數字化教學輔助資源建設的探索實踐

周萬灝

摘 要：本文以中國科技出版?zhèn)髅焦煞萦邢薰鹃_發(fā)的高等教育類輔助教學數字產品“細胞生物學3D模型與3D動畫教學資源庫”為例，圍繞市場需求調研、產品形態(tài)設計、內容資源聚集、產品盈利模式設計等四個方面，探討了如何利用出版社現有出版資源，通過市場調研，分析高校課堂教學的“痛點”，進而形成高等教育類輔助教學數字產品開發(fā)思路的探索過程，希望能為同業(yè)者提供一定的借鑒。

關鍵詞：數字產品 市場需求 資源聚集 盈利模式

隨著2018年國家正式啟動“雙一流高校建設”“雙一流學科建設”重大工程以來，國內各級政府、各大高校均投入了大量的人力、物力、財力進行高等教育的學科建設、課程建設。教育部出臺的針對國內高?！皩W科建設”“課程建設”的“雙萬”計劃，更是將高校的課程建設熱情推向了一個更高的層次。在此背景之下，國內一批課程錄制機構，借鑒了培生集團在線教育業(yè)務模式，如雨后春筍般迅速發(fā)展起來，并取得了驚人的市場收益。[1]但是傳統(tǒng)的課程錄制仍然無法擺脫“先生上面教，學生下面學”的教學方式，這種教學模式不但無法滿足出生在“數字時代”的零零后的求學需求，也非常不便于老師們在課堂上的靈活教學，更是與國家教育主管部門對于高校相關專業(yè)實行“虛擬仿真教學”的要求相差甚遠。因此，如何在傳統(tǒng)錄課基礎上，充分運用數字技術、互聯網思維，將虛擬仿真技術應用于我國各高校課堂教學，將是一項重要的、基礎性工程。[2]

目前，在國內高校課堂教學方面利用計算機等技術手段實現教學內容的三維可視化的3D圖像、視頻產品已經有部分不算成熟的成果問世，但同時這些面世的產品由于技術原因、維護原因、開發(fā)進度、與高校實際教學匹配程度、推廣平臺、版權問題等因素的制約，一直無法，也很難真正走進高校，應用于實際教學之中。本文以“細胞生物學3D模型與3D動畫教學資源庫”項目的建設為例，圍繞知識服務戰(zhàn)略中四大業(yè)務方向的智慧教育服務，通過市場需求調研、產品形態(tài)設計、內容資源聚集、產品盈利模式設計等四個維度，探討如何在融合發(fā)展、精品出版總體戰(zhàn)略的指引下，依托出版社現有教學資源，實現以數字化資源建設推動高等教育——“細胞生物學”的課程建設及教學改革，滿足移動互聯網時代下的教學需求，為“雙一流”學科建設提供教學服務支撐。

一、市場需求調研

一個好的數字產品的推出，首先要經得起市場長期的檢驗，市場認可的產品，一定是市場急需的產品。因此，我們在進行“細胞生物學3D模型與3D動畫教學資源庫”項目設計之初，通過廣泛的高校教學調研，發(fā)現在我國基礎學科發(fā)展規(guī)劃中，細胞生物學與分子生物學、神經生物學和生態(tài)學并列為生命科學的四大基礎性學科，具有無可替代的重要作用。從宏觀的動物、植物，到微觀的微生物、細胞、分子、遺傳學等，“細胞生物學”都是這些學科的必修課程，并與其他課程緊密連接，是打通上下游教學活動的必修課程之一。目前，國內各類高校基本都設立了生命科學學院，或者生命科學類的相關課程群。這些市場信息的捕獲，為我們數字產品的生存環(huán)境提供了可以推廣的廣闊空間。

同時，我們在廣泛的市場調研中還發(fā)現“細胞生物學”的課堂教學存在非常明顯的“教學痛點”：①在現有授課環(huán)節(jié)中，均以教師課堂講授為主，看PPT、模型或顯微鏡等教學方式為輔?，F有的視聽模式只能幫助學生建立二維平面結構，不能營造一個立體的空間結構觀念，學生很難在第一時間接受所學知識。②教師沒有很好的空間結構描述、表達能力，或學生沒有很好的立體結構思維，很多名詞、復雜結構及其變化過程將變得難以理解，且易遺忘，使學生對細胞生物學望而卻步，失去探索興趣。③學生課后復習主要是在圖書館、自習室或寢室根據教材、課堂筆記、教科書上的圖片進行理解、復習。這種學習模式不能將教材中抽象、復雜的內容直觀、立體地表現出來，制約學生對細胞微細結構的認知和理解。

我們對于以上信息進行綜合分析后，得出了一個初步結論：針對高校普遍開展的生命科學領域的橋梁課程“細胞生物學”的“教學痛點”需求，打造一個解決實際教學效果不佳的輔助教學課件，將會有很廣闊的市場空間。因此，我們初步確定了我們數字教育產品的最雛形屬性——數字輔助教學資源庫。

我們認為市場需求調研是數字化產品建設中最關鍵的一步，決定了產品設計、產品功能完善、產品營銷、產品迭代升級等若干重要環(huán)節(jié)的發(fā)展方向，是屬于最基礎、最重要的核心要素。

二、產品形態(tài)設計

在通過廣泛市場調研，并確定了產品屬于數字輔助教學資源的最初屬性之后，就需要認真思考產品的形態(tài)設計了。產品的形態(tài)設計不但要考慮產品的功能屬性，還要考慮產品的使用場景、支持系統(tǒng)等。

在人類的記憶和認知系統(tǒng)中，視覺記憶是重要的組成部分，是視覺感知和概念表征建立聯系的直接渠道。視覺條件下看到的物體越接近真實，對概念和構成的理解與記憶也就越準確。因此，細胞生物學中知識理解、學術體系的構建等方面可以向信息可視化、知識可視化領域應用和拓展，我們的產品使用場景上也可以向可視化視覺轉向?？梢暬夹g是利用計算機圖形學和圖像處理技術，將海量數據轉換成圖形或圖像在屏幕上顯示出來，進行交互處理的技術;也就是說，在計算機顯示屏里看到的三維圖形，其實就是真實三維空間的一個影印版。

我們基于此使用場景的思考，廣泛調研了眾多高校的一線教師，并得到了肯定的印證。在高?！凹毎飳W”實際教學中，3D圖像可多角度、多層次地給學生以感官沖擊，激發(fā)學生學習興趣，3D可視化圖像將傳統(tǒng)二維平面的內容“立”起來，使其結構深深地印刻在學生記憶中，實現教學過程更加直觀化、立體化與精細化。同時，我們在調研中還了解到，3D可視化教學資源如果實現動態(tài)的視覺展示，便可以更加完美地重現細胞在整個生命周期的各種重要生命活動事件，這對于提升高校課堂教學效果的“最后一公里”問題，起到了決定性的作用。

基于以上情況，我們最終確定了“細胞生物學3D模型與3D動畫教學資源庫”的教學使用場景：操作者以第一人稱視角進入細胞內部，交互式學習過程充分滿足所見即所得的使用體驗，對細胞3D模型及3D動畫可進行任意縮放、旋轉，從而實現360°全方位、多角度觀察，從顯微到亞顯微直至分子層面，逐級深入觀察與學習細胞的結構、功能與作用機制。同時，考慮到各高校目前大力開展的虛擬實驗室建設，以及高校圖書館數字化資源采購的需求，我們進一步完善了本數字資源的使用支持系統(tǒng)：針對toB的用戶，我們可以提供局域網IP段使用管理的模式;針對toC的用戶，我們可以提供激活碼注冊使用管理的模式。

產品的形態(tài)設計不僅僅可以充分展示本產品的使用屬性，更可以滿足用戶的使用需求，并依托設計者針對不同使用場景的設計，進一步加深用戶對于產品的使用黏附性，挖掘用戶的潛在需求，為產品質量、服務模式的不斷提升提供可能。

三、內容資源聚集

內容資源是數字產品的核心，集聚優(yōu)質的內容資源是數字產品建設的基礎。優(yōu)質資源要具備權威性、系統(tǒng)性、大當量、多樣化的特點。[3]數字產品設計之初，就要仔細考慮，有多少可以合理應用的自主版權的內容資源？有多少需要整合，或重新開發(fā)的數字資源？這些內容資源是否具備優(yōu)質的特性？作為教育服務類的數字產品，資源的權威性是首要條件，代表了教育領域的最高水平。資源的系統(tǒng)性要求資源內容具備完備的知識體系，能在特定專業(yè)領域內實現一定深度的全覆蓋，這是產品能夠在眾多同類產品中脫穎而出的必備條件之一。數字資源總的當量要大，只有形成了一定的規(guī)模資源，才能給用戶提供最完美的知識服務功能。數字資源展現形式的多樣化，可以支持使用者在不同使用場景之間的體驗轉換。

科學出版社在長期的圖書出版過程中積累了大量的“細胞生物學”類教材、教輔，以及數量眾多的生命科學類的各系列教材，進而構建成了權威性、體系化的內容資源網絡，可以為“細胞生物學3D模型與3D動畫教學資源庫”的底層內容資源構建提供全面的支撐。同時，科學出版社近幾年圍繞高校課堂教學的輔助教學資源建設已經初具規(guī)模，我們目前擁有了五種常見模式動物——牛、豬、犬、馬、羊的3D數字資源標本庫，每種模式動物的3D數字資源涵蓋了動物全體及局部皮膚、肌肉、血管、骨骼、神經、淋巴等解剖結構，同時提供全部解剖位點指示線及文字說明等。我們還自主構建了植物資源標本庫：包括常見的467種裸子植物和被子植物，每種植物均含有從整體到微觀的解剖結構，共計5000余張包括電鏡照片、實體照片等高清晰圖片。這些數字資源可以為“細胞生物學3D模型與3D動畫教學資源庫”的底層數字資源構建提供一定的支撐。

另外，科學出版社在多年的發(fā)展進程中擁有了一大批生命科學教學領域內的知名專家，如中山大學、北京師范大學、四川大學等校的國家級教學名師、國家級教學團隊等，這些教育專家們在我們的數字產品建設過程中，能結合教學實際情況，參與整個項目的開發(fā)建設過程中，給予了我們大力的支持，保證了我們數字產品內容、細節(jié)的準確性、科學性、權威性，符合高校教學實際，并協(xié)助我們通過教師、學生們的使用反饋不斷對產品進行完善。

權威的內容質量保障，大量的內容資源基礎，是產品能為用戶提供長期服務的一個根本性的保障，也是產品能區(qū)別于其他同類產品的一個重要顯著性標識，是產品長期生存、發(fā)展的核心。

四、產品盈利模式設計

數字產品的建設，不但要秉承“社會效益第一”的建設理念，也要始終堅持“從市場中來，到市場中去”的理念，如何在市場中持續(xù)獲得經濟盈利，對于出版機構來講，也是必須要認真思考的問題之一。出版機構不僅關心如何利用數字技術實現傳統(tǒng)出版產業(yè)升級，更關心如何通過數字化轉型實現企業(yè)利潤增長。[4]

“細胞生物學3D模型與3D動畫教學資源庫”主要面向國內高校生命科學類本科生及研究生的課堂教學，也可以用于相關人群的科研及科普教育，教材出版的供圖方等。高校是主要的目標客戶。[5]“細胞生物學3D模型與3D動畫教學資源庫”本身的銷售方式，主要為兩種方式：①以授權訪問瀏覽為主要方式，高校教師可以在授權期間，訪問我社服務器上的細胞生物學3D教學資源，用于教學演示，學生自由探索等。出版社收取資源購買費用。[6]②以一次性購買為主要方式，出版社可以根據高校購買的具體數字資源，安裝在高校的局域網中，供其使用。“細胞生物學3D模型與3D動畫教學資源庫”中的全部數字資源，均以二維碼掃描，或者科學出版社“coursegate平臺”等端口為鏈接，為紙質教材、教輔提供附加數字閱讀資源。一個好的數字產品，一定會為市場提供不同模式的服務，也一定會為企業(yè)帶來可觀的經濟效益。這不但為產品自身質量進一步提升提供支持，更可以激勵企業(yè)投入更多的熱情，從事其他的產品創(chuàng)新，為市場提供越來越全面的服務。

五、項目實踐的成績及影響

自“細胞生物學3D模型與3D動畫教學資源庫”上線運行以來，本庫得到了良好的市場反饋，我們的技術團隊，在不到三個月的時間內，在15個省市自治區(qū)，完成了22場專題數字產品使用培訓交流會。截至目前，已經有331所高校、9所科研院所、3所高中的831位用戶（全部是一線教師）正在使用我們的產品，其中教研室主任94人，副院長以上37人。在全部用戶中，有93.98%的用戶對本庫的評價是“非常完美”“不錯”，其中有732位用戶認為本庫非常適合細胞生物學的教學，占比88%;只有約6%的用戶認為本庫“還需打磨”“不適于工作需要”。截至本文撰寫之日，已經有十余家高校與我社簽訂了購買使用協(xié)議。

在新冠疫情當時還不明朗的時期，在眾多高校、企事業(yè)單位辦公經費大幅縮減的情況下，“細胞生物學3D模型與3D動畫教學資源庫”的市場反饋出乎了我們的預料。我們在感到欣慰的同時，也在積極地思考。作為出版企業(yè)，為市場提供優(yōu)秀的產品是企業(yè)謀求生存、發(fā)展的必經之路。[7]同時，在產品建設的過程中，如何把握、重視產品的自主知識產權，更是關系到企業(yè)長久發(fā)展的核心要素之一?？茖W出版社在未來的持續(xù)數字化轉型過程中，將始終把市場作為檢驗產品的唯一試驗田，把建設、擁有產品自主知識產權作為企業(yè)未來迭代升級數字項目的重要抓手，把給廣大讀者、用戶提供最好的閱讀、體驗作為我們最核心的發(fā)展愿景。

參考文獻：

[1]聶震寧.數字時代：今天我們怎樣“走出去”[J].出版廣角，2010（9）：4-4.

[2]郭向暉.傳統(tǒng)出版單位如何推進傳統(tǒng)媒體與新媒體融合發(fā)展——以人衛(wèi)社數字出版轉型升級實踐為例[J].科技與出版，2015（5）：22-24.

[3]王靜.精品學術資源數字化建設的探索和實踐——以“中國生物志庫”為例[J].出版參考，2020（5）：61-63

[4]全希.數字出版轉型的若干模式[J].出版參考，2015（6）：22-22.

[5]李婷婷.數字出版常見類型及盈利模式[J].西部廣播電視，2016（2）：20

[6]喬麗.傳統(tǒng)出版社數字出版盈利模式探析[J].科技與出版，2009（9）：46-47.

[7]王雙林.企業(yè)知識產權與企業(yè)核心競爭力[J].安徽建筑，2009（003）：171-174.

（作者單位系中國科技出版?zhèn)髅焦煞萦邢薰荆?/p>