未來的數字教材：科技賦能融合出版

【摘要】當前，融合出版正以快速發展的趨勢重塑傳統出版模式，特別是在教材出版領域，技術的應用顯著提升了學習體驗。未來的數字教材將依托人工智能（AI）和機器學習（ML）等技術革新，提供個性化的學習指導與反饋，優化學習效果。為適應這一變革，出版社需深入理解數字教材的核心概念、關鍵特性和發展優勢，明確其面臨的挑戰及未來趨勢，提前制訂戰略規劃，加大數字教材的出版投入，推動出版行業的融合與高質量發展。

【關鍵詞】數字教材；融合出版；教育數字化技術

2024年7月18日發布的黨的二十屆三中全會《公報》中，文化這一主題被頻繁提及，共計出現11次。尤為值得注意的是，《公報》中“加快適應信息技術迅猛發展新形勢”的表述，不僅彰顯了國家對文化與科技融合趨勢的敏銳洞察，更體現了國家在此方面的戰略規劃和深遠布局。在文化和科技深度融合的進程中，一方面，一些重要的實踐案例逐漸涌現，進一步推動了數字教材的發展，融合出版正以快速發展的趨勢重塑傳統出版模式；另一方面，由于教材在教育中扮演著核心角色，隨著教育的數字化轉型，探索發展未來的數字教材的重要性愈加凸顯。毋庸置疑，未來這些“AI+出版+教育”的理論與實踐，將為教育領域帶來革命性的變革，提供更加高效、個性化的學習體驗。未來的數字教材是什么，高科技如何賦能出版，進而出版社在新質生產力引領下如何搶占先機在數字教材領域占領一席之地？這些問題，需要我們從理論和實踐上進行探討。

一、數字教材的特點和發展優勢

（一）數字教材及其特點

未來的數字教材是什么樣的？將以何種方式呈現？一些學者進行了探討。他們指出，未來的數字教材將不僅僅是傳統教材的數字化版本，更是一個集成了智能教學系統（Intelligent Tutoring System，ITS）功能的綜合教育平臺，以實現人類知識和人類求知欲的個性化選擇和高效率匹配。Mingqian Chen在其研究中比較和構建了多種AI和機器學習技術，強調了運用這些新技術在個性化教育中的重要性和潛力[1]。徐升等學者研究認為，數字教材通過植入ITS中，并整合人工智能（AI）和機器學習（Machine Learning，ML）的先進技術，能夠使得數字教材的應用平臺（即更先進的ITS）實現根據學生的學習進度和理解水平動態調整教材內容和難度、提供即時反饋和建議，以及支持復雜問題的理解與生成等功能[2]。AlShaikh與Hewahi在研究中強調：“數據技術驅動的行為模型所展現出的強大推斷能力，構成了ITS（智能導師系統）的核心特性。”[3]這一觀點不僅凸顯了“數據”在教育與教材未來發展中的地位與作用，更為未來數字教材的演進指明了清晰的路徑，即傳統數字教材與ITS相結合，以數據驅動優化教育資源配置，提高整體教學效率。此外，Sosnovsky等學者在“世界人工智能教育大會：智能教材研討會”中進行了深入的剖析，明確指出數字教材的發展趨勢需要逐步趨向于智能化與個性化，即所謂的智能教材，其中尤為關鍵的是，未來的教材能夠促成互動與對話（dialogues）的生成[4]。

綜合學者的研究成果，可以預見，未來的數字教材不僅是一本靜態的電子書，而且還是一個高度集成的教育軟件系統，其核心目標在于模擬人類導師（教師）的個性化教學模式，亦可以被稱作“智能教材”。

未來數字教材將通過運用先進的人工智能技術和機器學習算法，實現對個體學生學習需求的精準適應，從而提供個性化的教學方案、即時的學習反饋以及互動性強的學習體驗[5]。這種數字教材區別于傳統的固定化、統一化內容，能夠依據每個學生的具體表現和學習偏好，動態調整教學內容與策略，以實現教學效果的最優化[6]。Brusilovsky等學者研究指出，隨著人工智能（AI）技術的深入應用，智能教材與學習者之間的交互模式正面臨著前所未有的挑戰與機遇[7]。未來的數字教材在逐步向利用人工智能技術強化其功能上的交互性、適應性和個性化轉移，同時借助機器學習技術，通過大數據分析產生學習“洞見”，以推動數字教材產品的持續優化與改進[8]。

（二）數字教材的發展優勢

提供全方位個性化學習。數字教材在深度融合先進系統如ITS后，具備強大的智能算法和數據分析能力。它們會對學生的學習進度進行詳盡追蹤，涵蓋作業完成情況、考試分數以及在線互動表現等多個方面。尤為重要的是，它們能夠深入挖掘學生反饋中的信息，從字里行間精準洞察學生的理解程度、學習難點及潛在困惑，進而輔助教師更好地關注班級內每位學生的學習需求。憑借這些詳盡的數據和深入的分析，未來的數字教材能夠精確掌握每位學生的學習狀態，自動調整內容和教學策略，而教師則更多地承擔引導興趣、啟發思維、疏解情緒等適合人類導師的非知識傳授任務。

提供智能互動與反饋。數字教材的引入無疑為學生學習體驗帶來了革命性的變革。其中，未來的數字教材為學生提供實時反饋，而實時反饋對學生有效學習的重要性不言而喻，它為學生提供了一個高效且針對性強的學習循環[9]。例如，當學生在解答數學復雜的問題時，數字教材可以即時分析他們的解題步驟，一旦發現錯誤，就能立即給出提示或建議。這種即時的干預讓學生有機會當場糾正自己的錯誤，從而避免了錯誤的思路在后續解題過程中的擴散。同時，通過不斷的即時反饋和糾正，學生對數學概念和解題技巧的理解也會逐漸加深。

提供多模態學習。未來的數字教材將通過融入視頻音頻、動畫、交互式模擬等一系列多媒體元素，為學生們帶來前所未有的學習體驗，極大地吸引他們的注意力，也為教師復雜概念的傳授和理解提供強有力的支撐；同時提供更多的社交互動和協作學習機會，學生可以通過虛擬教室、在線討論和合作項目等方式，進行更多的交流和學習。例如，在化學課程中，學生們可以通過交互式模擬進行化學實驗，觀察實驗現象、記錄實驗數據，從而更加深入地理解化學反應的原理和過程。

二、數字教材出版面臨的挑戰

對出版社來說，科技賦能融合出版，以數據和技術等支撐的數字教材，及時反饋涉及學生學習習慣、愛好、養成等，其中無疑會觸及學生的隱私。同時，技術的快速發展和產品的迭代升級，也往往需要出版社及時瞄準技術前沿，無形中需要出版社有較大投入。這些制約著出版社數字教材及相關智能平臺項目的決策與實施。

一是隱私和安全問題。隨著智能系統的大量應用，學生的個人數據和學習行為數據的安全和隱私問題變得尤為重要。如何確保這些數據在收集、存儲和處理過程中不被濫用或泄露，成為一個亟待解決的挑戰。

二是技術和成本問題。雖然智能系統具備強大的功能，但其開發和維護需要高水平的技術支持。一些出版社和教育機構可能缺乏必要的技術資源和專業人才，難以開發出高質量的數字教材。開發和部署智能系統需要大量的資金投入。對于一些經濟條件較差的學校和教育機構，這種高昂的成本可能成為他們無法承受的負擔。因此，如何降低智能導師系統的開發和運營成本，使其更加普及也是需要解決的問題。

三是利益相關者的接受度問題。智能導師系統的推廣和應用不僅需要教師的積極參與和認可，還需要其他利益相關者（如學校管理者、家長、出版企業等）的支持。然而，部分教師和其他利益相關者可能對新技術持懷疑態度，擔心其取代傳統方法或難以適應。因此，將教學與技術的深度融合作為出版內容創新的關鍵，繼而實現數字教材的普及和可持續發展也變得尤為重要。此外，如何協同教師等深度參與數字教材的編寫和測試，增強他們對新技術的認同感，以進一步提升教學質量和用戶體驗，也成為出版項目全生命周期的創新關鍵。

三、未來科技賦能融合出版的對策

（一）應高度重視隱私和安全問題

出版社必須將數據的隱私與安全保護作為數字教材出版工作的重中之重，在積極擁抱技術革新，將數字教材及其智能教育系統作為核心運營方向的同時，必須切實做好技術變革的戰略規劃，采取有效技術手段對數字出版全流程進行嚴格的加密防護，確保數據在收集、存儲和處理過程中不被濫用或泄露，保護作者和使用者的隱私和安全。這不僅是對學生和教師信息保護的需要，也是對出版社版權保護的需要。隨著技術驅動的融合出版逐漸成為出版行業的主流，出版社需要通過創新的技術戰略來保持其版權不被盜用，保持其在行業中的競爭優勢。

由于技術研發能力的短板以及高端科技人才的匱乏，出版社可以選擇與專業的教育技術公司建立合作伙伴關系，充分利用雙方的資源和技術優勢，在數字加密和信息防護方面加強合作，推動智能教育與數字教材的共同發展。

（二）深化對技術的認知

出版社需不斷加深對數字教材的理解。通過參與行業會議、專業培訓等，緊跟技術發展趨勢。建立研究團隊，追蹤教育技術的進展，確保數字教材的開發和更新能夠與行業同步發展，保持出版行業的競爭優勢。

加大經費投入。出版社需加大融合出版方面相應的經費投入，設立專門技術部門，配備人工智能、機器學習和大數據分析領域的專業人才。技術人員通過優化教材互動性、算法改進、學習數據分析等，推動智能化教材的定制化學習路徑開發。在該技術部門內，人工智能專家將負責開發提升數字教材互動性和自適應能力的技術，確保教材能夠根據學生的學習習慣和進度進行動態調整，為學生提供個性化的學習路徑和資源。機器學習專家則專注于優化算法，確保系統能夠通過分析學生的學習行為模式，提供精準的學習建議和輔導方案。教育學與大數據分析領域的專家將利用先進的數據挖掘技術，深入分析學生的學習數據，發現學習規律和潛在問題，從而為數字教材的優化提供有力的理論和數據支持。

（三）優化出版流程，協調合作共贏

強化市場意識。在數字化的背景下，出版社不僅要重視生產，還需加強市場與營銷環節，并強調必須做好跨部門的協作，確保技術開發與市場需求相匹配，技術產品與用戶體驗相融合。通過線上線下結合的推廣活動，擴大數字教材的市場影響力，增加數字教材的規模效應，力求降低智能導師系統的開發和運營成本，縮小與傳統教材的單位成本差距，普惠廣大師生。

加強與高校和科研機構合作。出版社應深化與高校、科研機構的合作，通過共建項目和設立研究基金，培養符合數字時代需求的人才。首先，出版社可以通過共建科研項目、設立專項研究基金等方式，支持高校和科研機構的研究工作，尤其是在人工智能、教育科技以及數字出版領域的前沿探索。通過參與這些項目，出版社不僅能夠吸收先進的技術成果，從而保持技術領先優勢，還可以使利益相關方都參與進來，增加他們的接受度，更好更快地擁抱數字教育時代的到來。

（四）建立激勵機制，重視人才培養

建立合理的激勵機制。為了充分調動員工的積極性和創造力，出版社應當建立一個科學且靈活的激勵機制，激發員工的潛能，并推動企業創新。這一機制應包括明確的績效考核標準，對員工的工作表現進行公平公正的評估，從而增強員工的工作熱情。此外，考慮到人工智能技術在出版行業中的日益重要，出版社應根據技術發展的趨勢，為員工提供個性化的職業發展規劃，確保他們能夠通過持續的培訓和學習，掌握前沿技術。出版社應引入與人工智能相關的培訓內容，幫助員工提升對新技術的理解和應用能力，從而在數字化轉型中保持領先。

重視人才培育與團隊建設。出版社應營造一個鼓勵持續學習與創新的工作氛圍，通過提供必要的培訓與職業發展機會，增強員工的技能與知識儲備。作為知識創新的重要平臺，出版社應把創新和生產力的培養作為團隊建設的核心任務。通過培養員工的創新精神，出版社將能夠不斷推出具有市場競爭力的產品；同時，通過提升生產力，確保產品質量始終保持高標準。

當前，教育中的人工智能（AIEd）產品快速發展，數字教材及其智能系統的廣泛應用成為大勢所趨。隨著智能系統在教育中的不斷深化，教材出版的形態已逐步從傳統的內容制作轉向更為復雜的技術與內容融合。教育領域人工智能產品的快速發展不僅提升了學生的學習體驗，也對教育出版提出了更高的要求。在這一背景下，出版社需要深刻理解新興教育趨勢，并將技術革新與內容生產相結合，制訂長遠的戰略規劃，以應對未來數字化轉型的挑戰，出版能夠適應未來數字教育發展需要的高質量數字教材，從而更好地服務于教育教學領域。

參考文獻：

[1]Mingqian Chen. A comparison of machine learning techniques in building an intelligent tutoring system[J].Applied and Computational Engineering，2023（5）：662-666.

[2]徐升，佟佳睿，胡祥恩.下一代個性化學習：生成式人工智能增強智能輔導系統[J].開放教育研究，2024，30（2）：13-22.

[3]Alshaikh F， Hewahi N. AI and machine learning techniques in the development of Intelligent Tutoring System：A review[C]//2021 International Conference on innovation and Intelligence for informatics，computing，and technologies （3ICT）.IEEE，2021：403-410.

[4]Sosnovsky S，Brusilovsky P，Lan A.Intelligent Textbooks：The Fifth International Workshop[C]//International Conference on Artificial Intelligence in Education.Cham：Springer Nature Switzerland，2023：97-102.

[5]Nafea IT.Learning Machine in Educational Technology[M]. Machine Learning-advanced Techniques and Emerging Applications.Zagreb：In Tech，2018：175-183.

[6]Sosnovsky S，Brusilovsky P，Lan A.Intelligent Textbooks：The Fifth International Workshop[C]//International Conference on Artificial Intelligence in Education.Cham：Springer Nature Switzerland，2023：97-102.

[7]Brusilovsky P.，Sosnovsky S.，Thaker K..The return of intelligent textbooks[J].AI Magazine， 2022， 43（3）：337-340.

[8]Zhang N，Wan A，Huang J，et al.The current advances in the use of Virtual Reality technology in book publishing[J].Publishing Research，2023，2（1）.doi：10.48130/PR-2023-0002.

[9]Brusilovsky P.，Sosnovsky S.，Thaker K..The return of intelligent textbooks[J].AI Magazine， 2022， 43（3）：337-340.

作者簡介：李若彬，湖南師范大學教育科學學院博士生（長沙 410081），河南牧業經濟學院心理健康教育中心講師（鄭州 450046）。

編校：王 謙