信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教材融合發(fā)展中的若干思考

馬 麗

（高等教育出版社有限公司，北京 100029）

一、引言

2015年11月，聯(lián)合國(guó)教科文組織通過(guò)了《教育2030行動(dòng)框架》，清晰地勾勒出了全球教育的未來(lái)藍(lán)圖。仔細(xì)研究“教育2030”不難發(fā)現(xiàn)，教育質(zhì)量提升成為未來(lái)世界教育改革發(fā)展的關(guān)鍵，在全球化加速推進(jìn)和信息化迅猛發(fā)展的背景下，面向2030的教育，將是更加開(kāi)放的教育，信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合改變了傳統(tǒng)教學(xué)的組織方式，突破了時(shí)空界限和教育群體的限制，人人、時(shí)時(shí)、處處都能享受到優(yōu)質(zhì)教育資源，獲得全納、公平、有質(zhì)量的教育和終身學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。2019年2月，中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)了《中國(guó)教育現(xiàn)代化2035》，其中加快信息化時(shí)代教育變革是面向教育現(xiàn)代化的十大戰(zhàn)略任務(wù)之一。隨后，中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)了《加快推進(jìn)教育現(xiàn)代化實(shí)施方案（2018－2022年）》（以下簡(jiǎn)稱《實(shí)施方案》）。根據(jù)2035年教育遠(yuǎn)景戰(zhàn)略任務(wù)，《實(shí)施方案》聚焦當(dāng)前，提出了教育信息化是推進(jìn)教育現(xiàn)代化的有力支撐。在此大背景下，面向未來(lái)的教育教學(xué)將更加注重融合發(fā)展和共建共享的基本理念，走出一條具有中國(guó)特色以信息技術(shù)支撐引領(lǐng)教育現(xiàn)代化發(fā)展的教育信息化之路。

在高等教育教學(xué)改革領(lǐng)域，信息技術(shù)正改變著學(xué)習(xí)內(nèi)容、教學(xué)方式和評(píng)價(jià)方式，不斷促進(jìn)個(gè)性化人才培養(yǎng)。與此同時(shí)，信息技術(shù)與教育教學(xué)的融合也促使信息技術(shù)與高校教材的融合發(fā)展，使得傳統(tǒng)的教育出版領(lǐng)域亟須進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級(jí)。談及數(shù)字化出版的轉(zhuǎn)型，作為全球最大的教育服務(wù)和圖書(shū)出版公司——培生教育集團(tuán)是其中的佼佼者。在高等教育數(shù)學(xué)教材出版領(lǐng)域，培生教育集團(tuán)率先推出了MyMathlab平臺(tái)，此平臺(tái)提供基于互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的在線定制課程教材，涵蓋從基礎(chǔ)數(shù)學(xué)到微積分、統(tǒng)計(jì)學(xué)的課程教材，以及服務(wù)于商業(yè)、工程和教師教育的數(shù)學(xué)課程教材。除提供家庭作業(yè)、在線測(cè)驗(yàn)和學(xué)習(xí)計(jì)劃外，還可以超鏈接到電子書(shū)、視頻和動(dòng)畫(huà)等多媒體資源。特別是MyMathLab平臺(tái)的家庭作業(yè)和測(cè)試系統(tǒng)，具有由算法生成的自由式應(yīng)答診斷的特點(diǎn)，平臺(tái)自動(dòng)批改并給予反饋，是信息技術(shù)改變數(shù)學(xué)教與學(xué)的突破性的變革。2014年，培生教育集團(tuán)推出了浸入式數(shù)字學(xué)習(xí)工具REVEL，越來(lái)越多的數(shù)學(xué)教材在此平臺(tái)上提供一站式服務(wù)，此平臺(tái)更是希望通過(guò)技術(shù)的力量，從根本上變革學(xué)生的閱讀、思考和學(xué)習(xí)方式。REVEL平臺(tái)充分應(yīng)用云計(jì)算和數(shù)據(jù)分析技術(shù)打造完全數(shù)字化的移動(dòng)學(xué)習(xí)場(chǎng)景，融入作者的授課、交互媒介、評(píng)估等內(nèi)容，匯集了課程內(nèi)容和學(xué)習(xí)管理軟件。[1]

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的教材出版領(lǐng)域面臨著轉(zhuǎn)型升級(jí)，富媒體出版成為了一種新興的出版形態(tài)，新形態(tài)教材逐漸成為教材出版的主流。實(shí)際上，數(shù)學(xué)教材的新形態(tài)與在線課程建設(shè)息息相關(guān)，其本質(zhì)是信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程融合建設(shè)與發(fā)展。數(shù)學(xué)新形態(tài)教材作為數(shù)學(xué)在線開(kāi)放課程呈現(xiàn)的載體，在信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程融合方面也發(fā)揮著重要的作用，但也面臨諸多問(wèn)題?，F(xiàn)根據(jù)筆者近年的實(shí)踐與體會(huì)，對(duì)主要問(wèn)題進(jìn)行梳理和思考。

二、打造內(nèi)容核心競(jìng)爭(zhēng)力，從教材出版到教材研究

多年的教育出版經(jīng)驗(yàn)告訴我們，一本好的數(shù)學(xué)教材的誕生，需要經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐，也需要經(jīng)過(guò)多年雕琢和錘煉。當(dāng)前，我們普遍認(rèn)知的新形態(tài)教材是一體化設(shè)計(jì)的教材，是“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代教材功能升級(jí)和形式創(chuàng)新的成果，目前依舊是以紙質(zhì)教材為核心，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)特別是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，將各種富媒體教學(xué)資源與紙質(zhì)教材相融合的一種教材建設(shè)形態(tài)。做好這種線上線下互動(dòng)、新舊媒體融合的教學(xué)解決方案并非是一件容易的事情，它不是簡(jiǎn)單地把教學(xué)資源搬到網(wǎng)絡(luò)上，也不是簡(jiǎn)單地就能把教材與資源進(jìn)行有機(jī)整合，現(xiàn)實(shí)情況往往是多數(shù)教材的資源使用率很低，并未達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果，也就是教材的開(kāi)發(fā)還只是一種形式上的創(chuàng)新，并未真正達(dá)到內(nèi)容和實(shí)質(zhì)上的創(chuàng)新。

信息化時(shí)代的教材建設(shè)與高校的教學(xué)改革息息相關(guān)，是一個(gè)系統(tǒng)化工程，需要緊緊圍繞新時(shí)代人才培養(yǎng)目標(biāo)這一根本宗旨來(lái)設(shè)計(jì)和實(shí)施。換言之，無(wú)論載體如何變化，內(nèi)容為王始終是硬道理，與傳統(tǒng)教材相比應(yīng)該具有更高的內(nèi)容質(zhì)量、更優(yōu)秀的呈現(xiàn)效果和更高效的使用方式，因此適應(yīng)新形勢(shì)要求的“新教材研究”將成為重要的課題。教材研究工作不是新事物，但不同歷史階段有著不同的研究?jī)?nèi)容。2019年初，教育部認(rèn)定了首批11個(gè)國(guó)家教材建設(shè)重點(diǎn)研究基地，對(duì)教材建設(shè)研究高度重視，聚集專業(yè)力量探索教材建設(shè)規(guī)律。在數(shù)學(xué)學(xué)科教材建設(shè)領(lǐng)域，同樣也需要梳理多年來(lái)大學(xué)數(shù)學(xué)課程教材建設(shè)的已有的經(jīng)驗(yàn)、存在的問(wèn)題和面臨的挑戰(zhàn)，規(guī)劃相關(guān)研究課題，圍繞適應(yīng)時(shí)代要求的數(shù)學(xué)教材的基礎(chǔ)理論、實(shí)踐應(yīng)用、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等方面進(jìn)行系統(tǒng)研究。特別是在數(shù)學(xué)教材內(nèi)容和信息技術(shù)融合方面，需要組建基于不同課程的教材研究團(tuán)隊(duì)，組織數(shù)學(xué)界的專家、優(yōu)秀的高校課程建設(shè)團(tuán)隊(duì)、教學(xué)名師工作室、出版社的編輯、互聯(lián)網(wǎng)公司的技術(shù)團(tuán)隊(duì)等協(xié)同研究，深度探討基于課堂教學(xué)流程再造、模式創(chuàng)新、目標(biāo)重建下的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、教學(xué)資源呈現(xiàn)、教學(xué)過(guò)程評(píng)價(jià)等，從而實(shí)現(xiàn)新教材的建設(shè)真正落腳到教學(xué)改革的痛點(diǎn)上，才能持續(xù)推進(jìn)信息技術(shù)環(huán)境下的課堂革命。

三、提升技術(shù)理解力，從資源數(shù)字化到教學(xué)數(shù)據(jù)化

當(dāng)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)紛至沓來(lái)，以科技驅(qū)動(dòng)的教育已經(jīng)落地，技術(shù)正在以其革命性的力量重塑教育生態(tài)，開(kāi)啟智能時(shí)代教育的新征程。信息化推動(dòng)教育現(xiàn)代化表現(xiàn)為：一方面打破信息流通的“邊界”限制，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教育教學(xué)資源的共享，另一方面信息技術(shù)推動(dòng)教育信息化將從最基礎(chǔ)的數(shù)字化向移動(dòng)化、智能化、數(shù)據(jù)化方向發(fā)展，從而使得個(gè)性化的教與學(xué)成為可能。

當(dāng)前，信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教材的融合還處于資源數(shù)字化的初級(jí)階段，通常以平臺(tái)或者二維碼技術(shù)進(jìn)行數(shù)字化資源的呈現(xiàn)或者鏈接，多數(shù)數(shù)學(xué)教材提供的資源包括重難點(diǎn)視頻講解、應(yīng)用案例、自測(cè)題等等，還處于靜態(tài)資源提供和簡(jiǎn)單信息反饋的狀態(tài)。我們可以看到，習(xí)慣于傳統(tǒng)出版方式的數(shù)學(xué)編輯受限于其對(duì)技術(shù)的理解能力，以慣性思維去思考、去實(shí)踐，并未脫離固有模式。實(shí)事上，數(shù)字出版最重要的是改造人的思維，需要把數(shù)字出版打碎到傳統(tǒng)出版的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行重塑，這需要數(shù)學(xué)編輯不斷去接觸和學(xué)習(xí)新領(lǐng)域的知識(shí)，理解和體會(huì)技術(shù)如何改變傳統(tǒng)出版。信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教材的融合發(fā)展也是教育出版與技術(shù)公司兩個(gè)不同產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的融合創(chuàng)新。

在融合發(fā)展的背景下，人機(jī)結(jié)合正在成為未來(lái)教學(xué)最可能的形態(tài)，人人將擁有便捷可用的移動(dòng)終端，大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中常規(guī)的作業(yè)批改和測(cè)驗(yàn)考試將越來(lái)越多地由人工智能程序承擔(dān)?！皵?shù)據(jù)成為生產(chǎn)資料，計(jì)算成為生產(chǎn)力”，通過(guò)有效的數(shù)據(jù)分析和聯(lián)動(dòng)，數(shù)學(xué)教學(xué)中的個(gè)性化自動(dòng)診斷、自主推送將輕而易舉，海量資源與私人定制高度統(tǒng)一，將形成智能、快速、全面的教育分析系統(tǒng)。所有這些都需要我們不斷提升技術(shù)理解力，從數(shù)字化資源建設(shè)階段邁向數(shù)據(jù)化的人工智能時(shí)代。

四、推動(dòng)融合創(chuàng)新，從增值服務(wù)到知識(shí)付費(fèi)

互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代最大的特征是呼喚創(chuàng)新，這種創(chuàng)新除改變?nèi)藗兊乃枷胗^念、行為方式外，也在改變著原有的組織方式、生產(chǎn)方式和資源配置方式，眾籌、眾享等已經(jīng)形成了一種新的融合模式。如今，融合創(chuàng)新已成為教育出版業(yè)發(fā)展的主旋律，是帶動(dòng)傳統(tǒng)出版邁向數(shù)字出版的重要引擎，通過(guò)轉(zhuǎn)型升級(jí)、融合發(fā)展實(shí)現(xiàn)出版領(lǐng)域的全面突破，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)服務(wù)模式多元化的創(chuàng)新。與此同時(shí)，伴隨著數(shù)字出版技術(shù)的發(fā)展，基于新的出版方式的新經(jīng)濟(jì)模式正在出現(xiàn)。對(duì)于數(shù)學(xué)教材出版領(lǐng)域，面對(duì)新的數(shù)字終端傳播方式、新的出版消費(fèi)、新的機(jī)遇和新的商業(yè)生態(tài)，也應(yīng)該尋求適合數(shù)學(xué)學(xué)科特點(diǎn)的創(chuàng)新商業(yè)模式。

我們知道，沒(méi)有新的商業(yè)模式是不可持續(xù)發(fā)展的?；赝^(guò)往，通過(guò)提供增值服務(wù)獲取產(chǎn)品延伸價(jià)值模式成為一種典型的方式。隨著媒介融合的不斷深入，教學(xué)需求的不斷推動(dòng)，個(gè)性化的在線服務(wù)模式將應(yīng)運(yùn)而生、蓬勃發(fā)展，從本質(zhì)上講，個(gè)性化定制是對(duì)知識(shí)內(nèi)容的付費(fèi)。但目前平臺(tái)建設(shè)、產(chǎn)品形態(tài)、支付方式等諸多方面還不夠完善，可以做到的也僅僅是把經(jīng)過(guò)數(shù)字化處理的數(shù)學(xué)教學(xué)資源的內(nèi)容以文檔、音頻、視頻，或者視頻交互一體的形式上傳到學(xué)習(xí)平臺(tái)，提供付費(fèi)學(xué)習(xí)和下載服務(wù)。

新的商業(yè)模式難以實(shí)踐的原因在于：首先，缺乏對(duì)優(yōu)質(zhì)內(nèi)容資源的有效管理和整合提升。經(jīng)過(guò)多年的資源建設(shè)，數(shù)學(xué)領(lǐng)域中特別是大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的內(nèi)容資源的積累優(yōu)勢(shì)是很明顯的，但大多數(shù)資源處于休眠狀態(tài)，未通過(guò)有效平臺(tái)和運(yùn)營(yíng)機(jī)制進(jìn)行盤(pán)活和利用。其次，基于互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和服務(wù)的用戶體驗(yàn)欠佳。特別體現(xiàn)在產(chǎn)品和服務(wù)的獲取方式和使用方式過(guò)于煩瑣、數(shù)學(xué)學(xué)科領(lǐng)域中的公式問(wèn)題解決不好、交互性設(shè)計(jì)和體驗(yàn)不足等等。最后，也是最為根本的原因，就是數(shù)學(xué)傳統(tǒng)教材出版的“流程再造”已成為必須要解決的問(wèn)題，這也是通過(guò)融合創(chuàng)新，出版社從增值服務(wù)到知識(shí)付費(fèi)的必經(jīng)之路。

五、結(jié)語(yǔ)

新時(shí)代的數(shù)學(xué)教材編寫(xiě)既要立足繼承，更要突出創(chuàng)新，創(chuàng)新是教材生命力的體現(xiàn)。隨著信息技術(shù)對(duì)高校數(shù)學(xué)教學(xué)的影響和重塑，“互聯(lián)網(wǎng)+”支持下的數(shù)學(xué)教材建設(shè)將不斷構(gòu)建教學(xué)資源集約化平臺(tái)，它能有效地突破傳統(tǒng)教材表現(xiàn)形式單一、知識(shí)結(jié)構(gòu)滯后等瓶頸，是未來(lái)高校數(shù)學(xué)教材改革的趨勢(shì)。同時(shí)，作為出版行業(yè)的編輯也應(yīng)不斷反思和研究課程、教材與學(xué)生之間的關(guān)系，不斷研究數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)之間的關(guān)系構(gòu)成的知識(shí)圖譜，才能使未來(lái)的數(shù)學(xué)教材和信息技術(shù)融合發(fā)展后形成的產(chǎn)品真正服務(wù)于教學(xué)和學(xué)習(xí)活動(dòng)，真正成為促進(jìn)教師與學(xué)生動(dòng)態(tài)發(fā)展的重要媒介。