基于應用場景的數字教材結構模型構建

隨著互聯網、大數據、人工智能等新技術與教育領域的深度融合，教育出版行業正經歷全方位的數字化轉型浪潮。2021年，國家新聞出版署印發的《出版業“十四五”時期發展規劃》強調，推進出版產業數字化和數字產業化，大力提升行業數字化數據化智能化水平［1]。2022年1月，國務院印發的《“十四五”數字經濟發展規劃》指出，深入推進智慧教育，推動“互聯網 + 教育”持續健康發展[2]。《教育部等九部門關于加快推進教育數字化的意見》指出：“制定數字教材建設和管理指導意見，分領域分專業研發一批示范性精品數字教材，支持地方、學校和企業開發數字教材。\"[3]這些政策文件從宏觀規劃到具體實踐，層層推進，不僅為教育數字化轉型錨定方向，更為數字教材的創新發展營造了良好的政策環境。

一、數字教材的概念與特征

目前，國內對數字教材的定義尚未形成統一。一類定義強調其教育屬性與規范性，即要求符合國家教學標準并經由正規出版流程審核。例如：鐘啟泉引用了山內祐平在《數字教材教育學》中的觀點，認為“數字教材”指“集合了教科書、音聲、靜物畫、動畫和影片等多種表達方式（多媒體）的信息形態的教材”[4]；李靜等認為，“數字教材是以符合專業人才培養目標的相應教學標準及課程標準的富媒體內容為基礎，利用數字技術加工，并由具有相應出版資質的相關機構按照國家規定出版流程制作，通過出版審校的可公開在線發行的出版物”[5]。另一類定義凸顯數字教材的技術特性和應用場景。例如：毛芳等認為，數字教材是“以課程教學內容為基礎，利用多媒體技術呈現，依據教學活動整合各類學習交互、學習工具等要素，并按一定標準封裝正式出版的，通過互聯網傳播的用于課程教學的數字內容產品”[6]；黃榮懷認為，“數字化教材，即以數字形態存在、可裝載于數字終端閱讀、可動態更新內容、可及時記錄交互軌跡的新型學習材料”[7]。基于此，文章將數字教材界定為“以國家課程標準/職業能力標準為根基，依托課程教學內容構建，融合多模態資源（文本、音視頻、動畫等）和內容交互工具，按照標準封裝正式出版的數字內容產品。它可以通過數字終端動態呈現并支持追蹤學習過程，其本質是連接教育規范性與技術可能性的智能化教育基礎設施”。數字教材具有“出版一教育一技術”三位一體的特征：出版規范是基本要求，保障內容的權威性和有序性；教育本質是根本屬性，確保技術服務于教學需求；技術賦能是關鍵支撐，推動教材從數字化向智能化發展（具體表現如表1）。

二、數字教材在國內外應用現狀

在全球教育數字化轉型浪潮中，數字教材的國際實踐與本土探索呈現技術路徑趨同但制度模式各異的特點。第一，國際路徑。以培生教育集團、麥格勞希爾教育集團、圣智學習出版公司為代表的國際出版巨頭通過“數字優先”戰略重構產品生態：基礎層提供純閱讀型數字教材（如培生Pearson+電子書庫）；增強層將教材拆解為知識點，融入智能教學平臺（如麥格勞希爾Connect的SmartBook自適應學習模塊）；生態層通過API對接主流教學管理系統（如Blackboard/Canvas），實現跨平臺資源流通。該產品生態的核心邏輯是以訂閱經濟（如圣智CengageUnlimited訂閱制）和自適應學習技術為引擎，形成高教市場主導的商業閉環。這種市場化、集團化的推進模式使數字教材成為技術深度融入教育的重要載體，其重點開發的自適應學習系統和跨平臺兼容特性充分體現了技術實用主義的應用導向。第二，本土實踐。數字教材在政策引導和技術驅動的雙重作用下呈現差異化發展態勢。其一，在基礎教育領域，以人民教育出版社為代表的權威出版機構主導完成了數字教材的三代升級，包括電子書、富媒體和交互式教材的發展演進，嚴格依據國家課程標準，構建了涵蓋備課、教學與自主學習的完整教學閉環。其二，在高教職教領域，超星以豐富的校本課程資源為基礎開發數字教材，通過“知識圖譜 + AI助教”重構教學流程，形成“教學一教材一教學”的良性循環體系；智慧樹借助產業對接推動職教改革，依托課程資源庫，為高校和職業學校提供基于產業需求的專業群教材解決方案；出版社則通過內容權威性嫁接技術重塑數字教材生態，如機械工業出版社等專業類出版社聚焦職業教育領域，將崗位技能標準、模塊化數字課程逐步轉為數字教材，并聯合華為、騰訊等企業開發認證實訓資源。

目前，數字教材正面臨技術賦能凌駕于教育出版本質之上的“平臺化困境”。為強化交互功能與教學支持，國內外教育出版機構均趨向將數字教材擴展為“內容 + 工具 + 數據”的復合平臺（如藍墨云教材與云班課的綁定），這雖能提升使用體驗，卻侵蝕著教材的核心屬性：內容審校機制正逐步讓位于功能升級與AI模型優化，傳統“凡編必審”的出版規范面臨邊緣化風險，導致數字教材與在線課程、學習工具之間的界限日趨模糊。如果教材喪失其國家事權的權威地位，將可能淪為既無法確保知識準確性、又難以替代專業教學的低效產物。國內外實踐由此揭示數字教材發展的根本命題：技術迭代不可消解教育規范性，智能化升級必須錨定“教材本質”—唯有堅守內容為體、技術為用，方能在教育智能化浪潮中守住育人初心。

三、應用視角下的數字教材模型構建路徑

為推動數字教材的跨場景應用，出版機構需要構建數字教材的通用模型，通過標準化框架實現教學內容與資源的系統整合，確保內容的結構化和模塊化呈現。這不僅有助于快速生成適配不同學段、學科、教學需求的數字教材，還能提升資源復用效率、降低開發成本、推動教學模式創新、滿足多樣化學習需求。

（一）數字教材主要呈現兩種應用形態

數字教材在國內教學實踐中的深度應用正通過場景適配重塑教學關系。在線上線下混合教學模式并存的背景下，數字教材可支持課堂閱讀與在線學習雙軌并行的應用方式。

第一，數字教材的閱讀模式延續了傳統教學特征，借助文字縮放、批注標記等基礎功能，實現了紙質教材教學邏輯向數字化形態的平穩過渡。在此模式中，教師無須重構教學設計，可直接在課堂展示數字內容，顯著降低技術適應門檻，保障教學連貫性。第二，數字教材的在線學習模式深度融合學習管理系統，成為智能教育生態的核心載體。它突破資源壁壘，通過個性化內容動態推送，構建“學一練一測一評”于一體的閉環系統；兼容慕課、教務等多平臺，實現教材資源跨系統流通（如在教學平臺展示內容、向教務系統提供過程數據），從根本上解決教育資源重復建設問題，有效提升教學效能。

閱讀模式的無縫銜接保障了班級教學和線上教學的連貫性和教育穩定性，在線學習模式驅動“學一練一測一評”閉環與跨平臺資源流通，以生態整合力激活教學新效能。文章將從數字教材的內容結構、封裝交互、接口和運行模式四個方面闡述如何構建能同時適應不同模式的數字教材技術模型。

（二）數字教材的內容結構

數字教材本質上是教材，具有教材的特點。教材是學校教育教學的基本依據，其作為教育理念、教育內容、教育規律的集中體現，是教育教學的關鍵支撐[8]。因此，數字教材以核心教學內容為基礎框架，依托數字化載體優勢，有機整合音視頻、動畫及虛擬仿真等多媒體元素，并通過多元化交互設計實現內容的多維呈現。

第一，數字教材的內容結構指教學內容與資源的組織體系，需要采用分層、模塊化和可擴展的架構設計，通過系統整合文本、音頻、視頻、動畫等多媒體資源素材，實現知識節點的有機融合。數字教材內容結構的核心特征在于結構化與彈性的有機結合。其通過將內容分解為精細化的知識單元，并依據知識體系架構、教學邏輯序列及學習認知路徑進行動態重組，最終構建涵蓋思維導圖、知識圖譜等多元形態的復合型內容體系。這既能保證知識體系的系統性，又可通過模塊化設計實現內容的快速組合、衍生（如生成職教本科／專科版教材），滿足個性化學習與多元教學場景需求。第二，數字教材的內容承載量顯著超越傳統紙質教材。受限于版面容量，傳統紙質教材無法完整覆蓋各認知層次學生的學習需求，因此出版機構往往需要根據不同學力水平和教學目標開發多個版本。數字教材可整合同一知識點的多層級教學內容，通過智能教學系統實現動態化呈現，并基于學習過程數據和測評結果，為學習者實時提供個性化的學習指導。

（三）數字教材的封裝交互

我國的教材建設工作由國家進行統籌管理。“國家是行使教材建設管理的第一權力主體，在教材管理體系中發揮領導、組織和督查的決定性作用。”[9]2020年，中華人民共和國教育部發布一系列教材管理辦法，明確了教材“凡編必審”“凡選必審”“管建結合”的指導方針[10]，將教材建設納入教育督導范疇。隨著數字教材日益成為主流的教學資源形態，其被納入國家教材統一規劃與管理體系已成為必然趨勢。然而，數字教材本身具有傳播速度快、技術開放性高、交互性強等特征，這種動態發展的屬性導致其在開發和應用過程中持續迭代更新與擴展，從而給監管工作帶來了全新的難題。由此可見，數字教材應當是一種可以封裝定版的數字產品。數字教材的封裝特性確保其每個版本都能受到有效監管，特別是面對意識形態和科學理論方面的審查，從而保障其作為教材必須具備的政治正確性、權威性、科學性。

數字教材的封裝主要包含數字教材的元數據、結構、內容和交互接口。數字教材的元數據包含教材名稱、作者、出版機構等基礎信息；數字教材的結構主要包含導航目錄等框架要素，為系統運行和內容解析提供必要的信息支持；數字教材的內容主要由文本、圖片、音視頻、動畫等多媒體素材組成；數字教材的交互接口主要包括數字教材內部數據和外部應用交換互動的標準以及相關的互操作接口，這些多元要素共同構成了一個獨立且具備交互能力的數字教材產品。

（四）數字教材的接口

數字教材的內容呈現形式包括文本、圖片、音頻、視頻和動畫等要素，這些要素既構成了面向學習者的內容呈現體系，又需要與教材運行環境實現雙向交互操作。數字教材需要同時滿足沉浸式閱讀和教學互動的雙重需求。學生能夠通過數字教材進行自主學習、協作交流或接受教師指導，并實時獲取學習反饋；教師則可以依托數字教材組織教學內容，及時追蹤學生的學習過程數據。這種雙向互動機制使數字教材成為真正意義上的智能教學載體。數字教材通過其接口及交互操作標準，能夠在復雜的智能學習環境中保持獨立運行。基于接口實現程度的不同，數字教材可為不同用戶提供差異化的閱讀與學習體驗。數字教材的交互能力隨平臺接口復雜度而變化：在基礎接口平臺上，它可提供完整閱讀功能和實現基本交互；在具備復雜接口與數據互操作能力的平臺中，數字教材可與學習系統實現深度整合，既可作為慕課等平臺的教學資源，又能支持自適應學習與學情分析等智能功能，從而全面融入數字化教學流程。通過對數字教材內容結構、封裝特性和接口標準的系統研究，文章構建了如圖1所示的結構模型，并將數字教材定義為：采用數字化形態，以結構化教學內容為核心，整合多媒體資源，具有封裝特性和交互功能的教育內容產品。經封裝定型的數字教材可通過線上出版流程成為正式電子出版物，也可作為非正式教學資源供師生使用。

（五）數字教材的運行模式

數字教材運行模式的核心在于“內容與環境解耦”，即數字教材作為獨立封裝的數字產品，可與運行環境分離存在，通過標準化接口實現靈活交互。數字教材封裝后的內容包括集成元數據、結構化內容及交互接口，經數字簽名固化后形成獨立數據單元，既能滿足“凡編必審”的監管要求，又支持網絡分發或離線加載至各類運行環境一小到基礎閱讀器，大到智能學習系統、學習管理系統等復雜教學平臺，均可采用標準化接口接入教材內容，實現“一處封裝，多端運行”。

基于運行環境的差異，數字教材的運行共分為兩類核心模式：獨立運行模式和平臺集成模式。在獨立運行模式下，數字教材通過本地閱讀器離線加載，適用于網絡不穩定或基礎教學場景（如線下課堂演示），支持基礎閱讀與簡單交互（如高亮標記、目錄跳轉、文內搜索等；平臺集成模式則將教材嵌入智能學習系統、學習管理系統等，通過促進課程內容的標準接口與課程資源、測試工具等深度融合，實現學習數據互通（如記錄答題軌跡、生成學情報告）與功能擴展（按學習進度推送個性化資源），在此過程中，數字教材內容提供商只需要提供符合標準格式的封裝教材。當教師或學生完成購買后，教材內容及配套交互功能可通過學習管理系統遠程調用，實現無縫獲取，從而突破了傳統“內容與平臺綁定”的限制。如圖2所示，數字教材與學習管理系統采用獨立運行的設計架構。出版機構只需要提供符合標準規范的數字教材封裝文件，即可讓師生在學習管理系統中遠程調用或加載數字教材，直接獲取教材內容及其配套的交互學習功能。

四、結語

當前，隨著互聯網、大數據和人工智能技術的快速發展，以及在線教育需求的持續增長，數字教材市場蘊含巨大的發展潛力。要想實現數字教材的可持續發展，出版機構必須在技術研發、內容建設和版權保護等多個維度進行持續優化與創新。數字教材的根本目的在于服務教學實踐。在創作編輯、內容審核出版發行、教學應用以及平臺支持的完整生命周期中，數字教材的內容主體與運行環境可以采用相互分離的架構模式。未來，數字教材將突破當前學習系統的局限，不再局限于機構內部的封閉存儲，而是實現互聯網范圍的廣泛部署。這種開放架構能有效避免教學平臺的重復建設，實現教育資源的共享互通。然而，當前出版機構仍須解決接口標準化和數據安全等關鍵問題，需要通過加強數據加密技術等措施，推動數字教材向“開放兼容、智能適配”的方向發展，最終建立“內容即服務”的新型教育應用形態。

［參考文獻]

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[6]毛芳，李正福.我國高等教育數字教材發展的現狀、問題與對策［J].出版參考，2023（05）：11-16.

[7］黃榮懷.數字化教材、大數據測評未來學習要構建智慧教育新生態[EB/OL].（2022-04-05）[2025-06-01].https：//m.gmw.cn/baijia/2022-04/05/1302883197.html.［8］田慧生.中國特色高質量教材體系要堅定和彰顯文化自信[EB/OL].（2021-12-07）[2025-06-01].http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/s5148/202112/t20211207_585258.html.

[9］郝志軍.教材建設作為國家事權的政策意蘊［J].教育研究，2020（03）：22-25.

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