數字教材助力課堂教學變革

周國華

人教數字教材是依據國家課程標準，以紙質教材為藍本，針對信息化環境中教與學的新需求，以提高教師教學和學生學習效果，發展學生核心素養為目標，利用互聯網、數字媒體、大數據等技術手段，融教材、數字資源、學科工具、應用數據于一體的立體化教材。數字教材的設計與開發，基于現代課程教學理念與教學策略，真正體現了信息技術在教育目標、課程內容、教學方式上的全方位和系統性融合。在當前教育現代化發展背景下，數字教材作為未來的新形態教材類型，可以承擔引領基礎教育中小學課程教學發展變革的重任^[1]。在后疫情時代，人教數字教材作為互聯網環境下的教材新形態，可為廣大師生提供豐富的優質教育資源和線上線下混合式學習的技術支持，探索出更多數字教材融合應用的教學模式。

一、課程資源豐富，多媒介交互運用，滿足課堂教學需要

一節好課，往往需要教師結合實際，利用相關教學資源（課程資源），巧妙創設情境，引導學生經歷建構知識、運用知識、解決問題、創造價值的過程，通過意義建構的方式獲得知識，培養能力。可以說，豐富的課程資源，是廣大教師提高課堂教學實效的重要基礎。

那么，當前的課程資源能否完全滿足教師的課堂需求呢？經過調研，我們發現，許多學科在課程資源建設和應用方面存在一些比較突出的問題。一方面，由于紙質教材版面和篇幅限制，承載文字和圖片信息有限，只能為教師提供課堂講授和演示的有限課程資源，無法滿足更多的課堂拓展和延伸學習需求;另一方面，新課程強調自主、探究的學習理念，教學需要更多適合學生自主學習、師生互動交流、創造學習情境等體現新課改理念的課程資源，而教師所能獲得的這類課程資源有限，不能很好地滿足課堂教學需要。

數字教材作為依托課程標準、以紙質教材為藍本的立體化教材，在課程資源建設方面具有明顯的優勢。首先，數字教材以紙質教材為藍本，不僅用電子書的形式原版原式地呈現了教材內容，還利用相應的技術手段，內嵌了多種形式的課程資源，包括文字、圖片、視頻和交互式動畫等。這些資源中的文字和圖片等，主要是對教材知識點的補充說明和對教材活動內容的拓展延伸。教師在課堂上可以通過講授、演示或組織學生研討交流等方式，幫助學生充分認識和理解學科基本概念、基本原理。同時，視頻和微課等課程資源，為學生創設了學習情境。教師依托這些資源，可以開展多種形式的體驗性教學活動，引導學生經歷知識的形成和建構過程;交互式動畫類課程資源，則能夠實現學生、教師和教材之間的互動，形成多維度的反饋與評價，是教師課堂設計探究活動、展示交流的有力支撐。其次，借助數字教材平臺，這些課程資源具備了多媒體化的表達呈現方式，能夠實現在聲音、圖形、動畫、視頻等媒體素材基礎上的組合編排與使用，不僅可以直觀、明確且富有啟發性地呈現教學內容，而且有助于教師在課堂教學過程中結合自身特點和學生生活體驗，構建超越教材、與學生現實生活充分聯系的“真情境”“大任務”，全面培養學生的核心素養。

例如，人教版初中地理數字教材結合課文內容擴展了許多視頻和交互式動畫資源。課堂上，教師利用情境演示視頻（動畫）幫助學生建構直觀認知空間與區域特點的真實情境，幫助學生感受和體驗區域條件與發展狀況，思考區域發展的區位因素;借助互動練習即時把握學生的學習情況，為學生學習的鞏固提升提供幫助。圖1顯示的是人教版七年級上冊地理數字教材中等值線判讀的交互式動畫。課堂教學中，教師可以引導學生點擊圖中等溫線，逐步認識等溫線的含義、不同線狀特點表達的意義和等溫線模式圖的判斷方法等，讓學生在感受圖形和相應等值線相關屬性的過程中，培養學生綜合讀圖思考的能力，提高課堂教學的有效性。

二、內容體系立體化，加強跨學科學習的綜合育人功能

新一輪義務教育課程標準重視課程綜合，強調跨學科協同育人。當前課堂教學中，紙質教材限于教材特點，在跨學科學習的綜合育人方面支持有限。一些教師在課堂上往往只能結合本學科的知識內容，依靠自身綜合知識，簡單介紹和說明其他跨學科知識和內容，淺嘗輒止，無法真正實現跨學科融合、綜合學習的育人目標。

為改變這種單學科教學在綜合育人上的不足，學界提出了主題實踐活動、研究性學習等多種綜合學習方式。在實際教學應用中又由于過分強調綜合實踐，而忽視了教學的學科屬性，許多學校的這類綜合學習課程在具體實施中缺乏相關學科知識的引領，課堂學習過多強調游戲、活動和體驗等，缺乏學科綜合和知識體系的提煉，無法真正達到課程育人的目的。

針對這些問題，我們在設計數字教材時，十分注重數字教材立體化內容體系的建設，不僅站在教材學科立場上選擇有關課程內容，還站在學生認識發展規律的立場，設計跨學科主題學習內容，為課堂教學中師生開展跨學科知識融合互聯、跨學科主題實踐活動、研究性學習等提供內容支持和技術保障。

首先，教師可以利用數字教材提供的跨學科課程資源，設置多種形式的學習情境，引導學生在情境中綜合運用學科知識和學習體驗，多角度思考，培育跨學科素養。其次，從技術形式上看，數字教材及其平臺的多媒體素材和技術功能，有利于學生信息素養與學科融合學習能力的培養。利用數字教材平臺，學生可以查詢、收集、分析、評價與使用高質量的互聯網信息，這為他們完成開放程度更高、情境更綜合的跨學科學習任務提供了可能。最后，從跨學科課程內容來看，數字教材的豐富資源有利于改進主題實踐活動、研究性學習等需要落實跨學科學習要求的專題教學，促進多學科的知識拓展和交叉融合。

例如，人教版初中生物學七年級下冊第六章第一節“人體對外界環境的感知”中的“眼和視覺”部分，主要是讓學生通過學習掌握人眼球的基本結構及其功能、視覺是怎么形成的等內容。數字教材依托紙質教材的圖片，配套了一些視頻、動畫等資源（如圖2），巧妙地將物理學中有關光的折射、光的反射和透鏡成像原理等知識融入上述內容的學習過程，培養學生從生物學和物理學視角認識事物的意識，嘗試綜合運用跨學科知識學習和解釋生活現象，在提高學生綜合學習效率的同時，加強跨學科學習的綜合育人功能。

三、開展探究性教學，為實現課堂深度學習創造條件

作為富媒體平臺，數字教材突出的優勢還在于方便教師開展探究性學習。數字教材基于紙質教材的內容設計特點，匹配了豐富的師生互動、生生互動和跨平臺互動的課程資源與技術功能，為加強探究性教學、實現課堂深度學習創造了條件。

針對物理、化學和生物等實驗性特點突出的學科，數字教材為課堂教學提供了許多便于開展體驗實踐的實驗設計，教師可以依托數字教材，為學生模擬實踐體驗的真實情境，讓學生在做中學，經歷建構知識、體驗運用的過程;歷史、地理等學科，涉及時間和空間跨度大，學生難以理解的知識和內容比較多，數字教材則設計了許多互動性探究活動，方便教師在課堂上開展探究性教學;對于數學學科，數字教材構造了一些可交互的數學實驗環境，通過互動資源、數學工具等手段，引導學生主動參與，為學生提供充分自主的思考和探究空間，幫助學生探索知識、理解知識、應用知識，使得數學實驗成為可能^[2]。

教師可以充分利用數字教材的這些優勢，在課堂上引導學生探究、合作，對相關內容和知識進行自主學習、深入探究和小組交流，實現課堂的深度學習。例如，學習初中數學九年級“用頻率估計概率”相關內容時，教材指出：在用列舉法求一些事件的概率時，可以利用多次重復試驗的方法，通過統計試驗結果來估計概率。傳統課堂上，教師往往通過組織學生拋擲硬幣等活動，引導學生參與體驗、探究規律，在實際操作中，由于時間和場地等因素限制，這類活動演示的次數有限，數據量不夠大，有些規律難以準確體現，學生往往有一種“真的是這樣的嗎”的疑惑。為解決這個問題，教師可以利用數字教材配套的學科工具（GeoGebra動態數學軟件），為學生創設一個交互試驗活動，引導學生利用動態數學軟件產生隨機數的方法進行模擬，通過靈活選擇同時拋擲硬幣的枚數（1枚、2枚或者3枚）以及拋擲方式（一次一次地拋擲，或者連續拋擲），快捷地進行多次（大數量）重復試驗，讓學生在自主操作中體會隨機試驗中頻率的隨機性以及大量重復試驗中概率的穩定性，真正理解通過大量重復試驗，可以用頻率估計概率。

四、豐富的數字交互功能，實現教—學—評一致性的教學統整

新課改提出全面推進基于核心素養的考試評價，強化考試評價與課程標準、教學的一致性，促進教、學、評有機銜接，提倡通過評價實現教與學的統整，引導教師基于學生學習的思路進行教學設計。這是因為，教師教的思路往往是從已知到已知的過程，教學邏輯呈現的方式往往是“成人化的”，是成人操作、選擇、確定和組織內容。學生的學習思路則是從未知到已知，是以學生身心發展為依據、符合學生認知規律和學生接受度的學習邏輯。課堂教學中，“教”是為了“學”，實現教—學—評一致性的教學統整，根本是要遵循學生學習思路，在思考如何開展教與學活動之前，先努力思考此類學習要達到的目的，以及哪些證據能夠表明學習達到了目的，從學習結果出發逆推學生學習過程，逆推教師教學活動，再逆推所需教學資源。

數字教材遵循這樣的邏輯，依據學科特點，匹配了豐富的數字交互功能，包括結合教學內容設計的課堂練習、課后習題等交互式動畫，配合數字教材平臺互動的授課工具，為課堂教學中達成學習目標、實現教學活動與評價一致性創造了條件。

例如，語文新課標強調落實單元語文要素，統編小學語文教材五年級上冊第二單元的語文要素之一是“學習提高閱讀速度的方法”，并在單元課文后面的練習題中細化了這些語文要素（如圖3）。數字教材將這些課后練習題設計成交互式動畫。課堂上，教師能夠非常方便地將這些課后練習轉化成課堂學習活動，通過師生互動，落實單元語文要素的學習要求。在這個過程中，教師借助互動練習活動反饋的評價結果，充分認識到學生真實的學習情況，進而反思自己的教學設計，很好地解決了教師對教學存在的目標把握不準、教學內容不明確、教學評價隨意化等問題，充分體現教、學、評的有機銜接，體現了新課改下培養學生核心素養的理念。

此外，數字教材作為信息時代的教材新形態，在教材頁面之外，還提供了專門的課件與評價等接口。教師可以自主編制課件或習題，并在備課時將已有習題輕松插入數字教材中。這樣可以通過特定問題迅速獲取反饋，確定學生對某一知識的前概念認知，深度參與學生思維活動，提高課堂教學效率。

五、對數字教材未來發展及其應用的展望

（一）對數字教材研發的未來展望

首先，加強對數字教材建設與新課標、紙質教材的關系研究，創設更符合新課改要求的數字教材資源體系。教材立場是數字教材的基本堅守，數字教材對于實現培養目標的作用沒有改變。當下，如何研發“培根鑄魂、啟智增慧”的精品數字教材，成為新時代數字教材建設的核心議題。

其次，依照課標和紙質教材拓展數字教材的內容和功能，擴大教材資源的覆蓋度，盡可能多地為教材中的圖文創造超鏈接熱區，做紙質教材的有益補充，在確保資源內容和數字信息安全的情況下開放性地引入豐富的教育資源和應用工具。

再次，充分發揮廣大教師和學科教研員的智慧，結合教學應用，根據學生思維特點和認知心理，確定內容與技術的最佳整合方式，進一步優化技術功能，打造數字教材精細化指導教學、提高課堂效率的課程體系和平臺。

最后，隨著技術的不斷升級，數字教材的內容更新和組織方式也會發生變化，將更加適合呈現學科最新研究成果，保持數字教材與學科內容與時俱進，從相互獨立、線性排列、標準統一逐步走向多元化、高度集成性、個性化、交互性、智能化。

（二）數字教材教學應用的進一步展望

第一，加強數字教材教學探究，借助應用數據深入促進數字教材質量的提升以及更大范圍的落地應用，充分利用數字教材在全國各地的規模化應用開展實證研究。從已有應用數據來看，盡管廣大師生對于數字教材充滿熱情與期望，但就其實際來說，現有的應用并沒有從根本上推動傳統教學模式、學習方式以及評價機制的轉變^[3]。到底如何使用數字教材才能真正賦能課堂教學，還需要進一步的研究與實踐探索。例如，充分利用義教統編三科的規模化應用優勢開展核心素養指向的應用研究，小學數學依托數字教材資源開展探究式教學的研究……從理論和實踐兩個方面全面示范，為廣大教師提供參考和借鑒，引領數字教材區域規模化教學應用，為全面推進教學改革做出貢獻。

第二，打造教學應用服務體系，加大數字教材應用培訓力度。高質量的數字教材并不必然帶來高質量的課堂教學，教師的應用意愿、資源整合能力、教學范式轉換水平等對數字教材價值的發揮起著關鍵性作用。因此，打造教學服務體系，利用課程體系強化教師教學應用培訓，增強教師的信息素養與數字化教學能力，能為提升教師數字教材課堂教學應用效度提供基礎和保障。例如，常態化開展翻轉課堂教學的學科，課堂上學生的主體地位日顯突出，課堂學習活動環環相扣，相互聯系，真正促進了學生思維和情感的發展，對教師融合數字教材與學科教學的信息化能力和素養要求比較高。因此，數字教材應用培訓要符合教師教學需求，才能有效解決這些問題，大力提升課堂教學效果。

檢驗數字教材質量的主戰場在課堂。數字教材的教學適用性如何，教學對數字教材提出怎樣的要求，未來數字教材如何更好地利教利學，都是我們進一步開展數字教材教學應用的重要方向和關鍵內容。

注：本文系國家出版融合重點實驗室、人教數字教育研究院規劃課題“‘雙減背景下的數字教材學科教學應用策略研究”（課題批準號：RJA0122003）的階段性研究成果。

參考文獻

[1] 王志剛.構建以數字教材為內容核心的服務教育新業態[J].科技與出版，2019（11）：12-17.

[2] 李宇韜.面向深度學習的小學數學多技術融合教學模式的構建[J].中小學數字化教學，2021（9）：29-32.

[3] 袁華莉，王珺燕，李如意.我國中小學數字教材應用現狀調研及建議[J].中小學數字化教學，2020（7）：13-17.

（作者系人教數字出版有限公司解決方案事業部高級編輯，高級教師）

責任編輯：孫建輝