人工智能時代中小學數字教材的創新方向與路徑

摘要： 為積極應對人工智能尤其是生成式人工智能對教育的深刻影響，韓國啟動了AI數字教科書建設，并發布了《AI數字教科書開發指南》，從國家層面明確了AI數字教科書的建設愿景與方向、開發規范、審查流程、質量控制等。該指南彰顯了韓國AI數字教科書建設的4個顯著特征：以人為本的教育創新導向、國家主導下的全面規劃與精細實施、多元共治的合作生態及持續優化的質量控制機制等。借鑒韓國的經驗，未來我國中小學數字教材建設應重新審視智能時代數字教材的育人價值，強化國家規劃和引導，構建協同開放的建設生態，加強全流程質量控制和風險防范，以高質量數字教材建設助推教育現代化建設。

關鍵詞：人工智能；數字教材；教育數字化；韓國；基礎教育

數字教材是高質量教材體系建設的重要支撐[1]，是教育數字化轉型的“關鍵內容和基礎工程”[2]。近年來，大數據、5G和人工智能等新興技術對教育領域的影響日益深刻，教育“向大規模個性化學習轉變”的發展需求日益強烈，以人工智能技術賦能數字教材創新發展，為師生提供智能化、個性化服務，成為數字教材建設必須面對的重要課題。

為應對人工智能給社會生產、生活帶來的深刻影響，提升國家教育競爭力，韓國于2023年2月發布《數字驅動教育改革計劃：釋放教育中個性化學習機會》，將AI數字教科書建設列為五大戰略之一[3]，計劃自2025年起在中小學數學、英語、信息等學科使用AI數字教科書，并于2028年擴展到語文、社會、歷史、科學、技術、家政等學科。同年11月，韓國發布了《AI數字教科書開發指南》（以下簡稱《指南》），明確了高質量AI數字教科書的開發路徑。目前，依據《指南》打造的首批AI數字教科書已完成初步開發，預計2025年春進入學校試點應用。這是全球首次在國家層面引入AI數字教科書，是韓國教育向以學習者為中心的個性化學習系統轉型的關鍵舉措。《指南》不僅是韓國數字教科書戰略的綱領性文件，更為AI數字教科書開發提供了詳細的實踐路徑和技術規范，彰顯了韓國在數字教材建設方面的政策導向和實踐進展。深入解讀與剖析《指南》，對于推動我國中小學數字教材建設實踐的轉型升級，無疑具有重要意義。

一、《指南》的核心內容

（一）建設愿景與方向

1.AI數字教科書的基本特征與核心功能

面向“全民個性化教育”目標，為每位學生提供量身定制的個性化學習支持，是韓國AI數字教科書的建設愿景。《指南》明確提出，AI數字教科書是一種利用智能信息技術（包括人工智能）提供各類學習材料及學習支持服務的軟件，它可以根據每個學生的能力和水平特點，為其提供量身定制的學習體驗。基于人工智能的學習數據分析、照顧個體學習水平和進度的自適應學習、以學生為中心的課程設計是其基本特征。

韓國AI數字教科書允許學生選擇與其能力特點相適應的學習內容和路徑，支持教師精準了解學情并基于數據設計課程、評估學生表現、提供個性化指導，允許家長獲得孩子的學習活動數據以更好地理解和支持孩子。其核心功能是為學生、教師和家長提供學習分析服務，并根據不同用戶角色提供基于數據的課程內容優化、個性化學習支持、課程管理和學習管理等服務（見表1）。

2.AI數字教科書的開發原則與方向

以人為本，是韓國AI數字教科書開發的根本價值導向。《指南》強調，AI數字教科書開發必須遵循三個基本原則。一是教育維護人類尊嚴。開發者應充分理解人工智能技術對個人和社會的影響及潛在風險，在課程設計中強調以人為本，通過新技術的安全、有效使用，促進學生健康成長和可持續發展。二是確保平等的學習機會。AI數字教科書的設計應確保所有學生都能公平地獲得新技術和個性化教育，無論其社會、文化、經濟背景如何。三是尊重教師專業知識。教師始終是教育過程中的核心人物，AI數字教科書應致力于支持和輔助教師的有效教學，而非替代教師角色。

韓國AI數字教科書聚焦于利用人工智能技術優化學習過程，其研發方向包括：第一，基于韓國2022年新修訂的課程標準，根據學習分析結果為學生提供補救教育或強化學習；第二，設計易于使用的產品功能和體驗，確保所有用戶能無障礙訪問和使用；第三，基于學習分析的持續改進，幫助學生、教師、家長和政策制定者做出基于數據的學習決策，通過數據推動教育系統持續改進。

（二）開發的關鍵環節

1.AI數字教科書的規劃與設計

韓國AI數字教科書的規劃始于深入的課程分析，強調基于2022年新修訂的課程標準來規劃教育內容，以基于探究和概念的深入學習來培養學生的核心能力，避免死記硬背。用戶分析遵循“人在回路”原則，根據需求理解、特征定義、方案構思、原型構建與測試反饋的路徑，全面收集并分析學生、教師和家長的切實需求，并參考“教育部AI數字教科書用戶參與設計研討會”上提出的功能建議清單，以確保產品緊貼用戶的實際需求。學習環境分析強調分析所有影響教學的環境及不同類型用戶的特征。差異化策略強調重視用戶的多樣性和選擇權，提供多元化學習路徑。

在設計方面，《指南》主要聚焦于服務設計、交互設計、UI/UX設計等領域。服務設計以促進個性化學習支持為目標，強調提供各種多媒體材料，設計學科專有知識地圖，建立專門系統收集學習數據等。交互設計涵蓋學生與教師、學生與學生、學生與內容、學生與系統以及學生與自我之間的多維度互動，明確各交互類型的需求與建議。UI/UX設計強調面向所有用戶的通用設計和無障礙訪問等原則。其中，通用設計旨在為用戶提供多種內容呈現方式、多樣化表達方式和多種激勵方式，防止任何潛在的用戶因學習環境障礙而被邊緣化。如在內容呈現上，應使用多種媒體來展示關鍵性內容，針對不同水平的學生提供補救性或替代性資料，提供多語言翻譯服務等。無障礙訪問旨在確保身體和認知障礙群體使用數字教科書的可及性。如針對聽覺障礙用戶，應為音視頻內容提供同步字幕，為聽覺指令提供文本、圖像等多種替代性表達方式。AI數字教科書還應關注針對輔助技術（設備） 的兼容性設計，以確保屏幕閱讀器、替代鍵盤等設備（技術）的平等訪問。

2.服務架構與基礎設施

韓國AI數字教科書采用基于云計算的Web服務架構，通過靈活的人工智能功能擴展實現其核心服務（如圖1）。國家公共部門負責建設和運營AI數字教科書門戶網站，提供統一登錄認證、書架、集成儀表盤等服務。私營機構負責具體學科AI數字教科書的開發，根據相關標準接入國家門戶網站，為通過統一認證的用戶提供特定學科AI數字教科書，并為學生、教師和家長提供定制服務，包括AI診斷、AI助教、AI導師、個性化學習內容和學科儀表盤等。

為確保AI數字教科書服務的統一性、可靠性和安全性，韓國國家公共部門負責底層支持服務和標準規范的建設與維護，包括開發并提供認證工具、課程標準框架、學習數據收集工具、AI訓練數據集，提供國家級學習分析服務等。私營機構必須建立相應的軟硬件基礎設施和環境，按要求調用標準API接口，遵循相應技術規范，確保各系統間高效、安全互通。

3.基于AI的個性化學習支持服務

基于AI的個性化學習支持是韓國AI數字教科書的核心競爭力，具體服務包括學習分析、個性化內容推送、學習儀表盤、AI導師、AI助教等（如圖2）。學科AI數字教科書的開發需充分理解并集成這些功能。

學習分析旨在從不同角度診斷并分析學生的學業成就和學習狀態，為學生、教師和家長提供個性化、可視化的分析結果，以支持學生基于數據的個性化學習和自我導向學習。個性化內容推送包括學習內容推送和問題建議推送。學習內容推送應充分考慮學生的學習風格，如為喜歡口頭表達的學生提供基于語音識別的模擬對話，問題建議推送強調依據學生理解過程分步驟地推薦。學習儀表盤需針對不同角色用戶提供個性化、可視化呈現，并確保信息表達的簡單和易于理解。AI導師以聊天機器人、語音識別等多元化形式，提供即時問答、補充學習材料、監控學習進度等服務。AI助教協助教師設計個性化課程，代替教師撰寫學生學習反饋意見，提供學習進度監控信息等。此外，韓國AI數字教科書還支持教師重組課程內容，包括學習內容和學習路徑的重組與調整，學習儀表盤和教科書主頁面的項目配置，課堂教學管理等。

4.學習數據的收集與管理

《指南》要求開發商配備獨立的數據收集和管理系統，參照卡尺分析、xAPI標準來收集和存儲學習數據。學習數據的收集僅限用于增強數字教科書的功能和服務能力，如提升其個性化學習體驗、進行國家級學習分析等。學習數據應按照國家級學習數據集、集成儀表盤數據集、學習歷史數據集和AI訓練數據集四類形式傳送到國家數據中心。每類數據集應用于不同的場景，有不同的數據項和傳輸周期要求。

開發商須建立有效的數據管理制度，并從物理和技術維度采取多重保障措施，防止數據泄露和未經授權的訪問等。為幫助開發商理解并落實數據安全相關要求，《指南》提供了數據脫敏的詳細辦法以及多種場景下的脫敏操作實例。

（三）授權審查流程與標準

韓國AI數字教科書必須經過審查以獲得授權，其授權審查流程如下。首先，由開發商搭建測試環境、開展自我審查，并提交自我審查報告和技術自測報告。然后，由專門機構分別開展內容審查和技術審查，對通過審查的AI數字教科書進行授權公告。其中，內容審查由專門的學科審查機構負責，技術審查則由韓國教育研究與信息服務中心協助進行。通過授權的AI數字教科書在被部署之前，由教育部等部門組織教師對其進行現場適用性評估，評估維度包括內容和功能的適用性、服務的穩定性等。教育部會持續監控AI數字教科書的運行和使用情況，根據用戶需求和技術進展要求功能改進，并進行必要的審查。

韓國AI數字教科書的技術審查包括服務可用性、技術標準符合性、功能合規性和可靠性四個維度。服務可用性，即是否有技術缺陷或錯誤，是否支持無障礙訪問和互操作。技術標準符合性，即技術使用是否符合相關規范和技術標準。功能合規性，即功能設計是否符合《指南》要求，包括標準API接口調用、個性化學習支持、無障礙訪問等項目。可靠性，即是否適當收集并安全管理數據，個人信息安全系統、用戶支持和服務管理系統等是否可靠穩定。

（四）質量控制與風險防范

開發商須建立專門的內部質量控制系統，包括設立組織機構、確立流程規范、制訂內部質量控制計劃，并在AI數字教科書授權審b14adcd9c89f2972981a4067342f02e8查時將其作為自測報告內容一并提交審查。授權審查、現場適用性評估、實地運行等各階段，開發商應與相關負責部門充分溝通，按照要求做好質量控制，并按學期向教育部提交質量控制結果。

AI數字教科書須禁止超前學習或將學習數據用于非指定目的，有效防范信息泄露和隱私侵犯風險，重視版權保護。《指南》強調，要通過合法手段收集個人信息、透明化處理信息、合理化使用信息、安全管理信息。在AI數字教科書開發的全流程中，開發人員必須不斷檢查社會歧視和算法偏見等倫理問題，嚴格遵守《個人信息保護法》等文件相關要求，并按照個人信息保護自查清單逐項落實隱私保護措施。

二、韓國AI數字教科書建設的顯著特征

（一）以人為本的教育創新導向

韓國AI數字教科書建設堅持“以人為本”，將學生的個性化學習需求和全面發展置于核心地位。這種導向不僅體現在通過無差別服務確保每位學生在智能環境下的個性化學習體驗，還體現在對人機角色平衡和技術風險防范的考量上。

在“全民個性化教育”愿景引領下，韓國AI數字教科書通過人工智能技術精準識別學生的學習習慣、能力水平和興趣愛好，提供自適應學習、AI導師、AI助教等多元化服務，確保學生能以最適合自己的節奏學習，提高其學習動機和自尊。同時，韓國AI數字教科書深刻認識到學生之間存在的學術、身心、文化和經濟背景等差異，通過多語言支持、無障礙訪問設計以及云服務架構等，確保每位學生都能公平地獲得個性化教育機會，不受任何外部條件限制。

面對數字教材應用的技術依賴和主體弱化等潛在風險，韓國AI數字教科書始終將教師作為教育過程的核心，通過為教師提供可視化儀表盤、AI助教、課程重構等服務，增強教師教學能力，凸顯人的主體性。此外，韓國AI數字教科書高度重視技術應用帶來的倫理規范和信息安全等問題，如對學習數據的采集、存儲、管理和傳輸提出了嚴格的原則和措施要求，對開發過程中的算法、功能和流程等做出了強制性規定。

（二）國家主導下的全面規劃與精細實施

韓國AI數字教科書是在國家教育發展戰略整體規劃下發展起來的[4]，其建設依舊沿襲以往的政府整體推進模式，由國家全面規劃，并基于多年實踐經驗進行針對性精細實施。

在政策引導方面，韓國將AI數字教科書建設納入國家教育發展戰略，發布系列政策文件和規劃方案，明確建設目標、任務和路徑，體現了韓國在國家層面的全面規劃與系統設計。

在具體實踐層面，韓國通過系列化標準規范的建立和配套措施的實施，實現精細化管理。全國統一的AI數字教科書門戶網站和學習數據中心的建立，確保了AI數字教科書開發過程中的標準化與兼容性。《指南》等規范文件為開發者提供了詳細的開發路徑和技術規范，確保了技術使用透明；韓國改變傳統的教科書審查流程，建立了內容審查與技術審查相結合的審查機制。此外，還配套部署了數字化骨干教師團隊建設、人工智能教學方法開發、“數字化學習先導學校”運營、數字化基礎設施保障等支撐性戰略[5]。

（三）多元共治的合作開發生態

韓國AI數字教科書建設得到了社會各界的廣泛參與，形成了協同開發、多元共治的合作生態。韓國政府通過促進公私機構合作及產學研合作，確保了技術和教育需求的緊密結合。韓國還積極引入谷歌、麥格勞-希爾等企業參與項目[6]，形成了具有國際視野的AI數字教科書開發生態。同時，韓國高度重視學校、教師、學生和家長的深入參與，建立了廣泛的意見收集和反饋機制，如組織用戶研討會和現場適用性審查評估，鼓勵先導學校先行試點應用等。

此外，來自媒體的宣傳和討論，也是韓國推動AI數字教科書改進的重要途徑。韓國政府通過不定期的發布會和信息公開服務等及時公布項目進展，通過媒體討論和專項會議等方式廣泛收集民眾反饋并予以適時澄清與改進，推動AI數字教科書快速迭代。

（四）持續優化的質量控制機制

韓國建立了持續改進、動態優化的質量控制機制，以確保AI數字教科書能夠不斷適應教育需求和技術變革的變化。在質量控制流程方面，政府指導開發商建立嚴格的質量控制體系，對AI數字教科書開發、測試、審查和使用的全流程進行質量控制和監測；審查和評估機構對照各環節的質量控制點和標準要求進行嚴格審查與評估，以確保教科書質量符合國家和國際標準。

同時，韓國AI數字教科書建設強調基于質量監測的持續改進與迭代升級。韓國強調收集和分析用戶行為數據、學習成效數據等，為質量控制提供科學依據；鼓勵企業、教師、家長等以審查評估、意見反饋、合作研究等方式參與到AI數字教科書的質量控制中來，通過開放的第三方檢測推動持續改進；建立了AI數字教科書修訂、補充系統，要求開發商根據用戶需求和技術進展不斷調整完善AI數字教科書，并要求及時審查和批準修訂請求；鼓勵在實踐中不斷完善質量控制和授權審查機制等。

三、對我國中小學數字教材建設的啟示

（一）重新審視智能時代數字教材的育人價值

當前，隨著人工智能等新興技術日益深度融入教育教學并推動新一輪教學范式創新和育人目標轉換，立足學生發展，回歸教育本質，促進公平、包容、有質量的個性化教育成為技術應用于教育的核心價值所在。作為智能環境下國家立德樹人的重要載體，首先，我國中小學數字教材建設應立足學生核心素養發展，充分發揮智能化、多模態化和互動化優勢，為學生提供更加個性化和沉浸式的學習體驗。其次，數字教材開發必須充分考慮我國不同地域及城鄉之間的經濟、文化和數字素養等差異，采用云架構等強健且有包容性的技術方案，支持多樣化的教學模式和應用方式；應積極探索面向身體及認知障礙等特殊群體的數字教材開發，確保有特殊需求的師生使用數字教材的機會與質量。重視學生作為鮮活個體的復雜性、提升教師數字素養、警惕新的技術綁架等，也是數字教材開發和應用中必須關注的重點。

（二）進一步強化國家頂層規劃和引導

數字教材本質上是教材，應從國家層面加強頂層規劃、引導及精細化管理。應將人工智能驅動的數字教材建設納入國家教育發展戰略，出臺前瞻性、系統性的規劃方案和政策文件，明確建設目標、任務、路徑和保障措施。應建設國家級數字教材管理平臺，推動不同版本數字教材之間內容標準、產品標準、數據標準等的統一，實現不同系統間的數據流轉和高互操作性。還應建立健全數字教材建設標準體系和應用保障機制，在典型區域先行先試，推動構建完善的應用保障體系。

（三）構建協同開放的建設生態

數字教材建設需協同多方主體，形成聯動合力。應鼓勵政府、學校、企業、研究機構及社會組織等多元主體的深度參與，形成產學研用深度融合的建設生態。要強化用戶參與反饋機制，將用戶置于數字教材建設的核心位置，確保其在規劃、 設計、開發、測試和應用各個環節的充分參與。應建立快速響應和持續改進機制，及時收集和響應用戶需求，不斷優化產品功能和服務體驗。應推動數字教材建設的國際交流，借鑒國際先進經驗和技術成果，提升我國中小學數字教材的國際競爭力。

（四）加強全流程質量控制和風險防范

面對數字教材智能化、互動性愈加增強的趨勢，需構建全生命周期質控體系，并嚴格管理隱私與倫理風險。制定系列規范和標準，實施從需求分析到反饋優化的全生命周期質控，明確各環節標準與流程要求。加快高效審核工具和審核方案研制，建立人機協同的審核機制，并將質控與倫理風險防范要點納入審定流程。建立靈活的數字教材修訂與審核機制，定期評估教材質量和應用效果，及時調整改進策略。加強基于智能技術的實時監測，完善數字教材質量與安全風險識別、預警與處理機制。建立嚴格的數據管理、倫理審查制度，以防數據泄露與算法偏見。

四、結語

當前，隨著人工智能等技術迅猛發展和國家教育數字化戰略深入推進，我國中小學數字教材建設正邁向個性化與智能化新階段。韓國《AI數字教科書開發指南》針對AI數字教科書建設的清晰路徑和明確規范，以及其所展現出的以人為本的教育理念、國家主導下的全面規劃與精細實施、多元共治的合作生態、持續優化的質量控制等特征，為我國中小學數字教材建設創新提供了有益的啟示。我國中小學數字教材建設應緊抓智能時代的教育變革契機，在積極借鑒國際先進經驗的同時，也深刻認識我國在教材管理、教育環境和發展基礎等方面的獨特性和現實性，通過科學規劃、精細管理、動態調整，不斷探索、創新建設模式與應用策略，以高質量數字教材建設為我國教育事業的高質量發展注入強勁動力。

注：本文系北京市教育科學“十三五”規劃2020年度一般課題“‘互聯網+’時代統編教材視域下初中語文混合式閱讀教學模式的研究與實踐”（課題編號：CHDB2020171）研究成果。

參考文獻

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[2] 鐘志賢.新時代呼喚智能教材[J].中小學教材教學，2023（5）：1.

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[4] 劉忠波.韓國中小學數字教科書的政策推進、開發出版及問題對策[J].出版科學，2020（3）：108-113.

[5] 王輝，蘇福根，羅江華.數字驅動韓國基礎教育改革的新舉措及啟示[J].中國教育信息化，2023（7）：46-53.

[6] Ministry of Education of the Republic of Korea. Textbook publishing companies and edutech firms to develop AI digital textbooks in Korea[EB/OL].（2023-04-12）[2024-08-08]. https：//english.moe.go.kr/boardCnts/viewRenewal.do？boardID=265&boardSeq=94818&lev=0&statusYN=W&s=english&m=0201&opType=N.

（作者袁華莉系人民教育出版社人教研究院高級研究員、副編審；羅李系中國教育科學研究院助理研究員）

責任編輯：牟艷娜