數(shù)字教材創(chuàng)新：韓國科學(xué)教材的編制特點及啟示

摘要： 從功能、內(nèi)容、設(shè)計等多個角度深入分析韓國統(tǒng)一數(shù)字教材平臺上科學(xué)數(shù)字教材的編制特色，發(fā)現(xiàn)韓國科學(xué)數(shù)字教材在頁面設(shè)計上追求交互性，在資源構(gòu)建上強調(diào)系統(tǒng)性和教育性，在平臺功能上突出個性化。借鑒韓國經(jīng)驗，提出中國數(shù)字教材研發(fā)的參考路徑：首先，依據(jù)認知學(xué)習(xí)理論優(yōu)化交互設(shè)計；其次，對數(shù)字資源進行精細化管理，以滿足個性化需求；最后，圍繞用戶需求進行持續(xù)的資源和功能迭代更新。實施這些策略有利于推動中國數(shù)字教材向更高效率和個性化方向發(fā)展。

關(guān)鍵詞：數(shù)字教材；韓國教材；科學(xué)教材；中小學(xué)教育

在全球教育數(shù)字化的大背景下，我國積極推進數(shù)字教材的建設(shè)，以適應(yīng)新時代的教育需求。分析韓國的數(shù)字教材建設(shè)情況，對我國教材數(shù)字化發(fā)展有重要的參考價值。

一、數(shù)字教材發(fā)展現(xiàn)狀的中韓比較

（一）中國數(shù)字教材快速發(fā)展

中國政府高度重視教育數(shù)字化，出臺了一系列政策，推動數(shù)字教育資源的開發(fā)和應(yīng)用。數(shù)字教材作為教育數(shù)字化的核心部分，得到了迅猛發(fā)展。以人教版科學(xué)教材為例，已覆蓋物理、化學(xué)、生物學(xué)、地理等學(xué)科，構(gòu)建起包含教材、數(shù)字資源、學(xué)科工具和應(yīng)用數(shù)據(jù)的立體化教材體系^[1]。這些教材基于紙質(zhì)教材，結(jié)合課程標準和教材特點，設(shè)計了情境視頻、實驗視頻、演示視頻、講解視頻、演示動畫、交互動畫、圖片、文本等多種資源，展現(xiàn)出系統(tǒng)性、豐富性、直觀性和交互性等特點^[2]。

（二）韓國數(shù)字教材研發(fā)經(jīng)驗與啟示

韓國作為信息技術(shù)在教育領(lǐng)域應(yīng)用的先行者，已將數(shù)字教材作為推進教育信息化和教學(xué)改革的重要工具^[3]。韓國在數(shù)字教材的開發(fā)與應(yīng)用方面積累了豐富的經(jīng)驗，其科學(xué)、社會、英語等學(xué)科的數(shù)字教材已在該國廣泛應(yīng)用^[4]。考慮到中韓兩國教育文化背景相似，例如教育政策、課程標準、高考競爭及家長對課外補習(xí)的態(tài)度^[5]，韓國的數(shù)字教材建設(shè)經(jīng)驗對我國具有借鑒意義。

韓國《SMART教育促進戰(zhàn)略》明確了數(shù)字教材的定義：“針對紙質(zhì)教材內(nèi)容增加的多媒體學(xué)習(xí)資料、學(xué)習(xí)支持、管理職能、外部資料鏈接等電子書籍形態(tài)的學(xué)生教材。”^[6]基于這一定義，韓國在紙質(zhì)教材的基礎(chǔ)上進行數(shù)字化改造，加強了教材的交互設(shè)計。在紙質(zhì)教材內(nèi)容的基礎(chǔ)上，增加了音頻、視頻、圖片、文本等多媒體學(xué)習(xí)資料，并利用平臺的閱讀、記錄、分享、搜索等功能，提供學(xué)習(xí)支持和管理職能，實現(xiàn)了與外部資料的鏈接（如圖1），增強了教材的開放性，明確了數(shù)字教材的用戶對象為學(xué)生。

二、韓國科學(xué)數(shù)字教材編制特點

（一）教材設(shè)計呈現(xiàn)較強的“交互性”

韓國科學(xué)數(shù)字教材注重教材本體內(nèi)容的數(shù)字化呈現(xiàn)，以多種方式增強教材的交互性。用戶可以使用按鈕在“查看模式”和“學(xué)習(xí)模式”之間切換。在“學(xué)習(xí)模式”下，教材內(nèi)的圖標和熱區(qū)等交互性內(nèi)容可以使用；而在“查看模式”下，教材僅能閱讀，嵌入的資源和功能無法使用。以下交互特點均在“學(xué)習(xí)模式”下呈現(xiàn)。

1.信息分層呈現(xiàn)

部分教材將紙質(zhì)教材中的提示類欄目隱藏，用戶單擊相應(yīng)欄目即可呈現(xiàn)，這使得教材的主干邏輯更加清晰。隱藏的內(nèi)容包括每節(jié)的教學(xué)目標、實驗材料、實驗安全提示、相關(guān)互聯(lián)網(wǎng)地址等。當紙質(zhì)教材中某個環(huán)節(jié)設(shè)置了多幅圖片或多個平行任務(wù)時^[7]，部分教材將這些平行資源制作成卡片，采用左右滑動的方式進行切換，使圖片和文字變大、變清晰、更具交互性。

2.動態(tài)內(nèi)容呈現(xiàn)

部分教材頁面的內(nèi)容處于可控制狀態(tài)，有的圖片可以點擊放大，有的圖片在鼠標點擊后呈現(xiàn)放大并可還原的呼吸效果。圖片或文本可以根據(jù)需要拖動到其他位置。這些都增強了教材使用的體驗感。有的教材將紙質(zhì)教材中的圖片直接改成動畫或視頻，用戶單擊即可播放；針對需要填寫、選擇、涂色等操作類內(nèi)容，開發(fā)了直接在頁面上書寫、選擇、拖動、連線等交互功能。總之，教材內(nèi)容不是一個靜止的整體，而是處于可點、可播、可動、可寫的激活狀態(tài)。

3.可控制內(nèi)容呈現(xiàn)

與紙質(zhì)教材一次性呈現(xiàn)完整信息不同，數(shù)字教材部分內(nèi)容的初始狀態(tài)被設(shè)為隱藏。用戶可以根據(jù)需要控制內(nèi)容的呈現(xiàn)，有效避免同時呈現(xiàn)問題和答案對學(xué)生的思考過程產(chǎn)生干擾。例如，針對并列式內(nèi)容，設(shè)計為點擊后呈現(xiàn)；針對順承式內(nèi)容，設(shè)計為由圖標導(dǎo)引的逐步呈現(xiàn)；針對教材內(nèi)局部相關(guān)聯(lián)信息，設(shè)計為聯(lián)動出現(xiàn)。

4.精細的交互性設(shè)計

對于教材內(nèi)增加的視頻、動畫和補充習(xí)題，開發(fā)者也進行了精細的交互性設(shè)計。例如，視頻的字幕可選擇是否呈現(xiàn)，字幕內(nèi)容可自由復(fù)制，視頻可以以固定位置嵌入式播放、全屏播放、畫中畫等多種形式播放；補充不同層次的評測題目，針對主觀題，提供了支持書寫、繪圖的作答空間及答案參考；針對選擇、連線、填涂等各種客觀題，設(shè)計了支持即時評判的測試題目。與中國數(shù)字教材的開發(fā)一樣，韓國數(shù)字教材實現(xiàn)了針對客觀題目的實時反饋。

（二）資源整體設(shè)計，呈現(xiàn)較強的“系統(tǒng)性”和“教育性”

1.模塊化設(shè)計

在保持紙質(zhì)教材內(nèi)容和結(jié)構(gòu)的同時，韓國科學(xué)數(shù)字教材內(nèi)以圖標、熱區(qū)、批注等多種方式鏈接了多媒體材料、進階學(xué)習(xí)材料、操作性內(nèi)容、術(shù)語詞典、評價題等，以豐富的媒體形式和互動內(nèi)容輔助學(xué)生進行自主學(xué)習(xí)和評估（見表1）。

對于科學(xué)數(shù)字教材內(nèi)的資源，韓國依據(jù)教材內(nèi)容進行模塊化設(shè)計。例如，針對紙質(zhì)教材中的導(dǎo)入圖片和文字，系統(tǒng)設(shè)計了課題導(dǎo)入視頻；針對實驗觀察環(huán)節(jié)，系統(tǒng)設(shè)計了實驗材料、安全操作提示、實驗過程視頻、實驗結(jié)果視頻、活動過程評價等一系列資源，資源顆粒度較小，與紙質(zhì)教材環(huán)節(jié)精準對應(yīng)；針對每節(jié)的結(jié)尾設(shè)計了知識總結(jié)、評價試題等資源。韓國科學(xué)數(shù)字教材內(nèi)的視頻和動畫資源主要依托于紙質(zhì)教材插圖繪制，與教材契合程度較高。這與韓國科學(xué)紙質(zhì)教材中的大量手繪圖形有關(guān)。相比之下，中國科學(xué)教材內(nèi)的實景照片較多，數(shù)字教材難以開發(fā)出與紙質(zhì)教材完全一致的視頻內(nèi)容，造成數(shù)字教材資源與紙質(zhì)教材本體內(nèi)容之間存在明顯的界限和附加感。

2.新技術(shù)應(yīng)用與教育價值導(dǎo)向

從2018年起，韓國研發(fā)的數(shù)字教材增加了虛擬現(xiàn)實（VR）和增強現(xiàn)實（AR）形式的輔助資源（見表2）。VR和AR資源的研發(fā)工作主要針對以下幾個難點展開：從空間尺度上難以直接觀察的宏觀或微觀現(xiàn)象，例如“地球和月球的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)”“原子結(jié)構(gòu)”；從時間跨度上難以直接體驗的現(xiàn)象，例如“板塊運動與居民生活”；無法直接觀察或探索的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，例如“探索地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)”；可以突出沉浸式體驗感的內(nèi)容，例如“游覽普賢山展望臺”。VR和AR資源的數(shù)量較少，基本保持在每本書個位數(shù)的水平。新技術(shù)資源的開發(fā)從數(shù)量上和內(nèi)容選擇上體現(xiàn)出突出技術(shù)優(yōu)勢，堅持教育價值導(dǎo)向。

（三）教材功能以支持自主學(xué)習(xí)為主，突出“個性化”

韓國數(shù)字教材的功能設(shè)計主要以支持自主學(xué)習(xí)為主，提供了“目錄”“我的檔案”“放大”“縮小”“筆記”“單雙頁切換”“搜索”“學(xué)習(xí)社區(qū)”“打印”“幫助”“共享庭院”“班級”“復(fù)制頁面鏈接”“屏幕截圖”“前往頁面”^[8]等支持基礎(chǔ)閱讀、檢索和分享、記錄的功能，其中“目錄”功能既支持以紙質(zhì)教材目錄進行檢索，又支持以“數(shù)字資源”目錄進行檢索。因為以學(xué)生作為主要的用戶對象，韓國數(shù)字教材未設(shè)計很多支持教學(xué)的功能。

“個性化”是指學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)的過程中進行個性化的記錄來滿足個體需要，這些記錄依賴情境，并且成為教科書的有機部分，如電子注釋、書簽和內(nèi)容搜索、學(xué)習(xí)進程追蹤等^[9]。韓國科學(xué)數(shù)字教材的功能設(shè)計開發(fā)觀照了“個性化”要素，與國內(nèi)數(shù)字教材普遍的PDF底板嵌入資源的形式不同，韓國的科學(xué)數(shù)字教材頁面內(nèi)的文字處于可選狀態(tài)，可以針對選定文字進行復(fù)制、搜索、尋求翻譯或者記錄筆記、添加強調(diào)標識、加入備忘錄等（見表3）。

三、對我國科學(xué)數(shù)字教材研發(fā)的啟示

誠然，我國與韓國在基本國情、教育環(huán)境、教材制度、課程設(shè)置、教學(xué)實施等多方面均有一定的差異，但是對韓國科學(xué)數(shù)字教材特點進行分析和整理，仍可以為我國科學(xué)數(shù)字教材研發(fā)提供一些參考。借鑒韓國經(jīng)驗，我國開發(fā)科學(xué)數(shù)字教材需要做好以下幾點。

（一）以認知學(xué)習(xí)理論為基礎(chǔ)，完善數(shù)字教材的交互設(shè)計

我國科學(xué)類科目的數(shù)字教材主要以紙質(zhì)教材PDF上附加資源為主要呈現(xiàn)形式，教材交互性體現(xiàn)為針對教材頁面填寫、點選、連線、繪圖等作答操作及附加的交互類資源，如交互類動畫、交互類試題等。在數(shù)字教材的交互設(shè)計方面還有較大的提升空間，例如教材文本內(nèi)容的選擇、復(fù)制、搜索等交互操作，教材本體內(nèi)容的呈現(xiàn)順序、教材文字和圖片的動態(tài)效果，教材內(nèi)互動資源的交互程度和交互體驗等。

交互設(shè)計的難點不僅在于技術(shù)實現(xiàn)方式，更在于基于認知學(xué)習(xí)理論對學(xué)習(xí)過程的深度刻畫，即思考怎樣的交互形式符合學(xué)生的認知發(fā)展規(guī)律，促進學(xué)生的知識建構(gòu)；怎樣的交互設(shè)計可以促進學(xué)生深度參與，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗。韓國科學(xué)數(shù)字教材中豐富的交互設(shè)計可以從呈現(xiàn)形式上為我們提供參考。但是深入研究交互設(shè)計背后的學(xué)習(xí)理論，理解交互設(shè)計對學(xué)習(xí)過程的支撐是我國開展數(shù)字教材交互設(shè)計工作的基礎(chǔ)。從認知負荷理論來看，數(shù)字教材的交互設(shè)計應(yīng)關(guān)注信息的呈現(xiàn)方式，避免增加不必要的認知負荷，可以設(shè)置信息分塊、使用多媒體和提供有意義的互動環(huán)節(jié)來支持記憶的優(yōu)化使用；考慮建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，數(shù)字教材應(yīng)設(shè)計成能夠促進學(xué)生自主探索和問題解決的，做好情境模擬、問題導(dǎo)學(xué)和真實世界任務(wù)的設(shè)計，支持學(xué)生建構(gòu)并應(yīng)用知識；基于元認知理論，在數(shù)字教材的交互設(shè)計中，研發(fā)者需提供策略指導(dǎo)、反思活動和自我評估工具來提升學(xué)生的元認知能力。

（二）數(shù)字教材資源精雕細琢，提升“個性化”需求適配能力

我國科學(xué)數(shù)字教材的資源內(nèi)容包括情境視頻、實驗視頻、演示動畫、交互動畫、交互習(xí)題、圖片畫廊、答案參考文本等類型，與韓國科學(xué)數(shù)字教材的資源類型基本一致。這說明中韓兩國數(shù)字教材研發(fā)者在數(shù)字內(nèi)容形式上達成共識，后續(xù)資源優(yōu)化和質(zhì)量提升的方向或許不在于資源形式的突破和更新，而在于對現(xiàn)有資源形式和內(nèi)容的精細打磨。例如，在設(shè)計具體資源時關(guān)注學(xué)生的思維過程，適當預(yù)留思考空間和強度，以展示現(xiàn)象為基礎(chǔ)的演示類資源在設(shè)計時將現(xiàn)象展示和現(xiàn)象介紹適當分離，給學(xué)生預(yù)留足夠的觀察和思考的時間和空間，使資源設(shè)計更加適配學(xué)習(xí)過程。再如，某些視頻類資源標題的有無、字幕的有無、配音的有無、背景音樂的有無等細節(jié)性內(nèi)容均會影響資源使用的頻率和效果。所以，在資源設(shè)計中需要精細考慮應(yīng)用場景，以實際場景下的學(xué)習(xí)需求來指導(dǎo)資源的設(shè)計。開發(fā)者也可以將字幕、配音、背景音樂等設(shè)計為可自由切換的形式來滿足不同用戶個性化的需求。

（三）以用戶需求為導(dǎo)向，在迭代更新中優(yōu)化數(shù)字教材的資源和功能

總結(jié)韓國和我國科學(xué)類科目數(shù)字教材的研發(fā)實踐，可以發(fā)現(xiàn)數(shù)字教材可以在形象呈現(xiàn)紙質(zhì)教材內(nèi)容、拓展紙質(zhì)教材邊界、增強用戶交互體驗、適應(yīng)學(xué)生閱讀習(xí)慣、記錄學(xué)習(xí)過程等多方面發(fā)揮作用，但是哪些作用能夠真正推動數(shù)字教材的普及應(yīng)用還有待進一步驗證。數(shù)字教材本身不會自然而然地產(chǎn)生教學(xué)價值^[10]，如何使用它決定其應(yīng)用成效。因此，數(shù)字教材的研發(fā)需要以促進數(shù)字教材常態(tài)應(yīng)用、深度應(yīng)用為基本出發(fā)點，形成應(yīng)用需求引導(dǎo)數(shù)字教材開發(fā)實踐、應(yīng)用反饋促進數(shù)字教材迭代更新的閉環(huán)。在數(shù)字教材的資源和功能研發(fā)中，我們需要充分考慮教材的使用主體，考慮教材所生存、發(fā)展、變化的真實場域^[11]；考慮教學(xué)的使用情況；考慮長期以來形成的用戶習(xí)慣；考慮實際教學(xué)中存在的問題和困難等。同時，還需提供促進數(shù)字教材深度應(yīng)用的政策保障、軟硬件環(huán)境及服務(wù)培訓(xùn)等。像大多數(shù)的信息技術(shù)產(chǎn)品一樣，我們有理由相信在不斷吸收用戶反饋意見、更新迭代的過程中數(shù)字教材的質(zhì)量會越來越好。

韓國科學(xué)數(shù)字教材的編制特點為我國數(shù)字教材研發(fā)提供了寶貴的經(jīng)驗和啟示。經(jīng)過交互設(shè)計的優(yōu)化、資源的精細化管理和以用戶需求為導(dǎo)向的迭代更新，我國數(shù)字教材一定能為教學(xué)提供更高效、個性化的支持。

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責(zé)任編輯：祝元志