數字教材創新：韓國科學教材的編制特點及啟示

摘要： 從功能、內容、設計等多個角度深入分析韓國統一數字教材平臺上科學數字教材的編制特色，發現韓國科學數字教材在頁面設計上追求交互性，在資源構建上強調系統性和教育性，在平臺功能上突出個性化。借鑒韓國經驗，提出中國數字教材研發的參考路徑：首先，依據認知學習理論優化交互設計；其次，對數字資源進行精細化管理，以滿足個性化需求；最后，圍繞用戶需求進行持續的資源和功能迭代更新。實施這些策略有利于推動中國數字教材向更高效率和個性化方向發展。

關鍵詞：數字教材；韓國教材；科學教材；中小學教育

在全球教育數字化的大背景下，我國積極推進數字教材的建設，以適應新時代的教育需求。分析韓國的數字教材建設情況，對我國教材數字化發展有重要的參考價值。

一、數字教材發展現狀的中韓比較

（一）中國數字教材快速發展

中國政府高度重視教育數字化，出臺了一系列政策，推動數字教育資源的開發和應用。數字教材作為教育數字化的核心部分，得到了迅猛發展。以人教版科學教材為例，已覆蓋物理、化學、生物學、地理等學科，構建起包含教材、數字資源、學科工具和應用數據的立體化教材體系^[1]。這些教材基于紙質教材，結合課程標準和教材特點，設計了情境視頻、實驗視頻、演示視頻、講解視頻、演示動畫、交互動畫、圖片、文本等多種資源，展現出系統性、豐富性、直觀性和交互性等特點^[2]。

（二）韓國數字教材研發經驗與啟示

韓國作為信息技術在教育領域應用的先行者，已將數字教材作為推進教育信息化和教學改革的重要工具^[3]。韓國在數字教材的開發與應用方面積累了豐富的經驗，其科學、社會、英語等學科的數字教材已在該國廣泛應用^[4]?？紤]到中韓兩國教育文化背景相似，例如教育政策、課程標準、高考競爭及家長對課外補習的態度^[5]，韓國的數字教材建設經驗對我國具有借鑒意義。

韓國《SMART教育促進戰略》明確了數字教材的定義：“針對紙質教材內容增加的多媒體學習資料、學習支持、管理職能、外部資料鏈接等電子書籍形態的學生教材。”^[6]基于這一定義，韓國在紙質教材的基礎上進行數字化改造，加強了教材的交互設計。在紙質教材內容的基礎上，增加了音頻、視頻、圖片、文本等多媒體學習資料，并利用平臺的閱讀、記錄、分享、搜索等功能，提供學習支持和管理職能，實現了與外部資料的鏈接（如圖1），增強了教材的開放性，明確了數字教材的用戶對象為學生。

二、韓國科學數字教材編制特點

（一）教材設計呈現較強的“交互性”

韓國科學數字教材注重教材本體內容的數字化呈現，以多種方式增強教材的交互性。用戶可以使用按鈕在“查看模式”和“學習模式”之間切換。在“學習模式”下，教材內的圖標和熱區等交互性內容可以使用；而在“查看模式”下，教材僅能閱讀，嵌入的資源和功能無法使用。以下交互特點均在“學習模式”下呈現。

1.信息分層呈現

部分教材將紙質教材中的提示類欄目隱藏，用戶單擊相應欄目即可呈現，這使得教材的主干邏輯更加清晰。隱藏的內容包括每節的教學目標、實驗材料、實驗安全提示、相關互聯網地址等。當紙質教材中某個環節設置了多幅圖片或多個平行任務時^[7]，部分教材將這些平行資源制作成卡片，采用左右滑動的方式進行切換，使圖片和文字變大、變清晰、更具交互性。

2.動態內容呈現

部分教材頁面的內容處于可控制狀態，有的圖片可以點擊放大，有的圖片在鼠標點擊后呈現放大并可還原的呼吸效果。圖片或文本可以根據需要拖動到其他位置。這些都增強了教材使用的體驗感。有的教材將紙質教材中的圖片直接改成動畫或視頻，用戶單擊即可播放；針對需要填寫、選擇、涂色等操作類內容，開發了直接在頁面上書寫、選擇、拖動、連線等交互功能。總之，教材內容不是一個靜止的整體，而是處于可點、可播、可動、可寫的激活狀態。

3.可控制內容呈現

與紙質教材一次性呈現完整信息不同，數字教材部分內容的初始狀態被設為隱藏。用戶可以根據需要控制內容的呈現，有效避免同時呈現問題和答案對學生的思考過程產生干擾。例如，針對并列式內容，設計為點擊后呈現；針對順承式內容，設計為由圖標導引的逐步呈現；針對教材內局部相關聯信息，設計為聯動出現。

4.精細的交互性設計

對于教材內增加的視頻、動畫和補充習題，開發者也進行了精細的交互性設計。例如，視頻的字幕可選擇是否呈現，字幕內容可自由復制，視頻可以以固定位置嵌入式播放、全屏播放、畫中畫等多種形式播放；補充不同層次的評測題目，針對主觀題，提供了支持書寫、繪圖的作答空間及答案參考；針對選擇、連線、填涂等各種客觀題，設計了支持即時評判的測試題目。與中國數字教材的開發一樣，韓國數字教材實現了針對客觀題目的實時反饋。

（二）資源整體設計，呈現較強的“系統性”和“教育性”

1.模塊化設計

在保持紙質教材內容和結構的同時，韓國科學數字教材內以圖標、熱區、批注等多種方式鏈接了多媒體材料、進階學習材料、操作性內容、術語詞典、評價題等，以豐富的媒體形式和互動內容輔助學生進行自主學習和評估（見表1）。

對于科學數字教材內的資源，韓國依據教材內容進行模塊化設計。例如，針對紙質教材中的導入圖片和文字，系統設計了課題導入視頻；針對實驗觀察環節，系統設計了實驗材料、安全操作提示、實驗過程視頻、實驗結果視頻、活動過程評價等一系列資源，資源顆粒度較小，與紙質教材環節精準對應；針對每節的結尾設計了知識總結、評價試題等資源。韓國科學數字教材內的視頻和動畫資源主要依托于紙質教材插圖繪制，與教材契合程度較高。這與韓國科學紙質教材中的大量手繪圖形有關。相比之下，中國科學教材內的實景照片較多，數字教材難以開發出與紙質教材完全一致的視頻內容，造成數字教材資源與紙質教材本體內容之間存在明顯的界限和附加感。

2.新技術應用與教育價值導向

從2018年起，韓國研發的數字教材增加了虛擬現實（VR）和增強現實（AR）形式的輔助資源（見表2）。VR和AR資源的研發工作主要針對以下幾個難點展開：從空間尺度上難以直接觀察的宏觀或微觀現象，例如“地球和月球的公轉和自轉”“原子結構”；從時間跨度上難以直接體驗的現象，例如“板塊運動與居民生活”；無法直接觀察或探索的內部結構，例如“探索地球內部結構”；可以突出沉浸式體驗感的內容，例如“游覽普賢山展望臺”。VR和AR資源的數量較少，基本保持在每本書個位數的水平。新技術資源的開發從數量上和內容選擇上體現出突出技術優勢，堅持教育價值導向。

（三）教材功能以支持自主學習為主，突出“個性化”

韓國數字教材的功能設計主要以支持自主學習為主，提供了“目錄”“我的檔案”“放大”“縮小”“筆記”“單雙頁切換”“搜索”“學習社區”“打印”“幫助”“共享庭院”“班級”“復制頁面鏈接”“屏幕截圖”“前往頁面”^[8]等支持基礎閱讀、檢索和分享、記錄的功能，其中“目錄”功能既支持以紙質教材目錄進行檢索，又支持以“數字資源”目錄進行檢索。因為以學生作為主要的用戶對象，韓國數字教材未設計很多支持教學的功能。

“個性化”是指學生能夠在學習的過程中進行個性化的記錄來滿足個體需要，這些記錄依賴情境，并且成為教科書的有機部分，如電子注釋、書簽和內容搜索、學習進程追蹤等^[9]。韓國科學數字教材的功能設計開發觀照了“個性化”要素，與國內數字教材普遍的PDF底板嵌入資源的形式不同，韓國的科學數字教材頁面內的文字處于可選狀態，可以針對選定文字進行復制、搜索、尋求翻譯或者記錄筆記、添加強調標識、加入備忘錄等（見表3）。

三、對我國科學數字教材研發的啟示

誠然，我國與韓國在基本國情、教育環境、教材制度、課程設置、教學實施等多方面均有一定的差異，但是對韓國科學數字教材特點進行分析和整理，仍可以為我國科學數字教材研發提供一些參考。借鑒韓國經驗，我國開發科學數字教材需要做好以下幾點。

（一）以認知學習理論為基礎，完善數字教材的交互設計

我國科學類科目的數字教材主要以紙質教材PDF上附加資源為主要呈現形式，教材交互性體現為針對教材頁面填寫、點選、連線、繪圖等作答操作及附加的交互類資源，如交互類動畫、交互類試題等。在數字教材的交互設計方面還有較大的提升空間，例如教材文本內容的選擇、復制、搜索等交互操作，教材本體內容的呈現順序、教材文字和圖片的動態效果，教材內互動資源的交互程度和交互體驗等。

交互設計的難點不僅在于技術實現方式，更在于基于認知學習理論對學習過程的深度刻畫，即思考怎樣的交互形式符合學生的認知發展規律，促進學生的知識建構；怎樣的交互設計可以促進學生深度參與，增強學生的學習體驗。韓國科學數字教材中豐富的交互設計可以從呈現形式上為我們提供參考。但是深入研究交互設計背后的學習理論，理解交互設計對學習過程的支撐是我國開展數字教材交互設計工作的基礎。從認知負荷理論來看，數字教材的交互設計應關注信息的呈現方式，避免增加不必要的認知負荷，可以設置信息分塊、使用多媒體和提供有意義的互動環節來支持記憶的優化使用；考慮建構主義學習理論，數字教材應設計成能夠促進學生自主探索和問題解決的，做好情境模擬、問題導學和真實世界任務的設計，支持學生建構并應用知識；基于元認知理論，在數字教材的交互設計中，研發者需提供策略指導、反思活動和自我評估工具來提升學生的元認知能力。

（二）數字教材資源精雕細琢，提升“個性化”需求適配能力

我國科學數字教材的資源內容包括情境視頻、實驗視頻、演示動畫、交互動畫、交互習題、圖片畫廊、答案參考文本等類型，與韓國科學數字教材的資源類型基本一致。這說明中韓兩國數字教材研發者在數字內容形式上達成共識，后續資源優化和質量提升的方向或許不在于資源形式的突破和更新，而在于對現有資源形式和內容的精細打磨。例如，在設計具體資源時關注學生的思維過程，適當預留思考空間和強度，以展示現象為基礎的演示類資源在設計時將現象展示和現象介紹適當分離，給學生預留足夠的觀察和思考的時間和空間，使資源設計更加適配學習過程。再如，某些視頻類資源標題的有無、字幕的有無、配音的有無、背景音樂的有無等細節性內容均會影響資源使用的頻率和效果。所以，在資源設計中需要精細考慮應用場景，以實際場景下的學習需求來指導資源的設計。開發者也可以將字幕、配音、背景音樂等設計為可自由切換的形式來滿足不同用戶個性化的需求。

（三）以用戶需求為導向，在迭代更新中優化數字教材的資源和功能

總結韓國和我國科學類科目數字教材的研發實踐，可以發現數字教材可以在形象呈現紙質教材內容、拓展紙質教材邊界、增強用戶交互體驗、適應學生閱讀習慣、記錄學習過程等多方面發揮作用，但是哪些作用能夠真正推動數字教材的普及應用還有待進一步驗證。數字教材本身不會自然而然地產生教學價值^[10]，如何使用它決定其應用成效。因此，數字教材的研發需要以促進數字教材常態應用、深度應用為基本出發點，形成應用需求引導數字教材開發實踐、應用反饋促進數字教材迭代更新的閉環。在數字教材的資源和功能研發中，我們需要充分考慮教材的使用主體，考慮教材所生存、發展、變化的真實場域^[11]；考慮教學的使用情況；考慮長期以來形成的用戶習慣；考慮實際教學中存在的問題和困難等。同時，還需提供促進數字教材深度應用的政策保障、軟硬件環境及服務培訓等。像大多數的信息技術產品一樣，我們有理由相信在不斷吸收用戶反饋意見、更新迭代的過程中數字教材的質量會越來越好。

韓國科學數字教材的編制特點為我國數字教材研發提供了寶貴的經驗和啟示。經過交互設計的優化、資源的精細化管理和以用戶需求為導向的迭代更新，我國數字教材一定能為教學提供更高效、個性化的支持。

參考文獻

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責任編輯：祝元志