高校数字教材的发展及其建设路径论文

2024-04-18 09:43:24 来源: 作者:liyuan
摘要:为了积极推动高等教育数字化发展,塑造教育发展新优势,文章首先概述了高校数字教材的发展,然后分析了高校数字教材建设现状,最后提出了高校数字教材建设路径。
摘要:为了积极推动高等教育数字化发展,塑造教育发展新优势,文章首先概述了高校数字教材的发展,然后分析了高校数字教材建设现状,最后提出了高校数字教材建设路径。
关键词:数字教材;教学资源;数字赋能;高校
对于互联网上相对孤立的教学资源、在线课程、虚拟实习实验仿真中心,只有教材是能将它们串接起来,传授知识,进而培养人才的最佳方法。但是仅用传统单一的纸质教材不能很方便地对这些资源进行有效组织,也不能将这些内容条理化。因此,在新时代、新背景下,无论是国家主动推动,还是新技术赋能驱动[1-2],高校的数字教材建设都会应运而生且会变得如火如荼,成为串接“资源库中资源,课程,虚拟仿真实验、实习、实训”的载体,继而成为教育信息化的重要组成部分,因此其得到了各高校的重视。
从继承层面来看,数字教材可以脱胎于已有纸质教材的升级或换代过程,也可以是数字在线开发课程精选后的打包出版的子集成果,还可以是从零开始依据新时期教材开发方法,聚焦国家战略及区域经济发展,串接各项已有资源的全新建设的成果。
从数字教材蕴含的媒体元素来看,数字教材呈富媒体形态。相比纸质教材,它能有效融合文字和音频、视频、图片及动画等元素,呈现形式更加立体化、场景化,更加生动形象,有利于实现有效的互动交流。
从技术角度来看,数字教材能充分发挥信息技术的优势,是近年来人们讨论的热门话题,它一出现,就自带网络化、电子化,甚至是智能化的特点,灵活性更高,更易更新,相比纸质教材修订起来更加灵活方便。无论如何从哪个角度理解数字教材,其第一属性首先是教材。这是数字教材区别于教学资源库、课程、虚拟仿真中心等教学资源的一个重要属性。
一、高校数字教材的发展
(一)计算机辅助教学的随书光盘是最初的数字教材雏形
若要硬给数字教材找一个“前世今生”,我国高校数字教材发展的雏形可以追溯到20世纪90年代。随着计算机开始规模配备有多媒体指令的奔腾CPU、光盘驱动器,教育界开始尝试将多媒体计算机应用于教学过程,此时专门开发的辅助教学课件或数字教材软件几乎为零,用于教学的应用软件多为程序员通过计算机的编程语言或底层软件做出来的专门辅助教学的计算机应用系统。该系统能播放打包在内的辅助课程教学的多种音视频,系统的界面是基于Windows的友好用户界面,能用鼠标、键盘与该教学系统进行对话,可以实现在系统中考试,测试;可以通过命令、菜单等输入来实现交互,也能虚拟仿真一些重要的工业工艺流程,但是动画效果一般,也不能精彩地呈现三维效果,因为此时硬件算力、存储能力都不够,根本无法做到像今天一样用语音、动作手势等新一代信息技术手段来控制,此时系统虽然具有一定的交互性,但只是弱交互性的。以当时的技术条件,能做出工控领域复杂的工艺流程,借助计算机软件或直接编程设计出原生动画,或者装载播放系统中预先设计好的WAV音频及AVI、MPEG等格式的视频,已经相当不容易了,制作这些系统的成本很高,一般都基于国家级或省级的重大项目的资助。此时,这些初代的数字辅助教学系统一般都有正式影像出版ISBN号,有正式的数字版权,以单机光盘的形式出现,旨在将纸质教材无法展示的功能进行实现,独立推广使用有一定的限度。
若仅从教材的属性角度来看,此时将辅助教学系统称作数字教材的理由还不够充分,更适宜将其看成是教材的重要、必要补充。但相比传统单一的纸质教材,其已经起到很重要的开创作用。因而从比较的角度来看,可以视这些补充、顶替纸质教材的功能独立的计算机辅助教学的应用系统为数字教材的雏形。
(二)课件、网站建设是数字教材建设技术路线、功能模块探索与尝试的实验品
到2000年左右,正值高职高专教材活跃开发的初期,教材的形式以纸质为主,编写的总量也不多,而计算机辅助教学系统的开发工具变得丰富,有Au-thorware及网页开发三剑客Dreamweaver、Fireworks、Flash”等软件,很多计算机专门人才、程序员开始做专业性的开发,同时自学能力强的普通教师自学开发软件后,既能自己做Authorware课件,也能自己建设课程网站。此时,Authorware课件、拥有简单功能的课程网站等数字系统得到了较大发展。
在线测试模块,融合音视频、虚拟仿真动画的综合系统,BBS讨论区,留言板等都一一出现,为之后建设数字教材做了先行先试的探索,同时因网络课程、课件的建设,数字辅助教学系统也比原先仅用键盘、鼠标的弱交互性提升了不少,可支持学生自主学习、自主测试,进一步提高了教学的交互性。但专门关注学生学情,进行学情分析、教学评价的汇总统计功能模块几乎没有。概括来说,教材与课件、教材与网站首先是总量偏少,且比较零散,因而仅从拓展数字教材功能的角度来看,可以视课件、网站为数字教材功能探索的实验品。
(三)看似与教材主角渐行渐远的课程、资源建设,为数字教材建设提供了大量可供底层共享的教学资源
2003年及之后几年逐步发展起来的多媒体课件后来发展成资源库[3],网络课程也逐步向精品课程、精品资源共享课程、视频公开课、在线开放课程(MOOC、SPOC)过渡。此时开发的这些数字辅助系统,要么是课件,要么是课程,要么是资源。若以教材为主视角,此时教材与数字系统、数字课程、数字资源的关系离得比较远,有一种“你做你的建设,我做我的建设”的感觉,教师也把建设重心放在课程上,围绕课程实现了从无到有、从少到多的资源建设。课堂授课时,教师不会过多依赖于课程对应的教材内容进行授课,对教材的使用完全不像中小学教科书那样高频率,其完全是依据自己掌握的教材内容和可获得的资源进行授课。
而唯一通用的是底层音频、动画、视频。这些颗粒状的资源散落在课程网站、教学资源库中,但这些课程和网站还不具备高效组织这些资源的能力,所以实际上课堂成为组装这些散落的教学资源的工厂,教师成为组装这些资源的师傅。同时,若教师参与教材编写,可以将这些孤立在网站上的教学资源重新复制,经出版社审核后,再复用这些资源,使其成为教材的电子资源,也称数字化资源、教材的立体化资源,从而切实提高资源利用率。
这些资源虽然是为热门的课程、资源库而建设的,但实质上有一部分资源被选入了教材。从资源使用的角度来看,这个阶段可视为“为教材建设大量可使用数字资源的阶段”。这些共享的底层数字教学资源可以打包成纸质教材的附件,放在出版社的资源网站上,或者集成在随书光盘上,方便教师教学使用。此阶段,课程建设取得了较大成果,课程的平台功能中融入了学情分析模块、简单的测试、评价模块,课程的交互性也越来越好,为将来完善数字化教材的平台功能提供了有益参考。
(四)以移动扫码为代表的“纸质+二维码”数字化教材与课程数字出版并存的数字教材2.0时期
如果将前面三段中提及的内容当作是教材数字化1.0阶段,那么到了2015年之后,教材虽然仍以纸质为主,但它通过二维码等移动技术将孤立的音频、动画、视频资源从网络课程、精品课程、在线开放课程及资源库中集成到教材中。集成的方式是扫码链接,将原本孤立的资源集成到教材中,这使得纸质教材实现了立体化、数字化的创新。这一阶段,集成资源形式多是以外链的形式,且对比下一代有平台支撑开发的数字教材,其集成资源形式略显初级,但组织、序化资源的能力相比课程、资源库建设则得到了极大提升。同时,资源可直接用于教学,对教学效果的提升有一定的帮助。
此阶段,课程建设也进一步取得了很多成果。为巩固成果,部分优质的在线数字课程被拿出来直接出版,取得数字音像版权,同时因课程基于信息化平台,其统计学情、实时监控教学、辅助教学评价的功能也日益完善。
概言之,“纸质教材+二维码”和“课程网站”二者是紧密相联系的,这样的课程、教材对教学的帮助无疑是大有裨益的。
(五)搭建集成度更高、功能更全的数字教材平台时期
从2021年起,我国在多个场合提及数字教材,甚至中小学也已经建设了数字教材的标准,同时许多信息公司、出版社也纷纷推出数字教材的平台,该类平台对比纸质教材,显得非常独立,实现了文本、音频、视频、动画等数字教材元素在其平台内的全集成,且平台提供的交互功能也日益完善,可以系统支撑现代职业教育的教、测、评,可以说,数字教材平台的功能完全能覆盖所有课程网站上有的教、评、测功能。
教师依托此平台,建设数字教材,将原创的文本、音频、视频、动画资源填入平台的编辑器,经出版社的编辑三审、三校后,达到出版要求,就完成了数字教材的建设。此数字教材相比原先的课程,其数字版权意识更强;相比纸质教材,还要审核音频、视频、动画的思想性、科学性、规范性,即数字教材的内容得到了出版社编辑的立体审核。
纵观上述内容,不难看出一些与数字教材建设息息相关的内容:①要重视开发富媒体教学资源,如课件、动画、视频等;②建设高效信息化平台,既能有效组织、选用众多散落的教学资源,并将其融入数字教材,又能依托此平台,实现数字教学资源的共享和教学互动;③通过数字教材的出版,可将散落的、零碎的原创资源进行三审、三校,实现数字出版,取得数字版权,保护知识产权;④结合信息技术、硬件(如电子白板、平板电脑等),基于数字教材平台,推广数字化教学并赋能高职课堂,可支撑师生用好数字教材。
二、高校数字教材建设现状
目前,我国高校数字教材建设已经取得了一定的成果[4-5],但仍存在一些问题,主要表现在以下方面。①数字教材的数量不足且质量参差不齐。虽然近年来高校数字教材的数量逐年增加,但与发达国家相比,仍存在较大的差距。此外,部分高校数字教材的质量参差不齐,缺乏针对性和实用性。②数字教材的开发和应用水平不高。目前,我国高校数字教材的开发主要依赖于教师和出版社,缺乏专业的数字教材开发团队。同时,部分高校对数字教材的应用仍不够重视,导致数字教材的推广和应用受到限制。③数字教材的资源共享和互动程度不高。虽然我国已经建立了一些在线教学平台,但这些平台的资源共享和互动程度仍有待提高,没有完全达到教、测、评一体化。此外,部分高校的数字教材资源共享和互动机制不健全,导致资源利用率不高。
三、高校数字教材建设路径
(一)拓展适用于纸质教材的教学资源,创新教材的呈现形式,维护和打造一批纸质经典教材
像同济大学编写、高等教育出版社出版的《高等数学》之类的经典纸质教材,已经足够优质,故维护其权威性、典范性是首要任务,具体可以采用组建老中青结合的教材建设梯队,建立传承创新机制,不断提升经典教材的生命力和影响力。对于这类使用时间长、影响范围广、师生认可度高的、已有良好建设基础的优质教材,无须脱离纸质教材而另起炉灶,最应该做或与时俱进的办法如下:在其资源拓展上做大量升级,进行数字化建设,如增加MATLAB等数学工具、数学软件,模拟、实时计算各类复杂的三维空间场景,并给出计算结果,帮助学生验证纯手工计算结果,佐证学生推理是否相符,提升教材的趣味性、可查性,从而促进纸质教材的升级与延续发展,确保教材的生命力。这种不脱离纸质教材原本内容,拓展其资源的数字教材建设方式,就像给原先的纸质教材插上一对数字翅膀,拓展教材的媒质载体、拓展教材的使用空间,确保了更立体的、更数字化的呈现形式[6]。
至于教材采用什么形式,不再重要,既可以采取“纸质教材+二维码数字资源”新形态教材形式,也可以建设“一套独立的数字数学系统支撑配合纸质教材、拓展纸质教材功能”的形式,还可以维持原本“纸质+光盘形式、纸质+出版社资源网站”的形式。
(二)将已获得的“国家级、省两级在线开放课程、学校精品一流课程”进行改造、打包,出版成数字教材、数字课程
国家级、省两级优质在线课程资源应该是丰富的,同时课程平台的教、测、评功能也日趋完善,具备改造成数字教材的基础,从课程到教材,只需要增加一些设计,如优化整合教学内容、增加指导教师,以及添加方便学生使用的导航、索引、方法、情境,就能使教与学更方便、细致。即要将课程中原本蕴含的大量原创的音视频资源进行有效编排,序化为教材的行文结构,加强各孤立资源的联系,使其有效支撑教与学。另外,通过出版社的三审、三校,实施数字出版。当然,出版后的音视频资源大概率为原来课程资源的一个子集,但是其相比原课程有一个显著特征,就是打包出版后的课程是有版权的,有正式的ISBN音像出版号,有数字出版的证书。因此对比没有版权的原课程,可以说是向前跨越了一步。从实质上来讲,可以称打包出版的课程为“数字教材”或“数字出版课程”,此时出版的课程已经是教材了。
(三)全新开发一批数字教材
充分利用新一代信息技术,整合优质资源,创新教材呈现方式,以纯数字教材为主,新编一批理念先进、规范性强、集成度高、适用性好的数字教材[7]。
此教材开发必然基于产教融合背景下校企双元合作的教学资源,例如,经过多年的校企深入合作,企业愿意无条件将部分复杂的新工艺、新技术、新规范共享给学校使用,不存在商业机密的保护;企业的产品说明中,已有大量的音视频格式资源,且恰巧需要学校介入,由此学校可以让学生学习其技术、推广其技术,同时企业可以接纳学生做产品维护;企业的资源、复杂的工艺流程可能就是典型的工作任务和待学习的岗位技能,难以用单一的纸质文字说明清楚,却适宜用音频、视频、虚拟仿真的形式呈现表达[8]。双方合作落地的成果就是编写的数字教材。当然,学校与企业仍需搭建校企混编团队,对企业的资源进行深度加工,将其从单纯的企业资源转换成教学资源,甚至对于无法表达的工艺流程,可求助第三方公司,由学校投入资金,将其转换成可以教学的虚拟仿真系统。
最后一个就是选择合适的信息化平台建设数字教材[9]。目前,高等教育出版社、机械工业出版社、清华大学出版社都提供了数字教材建设平台,也提供了串接文字、图片、视频、动画等素材的编辑器,据此,教师能更方便地编写教材,出版社编辑也能更方便地审核教材。在编辑器中,资源被平台的功能串接、固化、保存下来。教师的编写结构就是序化这些资源的方法,通过校企合作、深入教改等一系列操作后,教师编写团队必然能有效重构传统的一元的、单一的学校课程,使其具备服务国家战略及经济发展、服务职业岗位的人才的功能。
有些学校也选择第三方公司的开发平台,在第三方公司的信息平台上建设数字教材,此时数字教材只是建设在平台上,没有版权,也没有出版社的正式审核,可以称其为“校本数字教材”,待第三方公司与出版社对接后,将达到出版要求的校本数字教材进行审核、出版,此时的数字教材就具备了版权,就如同直接从出版社审核出版的数字教材一样[10]。
以上两种开发方式都是数字教材的一条重要建设途径。
四、结语
数字教材是利用计算机技术、多媒体技术、网络技术、虚拟仿真、人工智能等现代信息技术手段,将教学内容、教学资源、教学方法、教学评价等有机结合起来,以数字化形式呈现的教材。数字教材具有“多媒体性、互动性、个性化、可定制化、开放性”等核心特征。
数字教材最根本的作用是增加学生与教材内容之间的互动性,通过动画、视频、音频等多媒体形式呈现内容,使学习过程更加生动有趣,更有利于个性化培养学生,同时利用多媒体教学的优势,也能以更丰富的表现形式提升教学质量。
数字教材建设最应做的一个事情是服务国家战略急需和区域经济发展,有效串接各类已建成的资源,能妥善地、有效地使用已建的在线开放课程、资源库,以及仿真系统中一部分核心、原创的资源,实施优质资源共享;最难做好的就是如何选择、序化已有的略显冗余的各类资源,这就需要教师结合课程性质、产教融合的资源、教改成果认真开发。
参考文献:
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