張蓉菲 田良臣 彭婉 李倩倩

[摘? ?要] 在智能時代，開發(fā)出個性化且高質(zhì)量的數(shù)字教材已成為當前課程教學(xué)建設(shè)中的一個重要課題。以智能時代為語境，對中小學(xué)數(shù)字教材設(shè)計進行歷史溯源，廓清中小學(xué)數(shù)字教材的設(shè)計邏輯。然而，數(shù)字教材設(shè)計同時面臨設(shè)計價值認知存在缺位與錯位、數(shù)字教材交互設(shè)計易忽視與應(yīng)用情境之契合、知識統(tǒng)整模式亟須創(chuàng)新與規(guī)范、內(nèi)容與功能設(shè)計存在技術(shù)偏失四個方面的現(xiàn)實挑戰(zhàn)。據(jù)此，提出中小學(xué)數(shù)字教材設(shè)計的實踐理路：一是形塑智能技術(shù)嵌入數(shù)字教材設(shè)計中的價值治理框架，二是優(yōu)化數(shù)字教材交互體驗的智適應(yīng)反饋與改進機制，三是合規(guī)評議數(shù)字教材知識統(tǒng)整數(shù)智化轉(zhuǎn)型的創(chuàng)新模式，四是構(gòu)建數(shù)字教材內(nèi)容與功能設(shè)計的技術(shù)責任體系。

[關(guān)鍵詞] 數(shù)字教材； 邏輯結(jié)構(gòu)； 交互設(shè)計； 知識統(tǒng)整

[中圖分類號] G434? ? ? ? ? ? [文獻標志碼] A

[作者簡介] 張蓉菲（1995—），女，山東日照人。博士研究生，主要從事設(shè)計教育研究。E-mail：zhangrongfei822@163.com。

基金項目：2021教育部新文科研究與改革實踐項目“新文科視域下綜合性大學(xué)教師教育改革與實踐”（項目編號：20210850）；2022年國家社科基金社會學(xué)一般項目“互聯(lián)網(wǎng)+教育”促進城鄉(xiāng)教育均等化的機制研究（項目編號：22BSH014）

一、引? ?言

教材作為傳播人類優(yōu)秀文化、國家意志和師生開展教育教學(xué)活動的基本媒介，受到了人類媒介技術(shù)發(fā)展和信息傳播方式變革等因素的影響。人工智能、增強現(xiàn)實、智能輔導(dǎo)系統(tǒng)、學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)等教育技術(shù)手段走進課堂，促使教材新形態(tài)不斷發(fā)展和構(gòu)建，近年來，數(shù)字教材被納入教材創(chuàng)新建設(shè)工作當中。2020年1月，教育部頒布的《國家教材建設(shè)重點研究基地管理辦法》中強調(diào)，應(yīng)研究“信息時代新形態(tài)教材”[1]。2022年，教育部印發(fā)的《義務(wù)教育課程方案和課程標準（2022年版）》再次明確提出，教材的編寫應(yīng)充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，強化數(shù)字教材建設(shè)，用數(shù)字化的手段促進信息科技教育的發(fā)展[2]。然而，目前國內(nèi)外有關(guān)數(shù)字教材研究均聚焦于數(shù)字教材的內(nèi)涵、開發(fā)和應(yīng)用等方面[3]，對于數(shù)字教材建設(shè)背后的價值與問題研究亟待進一步拓展。為此，以智能時代為語境，挖掘智能時代中小學(xué)數(shù)字教材設(shè)計的邏輯結(jié)構(gòu)及實踐理路，以期能對數(shù)字教材的未來建設(shè)與發(fā)展提供有益參照。

二、中小學(xué)數(shù)字教材設(shè)計的歷史溯源

數(shù)字教材設(shè)計的興起與發(fā)展離不開技術(shù)的支撐與服務(wù)，不同時代的技術(shù)催生了不同形態(tài)的數(shù)字教材設(shè)計范式。以傳統(tǒng)計算機技術(shù)為核心支撐的知識工程化時代，為數(shù)字教材的建設(shè)奠定了基礎(chǔ)，到了云計算、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心支撐的教育信息化時代，數(shù)字教材開始呈現(xiàn)出更為豐富的形態(tài)和內(nèi)容，進入智能時代，大數(shù)據(jù)、5G和人工智能技術(shù)成為數(shù)字教材設(shè)計的核心支撐，中小學(xué)數(shù)字教材不斷朝著智能化、個性化的方向發(fā)展。綜合技術(shù)的發(fā)展歷程來看，中小學(xué)數(shù)字教材經(jīng)歷了從以掃描紙質(zhì)內(nèi)容為主的靜態(tài)“電子教材”，到以多媒體制作技術(shù)為主的“電化教材”轉(zhuǎn)變，并逐步邁入新型智能化“數(shù)字教材”形態(tài)嬗變歷程（如圖1所示）。

（一）知識工程化時代：數(shù)字教材設(shè)計的萌芽期（20世紀70—90年代）

隨著現(xiàn)代通信和傳播技術(shù)的進步，信息傳播速度與范圍正不斷向縱深發(fā)展。1977年，美國斯坦福大學(xué)費根鮑姆（Feigenbaum）提出“知識工程”這一概念，即知識工程化，是人們將已有事物的認知理解進行分析、歸納和傳播的全過程[4]。數(shù)字教材的研發(fā)源于電子書的發(fā)展，知識工程化為電子教材設(shè)計提供了理論和方法支持。1968年，用戶語言接口方面的先驅(qū)者Andries Van Dam 首創(chuàng)“Electronic Book”（電子書）這一概念，并開發(fā)了超文本系統(tǒng)（Hypertext Systems）用于儲存、檢索和鏈接知識結(jié)構(gòu)。與此同時，美國計算機科學(xué)家Alan Kay基于建構(gòu)主義理論，設(shè)計開發(fā)了一款能夠替代紙質(zhì)書籍，便于每位兒童隨時隨地閱覽的個人電腦——“Dynabook”[5]。綜合來看，此階段的電子教材設(shè)計綜合了教育學(xué)、心理學(xué)、工程學(xué)等跨學(xué)科研究成果，大致呈現(xiàn)兩種教材設(shè)計取向。其一，基于行為主義的數(shù)字教材開發(fā)設(shè)計：電子計算機輔助教學(xué)（CAI，1975—1985）。自20世紀70年代后期到80年代初，伴隨著計算機的問世，基于行為主義教學(xué)理論的中小學(xué)數(shù)字教材得到初步研發(fā)，電子教材開始具備信息提示和學(xué)習(xí)者應(yīng)答反饋的基本功能。其二，基于認知主義的數(shù)字教材設(shè)計：多媒體教材（Multimedia，1985—1995）。從20世紀80年代后期到90年代初，隨著自適應(yīng)超媒體領(lǐng)域?qū)Ξ嬅?、影像、聲音等處理能力的提升，增加了支持人機之間有意義回答和概念映射練習(xí)的多媒體設(shè)計。然而，受限于當時的機械化學(xué)習(xí)策略，多媒體教材在解決紙質(zhì)教材中知識扁平化、去情境化、去體驗等方面，仍不具備明顯的優(yōu)勢，此階段的電子教材設(shè)計仍處于初級階段。

（二）教育信息化時代：數(shù)字教材設(shè)計的發(fā)展探索期（20世紀90年代—21世紀初）

從20世紀90年代后期到21世紀初，語義網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的發(fā)展，使遠程學(xué)習(xí)共享變?yōu)榭赡?，基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及知識模型架構(gòu)的數(shù)字教材得以研發(fā)，數(shù)字教材設(shè)計邁入發(fā)展探索期?？v觀全球，美國佛羅里達大學(xué)最早推出電子教材，將紙質(zhì)教材內(nèi)容掃描成電子形式，并保留了紙質(zhì)教材的內(nèi)容與排版。為順應(yīng)教育信息化發(fā)展，新加坡于1999年也開發(fā)了集存儲、記載和閱讀信息資料于一體的數(shù)字化教材[6]。我國中小學(xué)數(shù)字教材研究與實踐始于2000年前后，與國際數(shù)字教材興起時間基本一致。2001年，人民教育出版社推出我國最早的“手持電子教材”，關(guān)于中小學(xué)數(shù)字教材的設(shè)計研究正式展開。在這一時期，數(shù)字教材的設(shè)計處于發(fā)展探索期，具有豐富的多媒體顯示功能，使教材的閱讀和使用更加方便快捷，同時還提供了學(xué)習(xí)課包、課外實踐、在線討論、知識測評、問題答疑指導(dǎo)等功能。

（三）教育智能化時代：數(shù)字教材設(shè)計的智能轉(zhuǎn)型期（21世紀至今）

相對于前兩個階段，智能轉(zhuǎn)型期的數(shù)字教材設(shè)計更關(guān)注主體使用體驗以及對學(xué)習(xí)者生活經(jīng)驗的智能化映射。智能技術(shù)與教育的融合，促進了國家數(shù)字教材研發(fā)體系建構(gòu)，對數(shù)字教材編寫、出版范式做出了一系列數(shù)字化變革的要求。2012年，人教社啟動了第二代人教版數(shù)字教材的設(shè)計工作，開始注重將數(shù)字教材與豐富的教學(xué)構(gòu)建組織結(jié)合。2018年4月，教育部發(fā)布《教育信息化2.0行動計劃》，將數(shù)字教育資源列入中小學(xué)教材配備要求范圍[7]。2019年，教育部印發(fā)《全國大中小學(xué)教材建設(shè)規(guī)劃（2019—2022年）》，提出“建設(shè)信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合、多種介質(zhì)綜合運用、表現(xiàn)力豐富的新形態(tài)教材”[8]。2022年11月1日，首批中小學(xué)數(shù)字教材國家標準開始實施，數(shù)字教材設(shè)計逐漸走向規(guī)范化。這一時期，數(shù)字教材邁入智能轉(zhuǎn)型期，注重“智能終端+交互內(nèi)容+服務(wù)平臺”于一體的立體化教材開發(fā)。例如，“Pearson eText”是由全球最大的教育出版商之一Pearson Education開發(fā)的數(shù)字教材平臺，同時也是提供學(xué)習(xí)管理和學(xué)習(xí)分析工具的服務(wù)平臺，具備智能檢索、個性化內(nèi)容推薦、進度追蹤和在線評估等功能。類似的平臺還包括谷歌和微軟開發(fā)的“Microsoft Classroom”和“Google Classroom”在線學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)，支持教師組織課程資源、布置作業(yè)以及與學(xué)生的交流互動。這類智能化平臺與數(shù)字教材的結(jié)合應(yīng)用，使得數(shù)字教材具備更強的交互性和智能屬性，可為學(xué)生提供個性化學(xué)習(xí)和智能化輔導(dǎo)。

三、智能時代中小學(xué)數(shù)字教材設(shè)計的邏輯結(jié)構(gòu)

在智能時代，數(shù)字教材是教學(xué)新范式實施的載體，對于學(xué)科知識創(chuàng)新呈現(xiàn)、建構(gòu)及內(nèi)化極具價值意義。設(shè)計是智能教材建設(shè)中的一個重要環(huán)節(jié)，涉及教材價值導(dǎo)向、交互式學(xué)習(xí)情境的提供、知識的整合與聯(lián)結(jié)，合理組織課程資源等方面。據(jù)此，本研究從價值邏輯、交互邏輯、知識邏輯、組織邏輯四個方面對智能時代中小學(xué)數(shù)字教材設(shè)計的邏輯結(jié)構(gòu)予以解析。

（一）價值邏輯

厘清智能時代中小學(xué)數(shù)字教材設(shè)計的價值邏輯，是中小學(xué)數(shù)字教材構(gòu)建與其發(fā)展的出發(fā)點。雖然融入智能技術(shù)的中小學(xué)數(shù)字教材是一種以思維發(fā)展和認知創(chuàng)新為基本目標的“智能化產(chǎn)物”，但其背后的設(shè)計思維才是真正促進教材設(shè)計發(fā)展的創(chuàng)新方法論[9]。一是從教材設(shè)計的主體角度看，其知識背景、個人經(jīng)驗、設(shè)計意圖直接影響或決定著數(shù)字教材的價值導(dǎo)向。在智能時代，教材設(shè)計者承擔著新時代的文化使命，不僅需要利用設(shè)計方法體現(xiàn)課程標準要求，還要充分利用技術(shù)手段拓展課程資源，以確保數(shù)字教材的科學(xué)性、思想性與倫理統(tǒng)一性。二是從開發(fā)設(shè)計流程看，智能技術(shù)的介入使得數(shù)字教材設(shè)計更為關(guān)注教材資源開放共享的實現(xiàn)、教材編制的人機融合、教材智能審查及教材新樣態(tài)。在設(shè)計前期，數(shù)字教材需求分析和定義，關(guān)系著數(shù)字教材的規(guī)范性、有序性和層次性；在設(shè)計過程中，則重點關(guān)注以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)環(huán)境視覺搭建、知識的整合與分層、多媒體資源支持等；在設(shè)計后期，對數(shù)字教材問題反復(fù)建構(gòu)、采取行動及其價值評估更是解決智能教學(xué)困境和倫理性問題的關(guān)鍵所在。三是智能時代數(shù)字教材設(shè)計是決定教育教學(xué)和技術(shù)融合的關(guān)鍵。智能型數(shù)字教材系統(tǒng)由數(shù)字教材與智能學(xué)習(xí)平臺共同組成，具有知識結(jié)構(gòu)圖譜化、資源組織系統(tǒng)化、學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)可視化、學(xué)習(xí)管理智能化等形態(tài)特征[10]。因此，智能時代數(shù)字教材設(shè)計不再是簡單的實現(xiàn)教材數(shù)字化，其價值主要體現(xiàn)在對教與學(xué)應(yīng)用場景的擴展，從更高層次上重建教育范式與服務(wù)模式，推動教學(xué)智能體不斷發(fā)展。

（二）交互邏輯

數(shù)字教材的創(chuàng)新交互設(shè)計，不僅能滿足知識傳播方式的新需求，更能有效緩解傳統(tǒng)教材中缺乏交互式互動，無法保證學(xué)習(xí)質(zhì)量的問題[11]。首先，從交互主體關(guān)系看，數(shù)字教材設(shè)計的交互主要由“人—人”和“人—機”兩種關(guān)系構(gòu)成[12]。設(shè)計者可以通過大數(shù)據(jù)、云計算服務(wù)等技術(shù)深度挖掘數(shù)字使用主體的需求數(shù)據(jù)，并以此思考教材設(shè)計的適用性和意義性，即對教學(xué)活動和教育教學(xué)中所產(chǎn)生問題的實際影響、功能以及它的價值進行思考。其次，從交互應(yīng)用的種類看，主要包括操作交互、信息交互和概念交互三個方面[13]。智能時代的數(shù)字教材可以通過操作交互功能和信息交互設(shè)計，為學(xué)習(xí)者提供界面友好、風(fēng)格統(tǒng)一、智能操作等高效服務(wù)，以實現(xiàn)新舊概念與認知結(jié)構(gòu)之間的智能重建，充分發(fā)揮認知主體作用。數(shù)字教材的設(shè)計可視為設(shè)計者和學(xué)習(xí)者二者交流的概念交互過程，而這個過程是數(shù)字教材知識來源與內(nèi)化的主要途徑。最后，從交互功能結(jié)構(gòu)看，已有不少研究證實了數(shù)字教材中的交互式動畫、協(xié)作式問答及智能交互功能對學(xué)習(xí)動機的促進作用[14]。一方面，融入圖像識別、情感計算、自適應(yīng)技術(shù)等智能技術(shù)的數(shù)字教材，能夠為學(xué)生提供集視覺、聽覺、觸覺一體化的虛擬交互環(huán)境。另一方面，智能互動式的界面設(shè)計有利于將抽象內(nèi)容具象化，加深學(xué)生對知識內(nèi)容的理解，其強調(diào)以學(xué)習(xí)者的生活經(jīng)驗、特征和學(xué)習(xí)軌跡為依據(jù)，通過知識圖譜技術(shù)對學(xué)習(xí)策略的可視化分析，從而為學(xué)習(xí)者個性化學(xué)習(xí)提供較好的支持。

（三）知識邏輯

智能時代的數(shù)字教材設(shè)計更加凸顯了知識觀的變革，體現(xiàn)了新技術(shù)背景下知識的新的呈現(xiàn)與組織方式。一是新知識模式應(yīng)運而生，導(dǎo)致知識觀的轉(zhuǎn)變。智能時代數(shù)字教材設(shè)計的知識邏輯來自背后相應(yīng)的知識觀的引領(lǐng)，其知識觀是對數(shù)字教材設(shè)計過程中知識本質(zhì)、組織、價值等知識問題的總體認識。傳統(tǒng)數(shù)字教材的設(shè)計受科學(xué)主義知識觀引領(lǐng)，對知識的認識局限在特定的經(jīng)驗方法論范圍，其知識邏輯以符合國家價值取向的統(tǒng)一性和有序性的客觀內(nèi)容為前提。智能時代數(shù)字教材的知識來源不再是人類認識世界的“鏡式”反映，還包括基于人工智能技術(shù)對人的認識、能力、興趣和對知識主動建構(gòu)的認知成果[15]。二是知識結(jié)構(gòu)強調(diào)融合多元，由傳統(tǒng)“單學(xué)科”向“超越學(xué)科的轉(zhuǎn)變”。智能時代的數(shù)字教材已不囿于權(quán)威性與科學(xué)性，而是轉(zhuǎn)向非中心性、開放性與不確定性，知識以“快速流動”“圖譜可視化”“智能檢索”等視覺形態(tài)在數(shù)字教材中形成聯(lián)結(jié)。三是在知識組織方式上，強調(diào)個體和集體知識的共同發(fā)展。在智能時代，數(shù)字教材設(shè)計強調(diào)以社會化參與為基礎(chǔ)的共同創(chuàng)作方法，師生也可以成為教材的設(shè)計者，為解決真實問題而對知識共同建構(gòu)。通過參與設(shè)計的過程，數(shù)字教材不再是“知識霸權(quán)”的代表，也不是小型專家團體的妥協(xié)，而是一種更為寬泛意義上的社會承載[16]。由此來看，智能時代下數(shù)字教材設(shè)計強調(diào)知識觀的更新，具有知識的可視化、開放性、共享性特征，其組織方式上注重社會共建與個體構(gòu)建，重視知識的主動建構(gòu)和自由發(fā)展。

（四）組織邏輯

數(shù)字教材的內(nèi)容編排和設(shè)計屬于微觀課程設(shè)計，它由學(xué)科知識邏輯與教學(xué)邏輯組合而成。智能時代中小學(xué)數(shù)字教材的組織邏輯，可從內(nèi)容設(shè)計及組織形式兩個方面進行分析。首先，在內(nèi)容設(shè)計方面，智能時代的數(shù)字教材引入了可共享知識表示的標準化格式以及智能架構(gòu)解決方案，具有個性化、沉浸化、模塊化的特征。一方面，智能時代的數(shù)字教材可通過記錄學(xué)生閱讀特定頁面的時間戳、閱讀速度、參與程度、注意力水平等閱讀行為與學(xué)習(xí)軌跡等信息，聚焦學(xué)生對教材內(nèi)容的專注點，為其提供滿足個性化學(xué)習(xí)需求的優(yōu)質(zhì)內(nèi)容。另一方面，智能時代數(shù)字教材的內(nèi)容設(shè)計能夠考慮到不同學(xué)段學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)、認知風(fēng)格與思維方式等方面的差異，實現(xiàn)將外部內(nèi)容整合到具有自適應(yīng)功能的數(shù)字教材體系中，如對概念導(dǎo)航、外部內(nèi)容整合以及擴展學(xué)習(xí)內(nèi)容的設(shè)計，為學(xué)生提供個性化的資源反饋與概念映射練習(xí)。其次，在組織形式方面，智能時代數(shù)字教材設(shè)計能夠突破傳統(tǒng)組織形式，融入游戲化學(xué)習(xí)元素，增強知識測驗的交互性與趣味性，并能根據(jù)不同的學(xué)科靈活地調(diào)整內(nèi)容呈現(xiàn)以及排版布局。最后，數(shù)字教材的內(nèi)容組織應(yīng)是智能化條件下課程要求的全面反映，既要貼近時代需求，反映出科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平與學(xué)科最新研究成果，更要體現(xiàn)學(xué)科知識體系的深度與廣度，為師生的教與學(xué)提供適應(yīng)性的策略指引與廣闊的發(fā)展平臺。

四、智能時代中小學(xué)數(shù)字教材設(shè)計的現(xiàn)實挑戰(zhàn)

智能時代既為中小學(xué)數(shù)字教材設(shè)計帶來了諸多契機和支持，同時因其不確定性與風(fēng)險性，導(dǎo)致中小學(xué)數(shù)字教材設(shè)計也面臨諸多的風(fēng)險與挑戰(zhàn)。

（一）數(shù)字教材設(shè)計價值認知存在缺位與錯位問題

智能技術(shù)為數(shù)字教材設(shè)計帶來新技術(shù)的同時，也會造成數(shù)字教材設(shè)計價值認知的缺位與倫理審視錯位，主要表現(xiàn)為對數(shù)字教材設(shè)計的認識模糊以及缺少對教材使用者的人文關(guān)懷。一方面，隨著教育人工智能的不斷發(fā)展及其在教學(xué)中的應(yīng)用，許多數(shù)字教材設(shè)計者日益傾向于將數(shù)字教材視為一種教科書的新形態(tài)來滿足復(fù)雜多樣的需求，但在實際的教材設(shè)計中，卻易忽視教材編制的基本原則和基本屬性。相關(guān)研究表明，大多數(shù)的數(shù)字教材研發(fā)機構(gòu)和人員容易忽視數(shù)字教材的審核、檢測問題，對中小學(xué)教材教與學(xué)關(guān)系的建構(gòu)也缺乏深刻認識，更沒有將其融入數(shù)字教材的產(chǎn)品設(shè)計中[17]。另一方面，受智能技術(shù)的工具理性主導(dǎo)，易忽視對數(shù)字教材使用主體的人文關(guān)懷，數(shù)字教材的設(shè)計仍存在道德規(guī)范與價值準則失衡的問題。雖然應(yīng)確保數(shù)字教材的資源風(fēng)格、易用性和受眾度，但這種設(shè)計意識是建立在最終呈現(xiàn)的效果上，易忽視對學(xué)習(xí)者身心發(fā)展的關(guān)注。截至2020年春季，5～11年級階段的學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)和家庭作業(yè)的時間顯著增加，但在29779名學(xué)生中有83.8%出現(xiàn)了不良心理反應(yīng)，在全面數(shù)字化的教育中，對兒童身心健康的負面影響位居榜首[18]。智能時代的數(shù)字教材設(shè)計若不充分考慮到學(xué)習(xí)者價值引導(dǎo)及界限設(shè)置，就會導(dǎo)致學(xué)生受到數(shù)據(jù)和算法的預(yù)測約束，從而淪為技術(shù)的附庸。

（二）數(shù)字教材交互設(shè)計易忽視與應(yīng)用情境之契合

在智能時代，由于學(xué)習(xí)者、技術(shù)環(huán)境等不同層面具有較強的差異性與復(fù)雜性，數(shù)字教材的交互設(shè)計易忽視與教材應(yīng)用情境契合的問題。其一，目前，中小學(xué)數(shù)字教材設(shè)計仍存在不夠重視學(xué)習(xí)場域差異性分析、缺少學(xué)習(xí)交互實例，以及不同學(xué)段的教材版本與終端設(shè)備之間不兼容等問題[19]。例如，不同地區(qū)使用的格式不同，數(shù)字教材供應(yīng)商對閱讀器的鎖定可能會限制數(shù)字教材跨平臺、跨領(lǐng)域、跨地區(qū)的應(yīng)用，同時也會限制從小學(xué)階段到中學(xué)階段的銜接應(yīng)用。其二，在交互技術(shù)實現(xiàn)方面，除了巨大成本（開發(fā)、購買資源和維護）和教師的技術(shù)負擔外，還包括數(shù)字教材的可讀性和可持續(xù)性方面的問題。例如，一些數(shù)字教材并不具備廣泛的注釋、高亮以及語音轉(zhuǎn)換的功能，這使得很多殘疾學(xué)生無法使用數(shù)字教材[20]。就可持續(xù)性而言，數(shù)字教材在促進學(xué)習(xí)者認知發(fā)展方面也存在局限性，當涉及具體問題細節(jié)時，學(xué)習(xí)者對紙質(zhì)教材表現(xiàn)出更高的理解水平和有意的閱讀行為[21]。其三，數(shù)字教材的交互設(shè)計在教學(xué)中的有效應(yīng)用仍存在諸多挑戰(zhàn)。例如，數(shù)字教材的智能交互功能可能會導(dǎo)致學(xué)習(xí)者在使用過程中注意力被分散，過度的交互技術(shù)造成界面的格式不一、字體變化以及缺乏傳統(tǒng)紙質(zhì)教材中的標準化頁面格式等問題；多任務(wù)的切換設(shè)計會阻礙學(xué)習(xí)者的沉浸式閱讀；融入智能技術(shù)的游戲化學(xué)習(xí)要求在鼠標或觸摸板的無休止操作中進行，可能會導(dǎo)致學(xué)習(xí)者無法進行深度思考等問題。

（三）數(shù)字教材知識統(tǒng)整模式亟須創(chuàng)新與規(guī)范

法國當代著名哲學(xué)家埃德加·莫蘭（Edgar Morin）指出，面對人工智能所帶來的快速變化、不可預(yù)測的世界，我們必須重新思考我們組織知識的方式[22]，數(shù)字教材中的知識統(tǒng)整模式亟須創(chuàng)新和規(guī)范。其一，因數(shù)字教材間開發(fā)標準不同，平臺資源統(tǒng)籌欠缺，數(shù)字教材的知識統(tǒng)整與開發(fā)標準亟待提升規(guī)范性。數(shù)字教材包含多種數(shù)字化知識表達元素，但這種基于智能算法系統(tǒng)的知識架構(gòu)往往難以規(guī)約。教材的相關(guān)設(shè)計者若過度依賴智能算法對知識線性編排和拆分，會導(dǎo)致對原有的學(xué)科知識體系被重新表征、整理、分類和關(guān)聯(lián)，進而打破原有學(xué)科的邊界和知識分工邏輯，產(chǎn)生偏離教育目標的碎片化知識。其二，從創(chuàng)新性角度而言，融入人工智能的數(shù)字教材承擔知識性教學(xué)，但這種無邊界的知識也容易割裂原有的學(xué)科結(jié)構(gòu)。然而，當今學(xué)習(xí)者仍不具備充分利用數(shù)字技術(shù)進行有效學(xué)習(xí)的素養(yǎng)和能力，若缺乏對海量知識的規(guī)約，可能致使學(xué)習(xí)者在使用數(shù)字教材時產(chǎn)生知識迷航的風(fēng)險[23]。其三，教育媒體中復(fù)雜的文本圖像與知識呈現(xiàn)可能會造成學(xué)習(xí)者認知困境。數(shù)字教材的知識設(shè)計是由動態(tài)彈性的知識結(jié)構(gòu)以及多模態(tài)融合的承載媒體等新知識形態(tài)的形成，但這種無邊界的知識容易忽視知識的具體細節(jié)，割裂學(xué)科之間的聯(lián)系，若不對知識的呈現(xiàn)方式加以規(guī)約，從具有豐富視覺功能的數(shù)字教材中獲取知識將會成為一個高度復(fù)雜的過程，這對許多學(xué)生來說是一個認知挑戰(zhàn)[24]。

（四）數(shù)字教材內(nèi)容與功能設(shè)計存在技術(shù)偏失

智能時代數(shù)字教材的內(nèi)容設(shè)計開放性和風(fēng)險性共存，如何應(yīng)對數(shù)字教材的內(nèi)容與功能設(shè)計存在技術(shù)偏失問題，成為不容忽視的關(guān)鍵難題。其一，數(shù)字教材在內(nèi)容組織方面缺乏規(guī)范。目前，仍缺乏支持中小學(xué)數(shù)字教材內(nèi)容審定、質(zhì)量檢測和出版發(fā)行管理的標準依據(jù)[25]，這可能會導(dǎo)致數(shù)字教材內(nèi)容有失質(zhì)量和準確性。此外，由于基于智能技術(shù)的數(shù)字教材內(nèi)容支持被共同創(chuàng)建、編輯和傳送，導(dǎo)致部分中小學(xué)教師和學(xué)生對其所提供的內(nèi)容質(zhì)量的認可度不高[26]。其二，數(shù)字教材內(nèi)容架構(gòu)失配。數(shù)字教材的內(nèi)容選擇和設(shè)計更易受技術(shù)的影響，具體表現(xiàn)為內(nèi)容的碎片化和冗余化。數(shù)字教材多終端的應(yīng)用使得內(nèi)容載體有所改變，造成內(nèi)容零散于頁面、網(wǎng)站、資源庫中，加大了對教材內(nèi)容架構(gòu)難度。另外，數(shù)字教材內(nèi)容組織形式缺乏必要的配套教學(xué)策略和教學(xué)環(huán)節(jié)支持，難以與教學(xué)目標建立有意義的聯(lián)系[27]。其三，在功能設(shè)計方面存在技術(shù)壁壘。發(fā)展智能技術(shù)一直是教育界的熱點話題，但目前基于教材的特點進行技術(shù)設(shè)計和改進的實例仍然較少。而且，不少教材設(shè)計者缺乏足夠的智能設(shè)計素養(yǎng)，易造成教材設(shè)計者對人工智能算法技術(shù)的過度依賴，最終導(dǎo)致數(shù)字教材功能設(shè)計的不斷擴大、模糊。此外，受數(shù)字版權(quán)管理（Digital Rights Management， DRM）與知識產(chǎn)權(quán)保護技術(shù)的影響，可能會限制中小學(xué)數(shù)字教材內(nèi)容和功能的開放性與共享性開發(fā)，不利于知識的聯(lián)通[28]。

五、智能時代中小學(xué)數(shù)字教材設(shè)計的實踐理路

立足智能時代中小學(xué)數(shù)字教材設(shè)計的現(xiàn)實挑戰(zhàn)，本研究從以下幾個方面提出智能時代中小學(xué)數(shù)字教材設(shè)計的實踐理路，如圖2所示。

（一）形塑智能技術(shù)嵌入數(shù)字教材設(shè)計中的價值治理框架

如前文所述，智能時代數(shù)字教材設(shè)計價值認知存在缺位與錯位問題，也應(yīng)充分考量如何形塑智能技術(shù)嵌入數(shù)字教材設(shè)計中的價值治理框架。第一，從價值治理目標方面看，數(shù)字教材設(shè)計者應(yīng)當厘清數(shù)字教材將承擔起在智能技術(shù)環(huán)境下的國家立德樹人教育戰(zhàn)略，培養(yǎng)國家發(fā)展所需人才的責任。可從“團結(jié)目標”“利益目標”“多元復(fù)合目標”三個層面來明確其價值治理的起點。團結(jié)目標的價值產(chǎn)生是自上而下展開的，需要政府的主導(dǎo)，面向公眾開展有關(guān)智能技術(shù)嵌入數(shù)字教材設(shè)計的價值宣傳，構(gòu)建不同利益主體對數(shù)字教材治理目標、技術(shù)和標準的基本認同?！袄婺繕恕笔且越?jīng)濟行為激勵而組成的組織價值?！岸嘣獜?fù)合目標”則是以滿足多樣性社會需求的綜合價值為目標，可從數(shù)字教材設(shè)計的文化、知識、技術(shù)體系等角度出發(fā)，吸收足夠的價值目標資源。第二，從教材設(shè)計的共同價值內(nèi)容看，應(yīng)體現(xiàn)正確的社會價值導(dǎo)向。建立數(shù)字教材設(shè)計的價值協(xié)同機制，并借助數(shù)字教材的價值創(chuàng)造力來提升教育的發(fā)展力。第三，從價值治理方式看，智能時代的數(shù)字教材設(shè)計者應(yīng)堅守價值判斷，確保教材使用者的主體地位。智能時代的數(shù)字教材設(shè)計應(yīng)充分考量電子設(shè)備使用成癮、閱讀和寫作技能的惡化、知識的完全測試化以及教育環(huán)境的非人性化等健康威脅和倫理風(fēng)險。設(shè)計者應(yīng)認識到數(shù)字教材的設(shè)計是一個復(fù)雜內(nèi)涵主體通過經(jīng)驗、感性、創(chuàng)意和豐富的心理活動，對技術(shù)資源的價值判斷與理性選擇的過程。

（二）優(yōu)化數(shù)字教材交互體驗的智適應(yīng)反饋與改進機制

在智能時代，數(shù)字教材交互設(shè)計易忽視與應(yīng)用情境之契合，極有必要優(yōu)化數(shù)字教材交互體驗的智適應(yīng)反饋與改進機制。具體可從以下兩個方面著手：第一，構(gòu)建交互體驗的智適應(yīng)反饋機制。智能時代數(shù)字教材的交互設(shè)計應(yīng)關(guān)注用戶與數(shù)字教材之間的交互對話、挖掘交互數(shù)據(jù)所呈現(xiàn)的需求信息以及對數(shù)字教材改進之后用戶的反饋。設(shè)計者可以利用學(xué)生畫像技術(shù)來分析學(xué)習(xí)者使用數(shù)字教材的行為習(xí)慣和偏好，跟蹤閱讀教材時的注意力焦點及推斷學(xué)習(xí)者實時的知識狀態(tài)，以交互數(shù)據(jù)反饋來設(shè)計更加符合學(xué)習(xí)者認知水平的數(shù)字教材。第二，優(yōu)化數(shù)字教材交互體驗的個性化改進機制。智能時代的數(shù)字教材設(shè)計應(yīng)關(guān)注如何激發(fā)學(xué)生的主動性，結(jié)合特定的學(xué)科需求，為學(xué)習(xí)者提供運用多樣化學(xué)習(xí)策略的機會，設(shè)計智能問答、智能輔導(dǎo)和問題評估等交互功能，增強數(shù)字教材的趣味性和互動性，可利用智能技術(shù)在數(shù)字教材的學(xué)科內(nèi)容和教學(xué)理念中嵌入獎勵機制和激勵策略，以提供學(xué)習(xí)者個性化改進機制，實現(xiàn)學(xué)習(xí)者自我監(jiān)控、自我反饋及自主學(xué)習(xí)的實時反饋。此外，數(shù)字教材設(shè)計應(yīng)該考慮學(xué)習(xí)環(huán)境的可用性以及相關(guān)的視覺設(shè)計原則，嚴格把控圖像、音頻和視頻等要素的精準性，優(yōu)化教材交互邏輯。

（三）合規(guī)評議數(shù)字教材知識統(tǒng)整數(shù)智化轉(zhuǎn)型的創(chuàng)新模式

如前文所述，在智能時代，數(shù)字教材知識統(tǒng)整模式亟須創(chuàng)新與規(guī)范，極有必要合規(guī)評議數(shù)字教材知識統(tǒng)整及其數(shù)智化轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)其作為知識載體的價值。第一，合理規(guī)約數(shù)字教材知識統(tǒng)整標準。需完善教材知識建設(shè)標準以及與之相關(guān)的法律法規(guī)等制度規(guī)范，以確保數(shù)字教材設(shè)計、內(nèi)容、編寫、審查到面世應(yīng)用的全過程都符合制度規(guī)定，應(yīng)增加學(xué)校、教師、教材編審專家和教育行政部門之間的教材編制協(xié)作標準，也要充分審視因網(wǎng)絡(luò)開放性給學(xué)習(xí)者知識學(xué)習(xí)帶來的娛樂和隱私風(fēng)險。第二，構(gòu)建數(shù)字教材知識統(tǒng)整數(shù)智化轉(zhuǎn)型的創(chuàng)新模式。智能時代數(shù)字教材的學(xué)習(xí)場景本質(zhì)上是高度可視化的，并具有與紙質(zhì)教材不同的知識呈現(xiàn)視覺邏輯和知識表征方式（超文本、基于多媒體和交互式），應(yīng)明確知識的層次和關(guān)系結(jié)構(gòu)，讓學(xué)習(xí)者在知識的自組織中實現(xiàn)關(guān)于世界意義的個體建構(gòu)。應(yīng)利用智能技術(shù)獲取新知識的有效策略，將視覺素養(yǎng)、數(shù)字技能、信息素養(yǎng)與學(xué)科知識相結(jié)合，以培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的21世紀技能，如數(shù)字技能、信息素養(yǎng)、批判性思維和復(fù)雜問題解決能力等。而且，可構(gòu)建基于場景的知識服務(wù)適配模式，實現(xiàn)對學(xué)習(xí)者需求的知識遴選、對知識資源的組織、確定呈現(xiàn)方式、選擇推送策略等，以滿足學(xué)習(xí)者的當前需求，實現(xiàn)教育出版知識服務(wù)的合理組織與精準推送。

（四）構(gòu)建數(shù)字教材內(nèi)容與功能設(shè)計的技術(shù)責任體系

如前文所述，數(shù)字教材內(nèi)容與功能設(shè)計存在技術(shù)偏失，智能技術(shù)在教材設(shè)計中顯示出自身積極價值的同時，也存在著各種各樣的教學(xué)風(fēng)險。因此，構(gòu)建數(shù)字教材內(nèi)容與功能設(shè)計的技術(shù)責任體系極具價值意義。第一，應(yīng)明確數(shù)字教材內(nèi)容與功能設(shè)計的技術(shù)責任目標。教材問題涉及政治、文化、教育等多個方面，應(yīng)妥善處理教育內(nèi)容、移動終端、服務(wù)平臺三者之間的關(guān)系。設(shè)計者應(yīng)正確看待技術(shù)對內(nèi)容和對教材原有的結(jié)構(gòu)邏輯產(chǎn)生的沖擊，充分考慮到不同學(xué)段學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)、認知風(fēng)格與思維方式等方面的差異，以貼近學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)經(jīng)驗與多元需求，減少學(xué)習(xí)者的認知負荷。教育管理者應(yīng)重視智能化數(shù)字教材設(shè)計的倫理風(fēng)險預(yù)警與防范，避免智能技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字教材中產(chǎn)生負面影響。第二，構(gòu)建數(shù)字教材內(nèi)容與功能設(shè)計的技術(shù)責任框架，從動態(tài)視角掌握數(shù)字教材設(shè)計的全過程倫理風(fēng)險。應(yīng)厘清各個階段的主體責任，避免技術(shù)成為開發(fā)的阻礙，吸收國內(nèi)外的經(jīng)驗并制定行之有效的數(shù)字教材國家標準?？蓢L試建立數(shù)字教材淘汰和更新機制，作為產(chǎn)品的數(shù)字教材，同樣需要關(guān)注時代發(fā)展規(guī)律，適時更新?lián)Q代，淘汰超過一定期限的產(chǎn)品。且應(yīng)建立數(shù)字教材責任追究制度，從安全性監(jiān)管、日常維護、支撐服務(wù)系統(tǒng)、閱讀終端等，創(chuàng)造一個“大管理”的責任過程。

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ZHANG Rongfei，? TIAN Liangchen，? PENG Wan，? LI Qianqian

（School of Education， Jiangnan University， Wuxi? Jiangsu 214122）

[Abstract]? In the intelligent era， developing personalized and high-quality digital teaching materials has become an important issue in the current curriculum and teaching construction. In the context of the intelligent era， this paper traces the history of the design of digital teaching materials in primary and secondary schools to clarify the design logic of digital teaching materials in primary and secondary schools. However， the design of digital teaching materials faces four practical challenges： the lack and dislocation of design value perception， the tendency to neglect the fit between interactive design and application contexts， the need for innovation and standardization of knowledge integration models， and the existence of technical bias to content and function design. Accordingly， the following practical approaches to the design of digital teaching materials in primary and secondary schools are proposed： the first is to shape the value governance framework of intelligent technology embedded in the design of digital teaching materials， and the second is to optimize the intelligent adaptive feedback and improvement mechanism of interactive experience of digital teaching materials. Third， the innovative model for the transformation of knowledge integration and digital intelligence of digital teaching materials is reviewed in compliance; and the fourth is to build the technical responsibility system of content and function design of digital teaching materials.

[Keywords] Digital Teaching Materials; Logical Structure; Interaction Design; Knowledge Integration