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　　作者：熊璋（北京航空航天大学教授）

　　人工智能的发展和普及，既是对传统教育的挑战，又是教育创新的重大机遇。

　　教材在传统教育系统，尤其是中小学课程教学中，具有非常重要的地位。根据课程标准和课程大纲编写的教材，是一线老师教学的依据，当然也是学生学习的主要知识承载物。教材让一线教师的教学有案可稽、有条不紊；教材加上教辅材料，让学生的学习有凭有据、按部就班。对于以应试为目的的教育是顺理成章的模式。

　　人工智能这一新兴科技的发展，对社会方方面面的冲击有的已经发生，比如银行的自动柜员机取代了传统的柜员柜台，比如高铁刷脸进站取代了传统的站口检票员，有些冲击还会不断变为现实，未来人才的规格将发生巨大的改变，这就是为什么要树立科学的人才观、成才观和教育观。教育强国建设、教育高质量发展，就是要瞄准我国培养未来人才的需求。

　　不管是纸质教材还是电子教材，在科学教育和素质教育的大目标下，在教育创新的过程中，都存有明显的缺陷。一是单向灌输的知识传递和应试取向：以“教师讲授+学生接受”为核心，忽视学习者的主动建构与个性化需求。二是内容固化与滞后性：传统纸质教材更新周期按年计算，难以快速融入国家战略和科技进展前沿内容。三是案例、项目欠缺针对性和选择性：照顾到一类地方，就容易忽略另外一类地方，缺乏更加广泛的适用性。四是单一介质与封闭体系：局限于文字+图片的静态呈现，就是电子版，现在也没有走出纸质教材的模式。

　　教材创新是教育创新的重要一环。推动数字教材建设，是我国教育强国建设必不可少的战略举措。

　　数字教材：从“知识载体”到“学习生态枢纽”的范式转型

　　数字教材不仅包含知识、是知识的载体，更应该是学习的生态枢纽。

　　枢纽的特征包括：汇聚、链接、中转、扩散，是一个流动中的重要节点，是一个过程中的重要环节。学习生态中，有各种要素，包括学习主体、学习资源和学习环境，而数字教材不应再局限在资源范围内，而应定位到枢纽的作用：学习主体是枢纽里的一个社区，数字教材具备与学习主体各种交互的功能；枢纽是学习生态的重要组成部分，数字教材像生态中的基础设施一样具备支撑学习环境的功能；知识和方法流进枢纽，数字教材仍然具备知识承载的功能；知识和方法在枢纽中被分拣发送给需求端，数字教材具备支持个性化学习的功能；情景、场景、案例在枢纽中积聚，数字教材具有服务真实性教学和沉浸式学习的功能；知识和方法在枢纽中被加工或重组，数字教材具备知识和方法迭代优化的功能；一个学科的知识和方法在枢纽与其他学科知识和方法产生联系，数字教材具备支持跨学科学习的功能；学习主体在枢纽的服务学习生态中，数字教材具备服务学生—教师—人工智能合作学习和协同解决问题的功能；学习主体在学习生态枢纽中不断自我评价，数字教材具备服务过程性评价、个性化评价、迭代、优化的功能；学习枢纽是超越教室、实验室、校园的学习空间，数字教材能打破空间限制，伴随学习主体的功能；学习枢纽自身随着人工智能的发展而发展，数字教材具备更新、发展的功能。

　　数字教材的特征

　　数字教材对于传统纸质教材、电子教材来说是系统性的质变。

　　数字教材不是把传统纸质教材转变为数字化的呈现形式，早些年把纸质教材扫描成电子版的方式不是数字教材；把教材简单用幻灯片的方式呈现也不是数字教材；在上述变化中添加一些图片、声音、动画、视频也不是数字教材。

　　数字教材必须有如下特征。一是思想性。坚持立德树人的崇高教育目标，高度注重培养学生的价值观、情感、态度和品德，关注培养学生对未来科技社会的适应力、胜任力和创造力。二是科学性。首先，关注学习主体科学精神的养成、创新能力和发展潜力的培育；其次，在采用人工智能生成有关内容的时代，要查核、验证、确保内容的科学性、符合学科的基本原理和规律，引用的概念、数据、事实等具有可靠性；再次，充分考虑学生的年龄和认知水平，适宜的深度和广度，符合学生的学习规律；还要有渐进的逻辑，衔接与覆盖，形成一个有机的整体。三是动态性。不断更新地反映国家战略和政策、及时反映国际科技前沿，尤其是我国的最新科技成就，内容是动态更新的，不再是固化的。四是针对性。首先要针对不同地区有与之相对应的情景和案例，中国幅员辽阔，不同地域的学习者生活方式有不小的差异，要支持个性化的学习；其次设计的情景和案例必须从学习者中来，学习者是有感受的，不再是遥不可及的；再次要注重理论联系实际，通过案例、实践活动等方式，培养学生运用知识解决实际问题的能力。五是多元性。呈现要超越文字和图片，要有声音、视频、动画等各种融合的形式。数字教材也要形式服务于教学内容，采用最有效、最生动的多模态呈现方式，不再是单调、僵硬的。强调实践教学，增加实验、案例分析、项目学习等内容，培养学生的实践能力和求索精神。六是交互性。首先要跳出屏幕限制，采用更多非屏幕交互方式，让自主学习成为常态。学习者可通过与学习群体、人工智能的交互不断追问深究，而数字教材需具备支持这种交互的能力，使学习不再枯燥。学习主体甚至可以通过交互，纠正教材中的幻觉，实现数字教材的开放性。七是创新性。利用开放式问题和开放式解决方案构思，利用争议性议题辩论，培养学生验证性思维、工程性思维、批判性思维、逆向思维，刺激学生的探索欲。注重思维和实践能力的培养，充分利用跨学科学习的机制培养跨学科思维能力，引导学生超越知识记忆的创造潜质。八是发展性。通过过程性评价和个性化评价，实现学生的个性化发展和终身学习能力提升，关注迭代、更新和发展是数字教材的特征。

　　不能把数字教材锁在屏幕里

　　数字教材是超越屏幕的，不能简单地把数字教材锁在屏幕里。

　　如果所有的教材都是从屏幕上显示出来，学生老得盯着屏幕，不是数字教材的必然属性。不仅仅是学生家长，所有的教育工作者都应该关注下一代的健康，当然包括眼睛健康。把教材锁在屏幕里是推动数字教材普及的最大“拦路虎”。

　　数字教材可以是一个游戏，寓教于乐，让低龄段小朋友在教师的辅助下通过游戏，获得知识、获得能力、获得快乐、获得成长，和屏幕没有必然的关系。

　　数字教材可以是一个项目，中小学同学在一个真实学习项目中，在教师的指导下，确定项目主题、收集背景知识和方法、制定团队式的项目计划和分工（如调研、设计、制作、汇报等）、执行与探究、成果呈现与交流、评价与反思，其中包含不少走出课堂的过程，和屏幕没有必然的关系。

　　科学技术尤其是人工智能的发展，人机交互有了非常多的超越屏幕的交互方式，数字教材绝不能作茧自缚，新的超越屏幕的交互方式将是数字教材的新生命。