義務教育信息科技課程教材數字化轉型的挑戰與展望

【摘 要】近年來數字化轉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字化轉型。教育部《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》中沒有提及教材編寫建議，教育部有關文件也明確提出，義務教育階段信息科技課程，國務院教育行政部門不組織編寫教材或指導手冊，這意味著義務教育信息科技課程要率先實施教材數字化轉型。本文從為何實施教材數字化轉型，信息科技教育面臨的困難與挑戰，以及義務教育信息科技課程教材如何進行數字化轉型三個方面，提出信息科技教材數字化建設與應用構想。

【關鍵詞】信息科技；課程教材；數字化轉型；數字教材

【中圖分類號】G436? ?【文獻標識碼】A

【論文編號】1671-7384（2023）09-013-04

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

為何實施教材數字化轉型

數字時代科技新革命為中國式現代化發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略，要“推進教育數字化”。教育數字化轉型的核心是促進全要素、全業務、全領域和全流程的數字化轉型[2]。教材建設作為國家事權，教材數字化轉型的必要性愈發突顯。

1.時代使然

信息時代的教育需求和挑戰共同推動了教材的數字化轉型。首先，現代社會信息的快速增長和知識更新速度的加快，使得傳統紙質教材在內容更新和信息傳播方面出現了局限性。數字化教材可以快速更新和調整，以反映最新的科學技術和社會發展趨勢，從而保證教學內容與時俱進。其次，信息時代對個性化、精準化教學的需求日益增強。數字化教材具備個性化推送、智能適應等特點，能夠根據學生的學習情況和興趣推薦相應的學習資源和路徑，有助于調動學生的學習積極性，提高教學效率。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。傳統紙質教材的分發和利用存在地域、經濟等限制，而數字化教材則可以在互聯網上廣泛共享，讓更多地區和群體共享優質教育資源，從而促進教育公平。同時，未來教育趨向更加開放、協作、創新和自主，數字化教材的靈活性、開放性和智能性恰恰符合這一趨勢，不僅支持當前教育改革，也為未來教育的發展增添了新的可能。

2.技術助推

數字技術的發展與創新是教材數字化轉型的強大推動力。近年來，互聯網、云計算、大數據、人工智能等先進技術的快速發展，為教材的數字化轉型提供了強大的技術支撐。一是互聯網和云計算技術的普及使得教材內容的存儲和傳播更加方便高效。無論是教師還是學生，都可以隨時隨地通過各種終端設備訪問所需的教材和學習資源。二是大數據分析和人工智能技術的應用為個性化和精準化教學提供了可能。通過對學生學習行為和效果的數據分析，教材可以更精確地推薦適合學生的學習內容和方法。三是數字技術開拓了教材的多媒體表現手法，如虛擬現實、增強現實等，使得教材內容更加生動、形象、直觀，有助于提高學生的學習興趣和理解能力。

3.政策引導

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

因此，面對義務教育信息科技課程不再出版紙介教材的現狀，研究高質量義務教育信息科技數字教材的建設與應用勢在必行。只有深入理解這一轉型的必要性，才能更好地把握其方向和路徑，推動教育的持續創新和發展。

數字教材研究的動態

從概念界定看，數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容基礎，并包含相關輔助資源、工具的用于教學活動的電子圖書。其開放性、互動性、智能化的功能拓展了紙質教材邊界，為師生的教學活動提供了全新的學習資源和學習方式[3]。與此相關的關鍵詞聚類標簽還包括電子教材、立體教材、電子書包、多媒體教材、智能化教材等[4]。當前數字教材建設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，數字教材學術研究歷程可追溯到信息技術應用于教育的早期，近20年國內外研究文獻數量整體處于增長狀態。2010年和2011年分別是國外和國內相關研究主題與成果急劇增長時期，通過知網文獻檢索分析2023年數字教材研究仍呈上升趨勢。高等院校與教材出版社是數字教材研究的主體，國外以高校為主，國內以高校與出版社合作為主。在學段劃分上高職院校成果居多，以“數字教材”為關鍵詞在知網檢索，僅有60篇主題與中小學直接相關。可見，數字教材是教材發展的必然趨勢，未來還需要關注研發、出版、評價、管理與有效使用等問題。

信息科技教材數字化轉型的困難與挑戰

依據2017版高中信息技術課程標準，我國現有6套通過國家教材委員會審核的高中信息技術教材版本，其光盤和配套網站等數字化學習資源均依據對應版本的紙介教材研發。而義務教育信息科技課程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教材版本，教材數字化轉型面臨著諸多困難與挑戰。

1.技術實現與資源整合

教材數字化轉型的首要挑戰是技術實現與資源整合。一方面，信息科技課程強調“科”與“技”并重，開發數字教材不僅要緊跟信息技術的發展，將這些技術的科學原理作為學習內容進行融入，還需要將這些技術的操作、應用融入教材的數字支撐平臺中。技術發展的更迭性、技術集成的復雜性、不同設備之間的兼容性問題，以及技術人員與教材編寫人員之間的溝通難題，都是在技術層面開發數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。教材的數字化不僅僅是將紙質教材轉化為電子版，更需要與各種教學資源與動手實踐（如多媒體創作、編程調試、實驗操作等）有機結合，記錄學習操作過程并形成完整的教學體系。如何有效地整合各種資源，確保其在不同平臺和設備上的一致性和可用性，是一項復雜的工程任務。

2.教師和學生的適應性

數字化教材的使用不僅改變了教材本身的形態，也深刻影響了教學方法和學習方式。對于許多教師和學生來說，這意味著他們必須學習和適應全新的教學和學習模式。教師可能面臨如何利用數字教材進行教學、如何結合網絡資源開展教學創新、如何評估學生在線學習效果等問題。學生則需要學會如何利用數字化教材進行自主學習、如何與同學和教師在虛擬環境中有效溝通等。此外，沒有紙介教材，學生事必花費更多時間使用數字化終端，則會出現學習時長對學生視力、體質健康是否有影響等問題。這些都要求教師和學生在技能、身心等方面進行相應的調整以適應。

3.教育公平與資源均衡

雖然數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、不同學校、不同學生之間的資源和技能差距可能導致新的教育不均衡問題。例如，一些地區的學校可能無法提供足夠的網絡環境、軟硬件設施等支持數字化教材的使用；部分教師可能因為培訓不足而難以掌握數字化新教材的使用方法；一些家庭條件較差的學生可能無法在家中使用數字化教材進行學習、完成作業等。這些問題需要政府、學校、社會等多方共同努力，通過政策支持、資源投入、培訓提升等方式，確保數字化教材能夠真正促進教育公平和資源均衡。

信息科技教材數字化建設與應用構想

義務教育信息科技教材數字化轉型是一項全新的、復雜的系統工程，涉及多個層面的挑戰。不僅包含將紙質教材進行數據化處理，將各類數字化教材進行結構化加工，還包括建立教材內容與學科知識圖譜的映射關系，以及在此基礎上采集與匯總學生使用紙質教材、數字化教材過程中的各種行為數據[6]。從技術實現到教師和學生的適應性，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。這些挑戰也為我們提出研究方向，促使我們不斷反思和創新，推動教材數字化轉型不斷深化。

1.數字教材的設計基礎

以學生為中心進行數字教材的結構、內容及活動設計，確定設計策略，這是數字教材設計的基礎。

（1）建立螺旋上升的數字教材知識體系。依據義務教育信息科技課程標準，以數據、算法、網絡、信息處理、信息安全、人工智能為課程結構邏輯主線，按照學生的認知發展規律，統籌安排一至九年級各模塊的學習內容。兼顧考慮學生在義務教育學習階段使用一個網絡空間賬號的可能，既要循序漸進學習，又要網狀聯結系統把握知識脈絡，基于此結合信息科技課程內容持續發展、技術工具更新快、學習案例需求多樣、學習活動情境化等特征，明確教材的學科、范圍、主題、單元等學習內容，確定數字教材的組織架構和知識圖譜。

（2）設計主題學習活動群。主題學習活動通常包括創設主題情境、分析知識技能、設計活動支架、組織活動實施、開展活動評價等環節，依據學生認知水平和課程內容特征設計活動任務，按照知識圖譜搭建主題活動環節之間以及主題活動之間的聯系，形成主題學習活動群，研究基于數字教材系統實施主題活動的路徑，在主題學習中提升學生知識建構、問題解決能力，運用學習軌跡數據評價學習效果。

2.原型設計與技術實現

數字化教材建設要以教育新業態目標為發展基礎[7]，服務教育新業態應包含遞進的二個層級，一是數字化內容資源和內容產品體系，二是圍繞數字化教學提供全方位服務，包括同時滿足課前、課中和課后的教學服務平臺。因此數字化教材的原型設計與技術實現至關重要。

（1）創建數字教材的功能原型。選擇適當的設計原則和方法，確定數字教材系統的主要元素、功能模塊和內容架構等，結合知識體系和技術工具特征，設計數字教材功能，設計出有實用價值的數字教材。采用多媒體設計工具制作數字教材原型，呈現設計思路和主要功能。通過調研進行原型測試，進一步調整設計元素、增刪功能、改進用戶體驗等進行迭代優化。

（2）數字教材的技術實現。根據原型設計，選擇合適的開發工具和平臺，綜合考慮跨平臺兼容性、加載速度、離線使用等問題，編程實現數字教材各項功能，特別要考慮作為信息科技課程學習內容的數字化工具（如辦公處理、編程語言、人工智能、開源硬件等）與數字教材平臺有機融合。進一步設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化。

3.創新應用研究與實踐優化

數字化學習環境為教學方式帶來了創新性改變，數字教材的創新應用應遵循教育教學理論和學習科學等原理方法，解決信息科技課程教學中的重難點問題，發展學生核心素養，實現育人價值。

（1）梳理課程實施關鍵問題。數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具有適應和超越能力人才的問題。因此需要不斷創新教育思想和教育方法，深入探索如何在數字環境下幫助學習者適應和利用數字化機遇，實現“學會學習、學會共處、學會做事、學會做人”的教育目標，是數字時代育人的關鍵[8]。運用教育學、心理學、計算機科學等跨學科理論，針對課程標準如何有效落實、學習內容如何適應科技發展、抽象概念和技能如何學習理解、學習活動如何激發能力、核心素養如何評價等問題，多角度梳理信息科技課程實施中的教學難點，分析成因，研究基于數字教材應用實施的解決策略。

（2）創新教學模式。數字教材能記錄學生的學習軌跡，為學生的個性化學習提供支撐；它所呈現的開放性、交互性、直觀性、趣味性等特點，能有效彌補紙質教材的缺陷。數字教材所具有的重要教學價值正回應了新課程方案的要求[9]。研究針對不同教學內容的數字教材應用模式，如翻轉課堂、混合式學習、個性化學習、交互式學習、遠程學習等，對學生的接受度和學習效果的影響。研究如何設計更符合中小學生核心素養發展需求和有利于教學模式創新的數字教材，如內容的選擇、互動設計、反饋機制等。研究在數字教材應用過程中，教師角色變化對教學的影響。倡導將“道法術器”理念融入教學創新，可以引導學生經歷原理運用過程、計算思維過程和數字化工具應用過程，建構知識，提升問題解決能力[10]。

4.編審規范和出版機制

數字化教材的編審規范要適應數字時代發展趨勢，一要確保教材的質量與適應性，二要探索優化數字教材的出版機制，滿足教材數字化轉型的迫切需求。

（1）研究數字教材編審規范。結合適應未來社會、滿足教育者和學習者需求的數字教育發展趨勢，分析數字教材的特性，對比傳統教材的編審規范，研究適應數字化教材編審規范的獨特要求，包括內容質量、互動設計、技術要求、導航和界面設計、可訪問性、數據追蹤和分析、版權和隱私、審讀和反饋等。

（2）研究數字教材出版機制。對比傳統教材研究并優化數字教材的出版流程，包括需求調研、教材設計、內容創作、設計與技術實現、教材編審、發布和發行、數據驅動、版權保護等環節。研究并設計義務教育信息科技數字教材的出版策略，滿足不同的教育需求和市場變化。通過流程分析、運營研究和市場調研等，基于實踐反饋不斷優化出版機制。

綜上所述，義務教育信息科技課程面臨著前所未有的挑戰。本文關注的義務教育信息科技教材的數字化轉型角度，只涵蓋了數字教材的設計、實現、創新應用及編審規范和出版機制等層面，僅為信息科技教材數字化轉型研究提供參考，在實際操作層面可能會遇到更復雜的問題。希望未來引發更深入地探討數字教材的實際應用效果，包括學生的學習效果、教師的教學改變、學校和社區的反饋等，藉此推動信息科技教育教材數字化轉型進一步深化。

參考文獻

教育部. 教育部關于印發義務教育課程方案和課程標準（2022年版）的通知[EB/OL].（2022-04-08）[2023-07-28].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A26/s8001/202204/t20220420_619921.html.

黃榮懷，楊俊鋒. 教育數字化轉型的內涵與實施路徑[EB/OL].（2022-04-06）[2023-07-28].http：//paper.jyb.cn/zgjyb/html/2022-04/06/content_607611.htm？div=-1.

李鋒，袁雨欣. 以數字教材推進教育數字化轉型[J]. 現代教育，2023（4）： 3-7+18.

王志剛，王潤. 中小學數字教材研究20年：本土進展與域外考察[J]. 中國教育科學（中英文），2021，4（5）： 128-143.

李鋒，盛潔，黃煒. 教育數字化轉型的突破點：智能教材的設計與實現[J]. 華東師范大學學報（教育科學版），2023，41（3）： 101-109.

顧小清，張樂樂. 教育數字化轉型時代數字教材的建設方向與發展路徑[J]. 大學與學科，2022，3（4）： 82-89.

林眾. 對信息技術教材數字化的觀察、思考與建議[J].中小學數字化教學，2020（12）： 28-32.

高淑印. 數字時代課程育人[J]. 中國信息技術教育，2023（14）： 18-21.

張爽，張奐奐，張增田. 基于知識圖譜的國內外數字教材研究[J]. 開放教育研究，2022，28（5）： 105-112.

高淑印. 與時俱進實施信息科技課程[J]. 中小學信息技術教育，2022（10）： 1.

作者單位：天津市教育科學研究院

編? ?輯：盧秋紅