信息技術與數學教材融合發展中的若干思考

馬 麗

（高等教育出版社有限公司，北京 100029）

一、引言

2015年11月，聯合國教科文組織通過了《教育2030行動框架》，清晰地勾勒出了全球教育的未來藍圖。仔細研究“教育2030”不難發現，教育質量提升成為未來世界教育改革發展的關鍵，在全球化加速推進和信息化迅猛發展的背景下，面向2030的教育，將是更加開放的教育，信息技術與教育教學的深度融合改變了傳統教學的組織方式，突破了時空界限和教育群體的限制，人人、時時、處處都能享受到優質教育資源，獲得全納、公平、有質量的教育和終身學習機會。2019年2月，中共中央、國務院印發了《中國教育現代化2035》，其中加快信息化時代教育變革是面向教育現代化的十大戰略任務之一。隨后，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發了《加快推進教育現代化實施方案（2018－2022年）》（以下簡稱《實施方案》）。根據2035年教育遠景戰略任務，《實施方案》聚焦當前，提出了教育信息化是推進教育現代化的有力支撐。在此大背景下，面向未來的教育教學將更加注重融合發展和共建共享的基本理念，走出一條具有中國特色以信息技術支撐引領教育現代化發展的教育信息化之路。

在高等教育教學改革領域，信息技術正改變著學習內容、教學方式和評價方式，不斷促進個性化人才培養。與此同時，信息技術與教育教學的融合也促使信息技術與高校教材的融合發展，使得傳統的教育出版領域亟須進行轉型升級。談及數字化出版的轉型，作為全球最大的教育服務和圖書出版公司——培生教育集團是其中的佼佼者。在高等教育數學教材出版領域，培生教育集團率先推出了MyMathlab平臺，此平臺提供基于互聯網服務的在線定制課程教材，涵蓋從基礎數學到微積分、統計學的課程教材，以及服務于商業、工程和教師教育的數學課程教材。除提供家庭作業、在線測驗和學習計劃外，還可以超鏈接到電子書、視頻和動畫等多媒體資源。特別是MyMathLab平臺的家庭作業和測試系統，具有由算法生成的自由式應答診斷的特點，平臺自動批改并給予反饋，是信息技術改變數學教與學的突破性的變革。2014年，培生教育集團推出了浸入式數字學習工具REVEL，越來越多的數學教材在此平臺上提供一站式服務，此平臺更是希望通過技術的力量，從根本上變革學生的閱讀、思考和學習方式。REVEL平臺充分應用云計算和數據分析技術打造完全數字化的移動學習場景，融入作者的授課、交互媒介、評估等內容，匯集了課程內容和學習管理軟件。[1]

當前，國內傳統的教材出版領域面臨著轉型升級，富媒體出版成為了一種新興的出版形態，新形態教材逐漸成為教材出版的主流。實際上，數學教材的新形態與在線課程建設息息相關，其本質是信息技術與數學課程融合建設與發展。數學新形態教材作為數學在線開放課程呈現的載體，在信息技術與數學課程融合方面也發揮著重要的作用，但也面臨諸多問題。現根據筆者近年的實踐與體會，對主要問題進行梳理和思考。

二、打造內容核心競爭力，從教材出版到教材研究

多年的教育出版經驗告訴我們，一本好的數學教材的誕生，需要經過多年的教學實踐，也需要經過多年雕琢和錘煉。當前，我們普遍認知的新形態教材是一體化設計的教材，是“互聯網+”時代教材功能升級和形式創新的成果，目前依舊是以紙質教材為核心，通過互聯網特別是移動互聯網，將各種富媒體教學資源與紙質教材相融合的一種教材建設形態。做好這種線上線下互動、新舊媒體融合的教學解決方案并非是一件容易的事情，它不是簡單地把教學資源搬到網絡上，也不是簡單地就能把教材與資源進行有機整合，現實情況往往是多數教材的資源使用率很低，并未達到預期的教學效果，也就是教材的開發還只是一種形式上的創新，并未真正達到內容和實質上的創新。

信息化時代的教材建設與高校的教學改革息息相關，是一個系統化工程，需要緊緊圍繞新時代人才培養目標這一根本宗旨來設計和實施。換言之，無論載體如何變化，內容為王始終是硬道理，與傳統教材相比應該具有更高的內容質量、更優秀的呈現效果和更高效的使用方式，因此適應新形勢要求的“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內容。2019年初，教育部認定了首批11個國家教材建設重點研究基地，對教材建設研究高度重視，聚集專業力量探索教材建設規律。在數學學科教材建設領域，同樣也需要梳理多年來大學數學課程教材建設的已有的經驗、存在的問題和面臨的挑戰，規劃相關研究課題，圍繞適應時代要求的數學教材的基礎理論、實踐應用、評價標準等方面進行系統研究。特別是在數學教材內容和信息技術融合方面，需要組建基于不同課程的教材研究團隊，組織數學界的專家、優秀的高校課程建設團隊、教學名師工作室、出版社的編輯、互聯網公司的技術團隊等協同研究，深度探討基于課堂教學流程再造、模式創新、目標重建下的教學內容設計、教學資源呈現、教學過程評價等，從而實現新教材的建設真正落腳到教學改革的痛點上，才能持續推進信息技術環境下的課堂革命。

三、提升技術理解力，從資源數字化到教學數據化

當云計算、大數據、人工智能等技術紛至沓來，以科技驅動的教育已經落地，技術正在以其革命性的力量重塑教育生態，開啟智能時代教育的新征程。信息化推動教育現代化表現為：一方面打破信息流通的“邊界”限制，從而實現優質教育教學資源的共享，另一方面信息技術推動教育信息化將從最基礎的數字化向移動化、智能化、數據化方向發展，從而使得個性化的教與學成為可能。

當前，信息技術與數學教材的融合還處于資源數字化的初級階段，通常以平臺或者二維碼技術進行數字化資源的呈現或者鏈接，多數數學教材提供的資源包括重難點視頻講解、應用案例、自測題等等，還處于靜態資源提供和簡單信息反饋的狀態。我們可以看到，習慣于傳統出版方式的數學編輯受限于其對技術的理解能力，以慣性思維去思考、去實踐，并未脫離固有模式。實事上，數字出版最重要的是改造人的思維，需要把數字出版打碎到傳統出版的各個環節進行重塑，這需要數學編輯不斷去接觸和學習新領域的知識，理解和體會技術如何改變傳統出版。信息技術與數學教材的融合發展也是教育出版與技術公司兩個不同產業領域的融合創新。

在融合發展的背景下，人機結合正在成為未來教學最可能的形態，人人將擁有便捷可用的移動終端，大學數學教學中常規的作業批改和測驗考試將越來越多地由人工智能程序承擔。“數據成為生產資料，計算成為生產力”，通過有效的數據分析和聯動，數學教學中的個性化自動診斷、自主推送將輕而易舉，海量資源與私人定制高度統一，將形成智能、快速、全面的教育分析系統。所有這些都需要我們不斷提升技術理解力，從數字化資源建設階段邁向數據化的人工智能時代。

四、推動融合創新，從增值服務到知識付費

互聯網時代最大的特征是呼喚創新，這種創新除改變人們的思想觀念、行為方式外，也在改變著原有的組織方式、生產方式和資源配置方式，眾籌、眾享等已經形成了一種新的融合模式。如今，融合創新已成為教育出版業發展的主旋律，是帶動傳統出版邁向數字出版的重要引擎，通過轉型升級、融合發展實現出版領域的全面突破，從而實現教學服務模式多元化的創新。與此同時，伴隨著數字出版技術的發展，基于新的出版方式的新經濟模式正在出現。對于數學教材出版領域，面對新的數字終端傳播方式、新的出版消費、新的機遇和新的商業生態，也應該尋求適合數學學科特點的創新商業模式。

我們知道，沒有新的商業模式是不可持續發展的?；赝^往，通過提供增值服務獲取產品延伸價值模式成為一種典型的方式。隨著媒介融合的不斷深入，教學需求的不斷推動，個性化的在線服務模式將應運而生、蓬勃發展，從本質上講，個性化定制是對知識內容的付費。但目前平臺建設、產品形態、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過數字化處理的數學教學資源的內容以文檔、音頻、視頻，或者視頻交互一體的形式上傳到學習平臺，提供付費學習和下載服務。

新的商業模式難以實踐的原因在于：首先，缺乏對優質內容資源的有效管理和整合提升。經過多年的資源建設，數學領域中特別是大學數學教學的內容資源的積累優勢是很明顯的，但大多數資源處于休眠狀態，未通過有效平臺和運營機制進行盤活和利用。其次，基于互聯網的產品設計和服務的用戶體驗欠佳。特別體現在產品和服務的獲取方式和使用方式過于煩瑣、數學學科領域中的公式問題解決不好、交互性設計和體驗不足等等。最后，也是最為根本的原因，就是數學傳統教材出版的“流程再造”已成為必須要解決的問題，這也是通過融合創新，出版社從增值服務到知識付費的必經之路。

五、結語

新時代的數學教材編寫既要立足繼承，更要突出創新，創新是教材生命力的體現。隨著信息技術對高校數學教學的影響和重塑，“互聯網+”支持下的數學教材建設將不斷構建教學資源集約化平臺，它能有效地突破傳統教材表現形式單一、知識結構滯后等瓶頸，是未來高校數學教材改革的趨勢。同時，作為出版行業的編輯也應不斷反思和研究課程、教材與學生之間的關系，不斷研究數據和數據之間的關系構成的知識圖譜，才能使未來的數學教材和信息技術融合發展后形成的產品真正服務于教學和學習活動，真正成為促進教師與學生動態發展的重要媒介。