形態特點與發展[J].課程·教材·教法，2014，34（03）：38-42.