論教材開發的信息化手段與教學效果

蘭 琳

（長沙航空職業技術學院,湖南 長沙 410124）

近年來，中央全面深化改革委員會審議通過的《關于推動傳統媒體和新興媒體融合發展的指導意見》與教育部研究制定的《教育信息化2.0行動計劃》兩個綱領性文件，都強調要強化互聯網思維，堅持先進技術為支撐、內容建設為根本，積極推進“互聯網+教育”發展，加快教育現代化和教育強國建設[1]。2019年，教育部認定了首批國家教材建設重點研究基地，對教材建設的發展方向和重點提出了明確要求，提出要不斷提升教材建設科學化、專業化水平。職業教育要實施“三教改革”，而教材改革就是“三教改革”的重要一員。教材作為課程的載體，為了讓知識傳授最大化，必須通過信息化手段體現展示教學內容和教學方法，提升學生獲取知識和培養能力的成效[2]。

1 信息化教材開發的理論支持

信息化教材開發手段日新月異，如AR、VR等技術手段的更新，又比如各種移動客戶端、手機學習APP等在知識傳導模式上的創新。借助各類網上學習平臺來擴大信息化教材的受眾面和影響度，現已成為面向未來的教材開發的必然選擇。但在教材開發中的信息化手段選用上，國內學者卻缺乏一致認識，加利福尼亞大學的梅耶（Mayer）教授于2017年提出了多媒體學習認知理論，為信息化工具的選用提供了分析依據[3]。

梅耶（Mayer）認為，認知加工過程是有規律的，人的聽覺和視覺是信息處理系統中最敏感的接收端，視、聽覺上的直接刺激能形成較清晰地映像，但孤立的視、聽覺信息往往稍縱即逝，如人們不能20 s的時間內將其組織成符合邏輯的語言規律模型，或形成較連貫的圖像表征，刺激就只是短期記憶。然而，如果學習者有相關的工作情境體驗，將極大地提高其形成語言規律模型的能力，形成的記憶也往往是長期的，并且能較容易地在工作記憶中得到交互強化。當然這個過程不是完全線性的，取決于學習者自身認知的主動性與工作記憶的交互程度。

從梅耶的理論中可以得到認識：第一，視聽覺信息相對于二維文字信息是有助于形成記憶的；第二，如何形成語言規律模型或連貫圖像表征對于學習者形成長期記憶尤為重要；第三，情境在記憶中有著獨特的重要意義，這對信息化教材開發提供了借鑒。

2 信息化教材開發的必要性

隨著信息技術手段在教材開發中的廣泛運用，關于教材開發技術手段的探討也越來越多，教材呈現形式也越來越豐富。但究其根本，方法、手段只是“術”的層面，為什么要廣泛采用信息化手段，選擇某一種信息化手段的依據又是什么，這才是根本的“略”。所以，信息化手段在教材開發中的廣泛采用是系統學習、情境學習和建構學習理論研究的必然結果。

2.1 系統學習理論的啟發

系統學習的角度看學習總是多元而相互聯系的。原理、結構等要素總會通過一定的學習范式成為強化學習、形成認知和習慣的一般規律。系統學習注重對學習功能描述的邏輯性，注重系統子要素的相互關聯和映射強化。這種邏輯結構和內在相關性是學生有效學習和思考的基石。一般來說，思考的完整性包括系統、要素、結構和功能四個思維構件，缺一不可，互為支撐。

從邏輯上說，系統是“綱”，要素是“目”，這些都可以借助傳統教材，通過老師恰當的思維引導實現，但結構和功能的學習不僅如此。在表述某個知識點的結構和功能時，不能只是孤立的、簡單的疊加，而要將其當作一個相互聯系、相互影響的有機整體。而傳統紙質教材在開發與建設過程中，對于這種部分與整體的關系認識往往是片段和不深刻的。

借助信息化手段，往往能更科學地表達知識點、技能點間的區別與聯系，能更加顯著地反映其內在知識、技能和素養關聯。如闡述民航客艙內的服務標準時，學生往往對客艙服務的安全性理解不深，教材增加VR虛擬演練環節，讓學生親身體會乘務員服務和旅客乘機的互動虛擬全過程，就能使學生從客艙服務的整個流程入手，從整體上貫穿旅客乘機始終理解“安全性”。

2.2 建構學習理論的依據

建構學習理論是認知學習理論基礎上的發展，是行為學習理論研究的進一步發展。建構學習理論的關注點是始終以學習者為研究對象，強調以學習者為中心，學習者自身是認知的主體因素，知識建構的主動性主要靠的是學習者，包括老師、家長、同學等只能被定義為相關因素。改變對認知主體的認識，也隨之改變對教材功能優劣判斷依據，當對學習者直接灌輸知識或傳授技能不再是老師的主要責任或考核任務時，教材的主要功能也就變成了知識形成和學習習慣養成的催化劑[4]。

建構學習理論主張學習者應能通過各種學習指導資料（不局限于教材）有效獲取知識，能夠擺脫傳統課堂一對多模式灌輸，其中，學習環境的營造尤為重要。建構學習理論認為，會話、情境、意義建構和團隊協作四要素是學習環境營造的關鍵因素。建構學習理論認為“意義建構”都是基于一定的“情境”的，完全擬真的學習環境能讓學習者感知學習對象之間的內在聯系，更容易建構出相關的知識體系并得以應用。從這種意義上分析，優質教材應具有“情境創設”功能，而以往的紙質教材有其固有的不足。

信息化手段為教材開發打開了一扇新的窗口，AR（增強現實）、VR（虛擬現實）等信息技術能極大地從“情境創設”方面增強教材的適用性，深層次互聯網技術和二維碼技術的廣泛應用使線上線下的全通道學習和面向職業生涯的終身學習成為可能。專業知識的獲取越來越強調潛移默化和養成教育。新的信息化教材應逐步成為學習者線上、線下的接口文件以及學習者“情境創設”的窗口。融入了各類型信息化資源的教材，能讓學習者獲得真正意義上的學習自由和主動性。

2.3 情境學習理論的支持

情境學習理論是建構學習理論的進一步拓展。情境學習理論認為，學習不單是學習者建構知識體系的過程，更重要的是職業相關知識被感知并固化的過程。在這個過程中，學習者應能運用各種社會化、個體差異化、實踐性的知識技能豐富自身，學習的過程也是攻克自身各種非職業性和非社會化頑疾的過程。情境學習要求要學習對象擬合職業真實情境，只有在學習階段充分體會工作崗位的實際業務情境，學習者才能更有效率地獲得和職業相關的知識和技能，這樣的學習才是知識與技能的無縫對接。

簡單來說，情境學習理論強調兩個基本原理：一是找到貼合崗位的真實情境展開學習，從根本上轉化學習者的心態，讓學習者像職業人乃至“崗位技術能手”一樣思考，轉變角色意識；二是通過團隊的互動互促，真正意義上實現“1+1大于2”的 學習效果，實現對真實社會化工作情境的模擬。

隨著VR、AR等信息化技術在教材開發中的廣泛應用，信息化教材開發已成為社會化情景模擬學習最重要的工具。同樣以客艙服務為例，信息化教材大量運用VR技術手段，能通過完全模擬乘務組的教學團隊號位演練，使學習者能充分體會乘務員之間的團隊合作，通過遞進式難度的情景演練，使學習者充分體會闖關學習帶來的成就感和團隊歸屬感。類似的教材開發已廣泛運用于各種以項目教學、情景模擬為代表的教改項目中，成為推動“三教改革”新的抓手。

3 信息化教材的開發策略選擇

3.1 深度開展校企合作聯合開發教材

《國家職業教育改革實施方案》提出建設新型活頁式、工作手冊式教材，而活頁式、工作手冊式教材都要求教材內容深入對接崗位任務、學習標準對接工作標準。開發優質信息化教材，需要集結企業和學校雙方的力量，做到優勢互補，將崗位任務的工作流程細分為小模塊；在內容設置上，需要注重實際工作需求，為學生提供簡明易懂的“應知”“應會”等指導信息，按照技術技能人才成長特點和教學規律注重模塊化后的知識和技能點之間的前后銜接，將工作過程與學習過程緊密對接，對學習任務進行有序排列，不僅要突出職業教育教材的類型特征，而且從形式上和內容上要能更加貼合學習者的學習規律；同時，要注重將崗位知識和技能考核標準融入教材建設的知識、能力、素養目標中，考核要求對標需分階段、分節點，考核分值設置需要做到有分有總，注重突出重點、突破難點，便于學生達到更好的學習效果[5]。

3.2 開發支持二維碼的信息平臺，并實時更新線上資源

編寫一本獲得行業專家和同仁認可的教材絕非易事，耗費的時間和精力甚大，往往要求編寫的教材獲得較大的社會和學校支持。二維碼技術和紙質教材銜接模式已較成熟，中國大學MOOCs、微知庫等信息化教學平臺已取得學校廣泛認可，為信息化教材開發打下了堅實基礎。基于教學平臺開發的教材往往能取得很好的社會推廣效果，這也成為推動信息化教材建設的內在動力。二維碼技術開發對應的是確定的教學平臺，要想在信息化教材品質和教學資源互通共享上取得突破進展，除了加大對開展信息化教材建設的老師的鼓勵力度外，形成較集中的、行業公認的教學資源共享平臺也尤為重要。同時，充分利用線上資源更新的便利性，根據行業產業升級對崗位任務的動態需求，實時更新線上資源也是非常重要的一環。這也要求教材編寫組必須經常性分析崗位需求，從實際出發，注重學習者的終身職業發展和產業轉型需要，以貼合產業革命背景下個性化、精益化生產的需要。

3.3 將AR等技術廣泛應用到教材編寫中

AR技術之所以在教材開發中得以應用是由于其不僅試圖展現真實世界信息,而且可以實現將虛擬教學信息同時顯示出來，實現各種信息相互疊加，以期實現強化學習者的視覺刺激的效果。總的來說，常規的AR技術對設備的依賴度少，編寫的教學內容完全可以借助普通的移動數據端加以展現，在給學習者視、聽覺較真實刺激的同時，包含教材知識點的旁白或字幕等多種形式展現，實現較豐富的感知及記憶效果。但在選擇AR等技術嵌入教材時要注意Redundancy Principle，也就是梅耶強調的冗余原則。梅耶認為，學習者從動畫加一定的解說中學到的，往往比動畫加解說再加屏幕文本等效果好。這里的字幕文字往往起到的只是冗余效果。顧名思義，AR技術應用的效果往往在于其對現實的增強，過量的解說加屏幕文本都是對學習者的干擾。

3.4 支持VR等交互仿真技術將成為未來教學資源開發的主流

由于生活中的智能化程度越來越高，傳統的文字、圖畫與語音等知識媒介已經難以滿足學習者的實際需要。從效果上說，VR技術就相當于AR技術的增強版，將VR技術運用到教材編寫過程中，能360°向學習者呈現真實的工作場景，能夠彌補很多學校實訓條件不足、設施陳舊對教學效果的制約。學習者通過教材更能夠身臨其境，提升崗位認同，也更利于職業素養的培養。VR技術相對其他信息化開發方法，在展現形式、仿真度上有著固有的優勢，學習者能取得較顯著的感知記憶效果。同時，VR技術能對學習者的肌肉感知記憶展開鍛煉，這也是其相對其他信息化手段的獨有優勢。而就技術層面而言，制約VR技術在教材開發中應用的不是其展現效果，而是其對教輔硬軟件條件有相對苛刻的要求。成本和場地制約VR技術在教材開發中的應用，現階段往往只能用于核心技能培養相關的實操教材的再開發。同時冗余原則依然重要，比如在模擬操作中控制講解旁白數量，對于學習者操作完成后的清晰對應的智能診斷來說也十分必要。

4 結語和展望

《國家職業教育改革實施方案》對于職業教育教學改革提出明確要求，職業院校應堅持知行合一、工學結合，明確提出：建設一大批校企“雙元”合作開發的國家規劃教材，倡導使用新型活頁式、工作手冊式教材并配套開發信息化資源。教育部《關于印發＜中小學教材管理辦法＞＜職業院校教材管理辦法＞和＜普通高等學校教材管理辦法＞的通知》明確指出，教材要著眼于學生全面發展，圍繞核心素養，遵循學生成長規律，適應不同年齡階段學生的認知特征，緊密聯系學生思想、學習、生活實際，將知識、能力、情感、價值觀的培養有機結合，充分體現教育教學改革的先進理念。

信息化教材是教材開發的必然趨勢和切實要求。特別對于高職高專的學生來講，職業精神的培養和職業技能的提升是大學期間學習的重點。在專業課程教材開發的過程中，為達到相應的知識、能力和素養目標，必須從學情出發，想其所需、投其所好地設計教材的內容和形式，以更符合現代學生的口味，調整教材編制的“口吻”，以雙向對話式的而不是單向傳教式的方式實現教材與學習者的有效聯結。人有五感。教材要更有吸引力，必須植入信息化元素，方能激發學生學習興趣、科學興趣和創新意識；要踐行、知行合一，將實踐教學作為深化教學改革的關鍵環節，豐富實踐育人的有效載體，方能強化學生實踐動手能力；要更加貼近學生的學習需要和思維習慣，用更加恰當的方式呈現重點內容，輔以趣味性強的考核評價，將更好用、更易學、更樂看作為教材開發的出發點，方能讓學習者增強學習信心、提高學習興趣、提升學習效果。信息化教材開發的演進過程，就是不斷探索借助科技手段來豐富對人體感官的刺激，強化學習者感知及記憶效果的過程，同時逐漸擺脫傳統教學時間和空間束縛，逐步實現終生學習和自主學習的“大自由”。當然，VR等先進信息技術在教材開發中得到更為廣泛應用需要時間的沉淀，需要進一步地實踐探索。