蔡 喆 趙延永

（北京航空航天大學(xué)出版社，北京 100191）

教材是教學(xué)內(nèi)容的主要載體，教材建設(shè)是事關(guān)“兩個(gè)大計(jì)”的戰(zhàn)略工程、基礎(chǔ)工程，是國(guó)家事權(quán)。教育部面向全國(guó)高校開展一流專業(yè)、一流課程遴選，教材建設(shè)作為“硬指標(biāo)”受到了前所未有的重視。教材是教學(xué)工作的基本要素，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，“十三五”期間，我國(guó)正式出版的高校新增教材數(shù)量達(dá)4．3萬(wàn)余種。2021年10月19日，教育部副部長(zhǎng)兼高教司司長(zhǎng)吳巖在“高質(zhì)量建設(shè)新農(nóng)科服務(wù)鄉(xiāng)村全面振興”的發(fā)言中指出，要建好“十四五”規(guī)劃教材，拓展新形態(tài)和新興領(lǐng)域教材建設(shè)[1]。由此可見，“十四五”期間，數(shù)字教材的比例將大幅度提高。

高校應(yīng)如何有效開展新形態(tài)教材建設(shè)？在新形態(tài)教材中怎樣融合已有的智能化教學(xué)資源？如何利用新形態(tài)教材提高教學(xué)質(zhì)量？這是擺在高校教材建設(shè)者面前的急迫任務(wù)。本文以國(guó)內(nèi)第一部航空航天類云教材《飛機(jī)總體設(shè)計(jì)》的策劃、出版為例，探討了新形態(tài)教材的發(fā)展及具有的優(yōu)勢(shì)，發(fā)掘新形態(tài)教材建設(shè)中可能遇到的共性問題，并對(duì)以云教材為主要形式的新形態(tài)教材進(jìn)行了更深入的思考。

一、教材形態(tài)的發(fā)展歷程

教材有狹義和廣義之分。從狹義上講，教材就是教科書；從廣義上講，教材的內(nèi)容就寬泛了許多。中國(guó)大百科全書對(duì)教材的定義是：根據(jù)一定的學(xué)科任務(wù)，編選、組織具有一定范圍和深度的知識(shí)與技能體系，一般以教科書的形式來(lái)反映；教師指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的一切教學(xué)材料，包括教科書、講義、講授提綱、參考書刊、輔導(dǎo)材料（圖表、音像等），教科書、講義和講授提綱是教材的主體部分[2]。從更廣泛的教學(xué)意義上來(lái)看，教科書中的文本信息僅是教材的一部分信息，教材還應(yīng)包括各種課程資源。課程資源可以是傳統(tǒng)意義上的圖書館、實(shí)驗(yàn)室、工程訓(xùn)練中心等教學(xué)設(shè)施、實(shí)踐基地，以及博物館、展覽館、科技館、相關(guān)科研院所等各種社會(huì)資源和自然資源[3]。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息技術(shù)的發(fā)展，課程資源又增加了MOOC、微課、網(wǎng)上數(shù)字化資源。顯然，在不斷發(fā)展的過(guò)程中，教材的概念、形式也隨著教學(xué)方式和科技的發(fā)展而不斷改變，呈現(xiàn)出教材內(nèi)容寬泛化、形式多樣化、運(yùn)用靈活化的發(fā)展趨勢(shì)。

教材的核心是內(nèi)容，所以教材的形式要服從于內(nèi)容的需要，服務(wù)于內(nèi)容的表達(dá)。教材形式的發(fā)展和變遷是教學(xué)理念變化的體現(xiàn)，也需要運(yùn)用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)。我國(guó)教材的形式大體上經(jīng)歷了傳統(tǒng)紙質(zhì)教材、電化教材、立體化教材和數(shù)字化教材四個(gè)階段[4]，其中，立體化教材和數(shù)字化教材被統(tǒng)稱為新形態(tài)教材。

第一代教材是傳統(tǒng)紙質(zhì)教材，現(xiàn)在依然是教材的主要形式。紙質(zhì)教材的策劃、編寫、使用以及從國(guó)家到高校的管理和計(jì)劃都比較成熟，因此，產(chǎn)生了一大批經(jīng)典教材。但是，傳統(tǒng)紙質(zhì)教材的編寫進(jìn)度較慢，出版周期較長(zhǎng)，更新?lián)Q代也較困難，內(nèi)容呈現(xiàn)形式較單一，在一定程度上存在著不足和缺憾。

第二代教材是電化教材，是利用現(xiàn)代科技手段整合廣泛的課程資源，以多樣化形式呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的一種教材。為了彌補(bǔ)紙質(zhì)教材的缺點(diǎn)，從20世紀(jì)50、60年代起，人們就把幻燈片、投影、電視、廣播、錄像等多媒體技術(shù)引入教學(xué)中，并制作了電化教材。電化教材具有形象、生動(dòng)的特點(diǎn)，能使學(xué)生多感官接收知識(shí)，具備立體化教材的一些特點(diǎn)。但是，這時(shí)的立體化教材需要投資建設(shè)電化教育館、電化教室，投資較大，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，受益面較窄。

第三代教材是立體化教材，是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和數(shù)字資源的豐富而出現(xiàn)的。早期第三代教材的主要特點(diǎn)是以紙質(zhì)教材為核心，配備光盤和網(wǎng)絡(luò)資源。這種教材充分利用了現(xiàn)代信息技術(shù)，以配套數(shù)字資源的形式來(lái)支撐紙質(zhì)教材，形成了印刷品、計(jì)算機(jī)、手機(jī)等多種終端呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的新形態(tài)教材，不僅繼承了紙質(zhì)教材的優(yōu)點(diǎn)，還具有直觀、生動(dòng)的特點(diǎn)。隨著教材出版實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，在早期第三代教材的基礎(chǔ)上，逐步形成了“紙質(zhì)+二維碼”的新形式，不僅涵蓋的內(nèi)容更加廣泛，學(xué)生使用也更加便利。可以說(shuō)，立體化教材已逐步成為教材的主流形式。

第四代教材是全數(shù)字化教材，是以數(shù)字化形式呈現(xiàn)主要內(nèi)容的教材。這種教材完全脫離了紙質(zhì)教材，具有與紙質(zhì)教材完全不同的形式。目前，不少出版社和有關(guān)機(jī)構(gòu)都推出了具有自身特色的數(shù)字化教材。

教材的數(shù)字化方興未艾，下面以數(shù)字化教材中具有代表性的云教材為例，探討新形態(tài)教材的策劃與實(shí)踐。

二、云教材的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

云教材是一種新形態(tài)的智能立體化數(shù)字教材，以滿足專業(yè)人才的培養(yǎng)需求為前提，以符合課程標(biāo)準(zhǔn)的文字及富媒體內(nèi)容為基礎(chǔ)，按國(guó)家數(shù)字教材標(biāo)準(zhǔn)，利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)，打包、封裝而成的教材[5]。云教材完全突破了紙質(zhì)教材的約束，是一種沒有對(duì)應(yīng)紙質(zhì)教材的“完整”教材，可以獨(dú)立呈現(xiàn)所有教材內(nèi)容，是全新意義上的新形態(tài)教材，具有適應(yīng)新時(shí)代教學(xué)環(huán)境的五個(gè)特征。

（一）移動(dòng)跨平臺(tái)

在互聯(lián)網(wǎng)和通信技術(shù)日益發(fā)達(dá)的今天，課堂教學(xué)已突破傳統(tǒng)講授、板書的模式，充分運(yùn)用PPT課件、投影等數(shù)字化資源，以豐富的多媒體形式形象化地構(gòu)建教學(xué)場(chǎng)景。在此過(guò)程中，需要運(yùn)用多種平臺(tái)和終端。云教材很好地滿足了課堂教學(xué)的這一需求，可以在個(gè)人電腦、iPad、手機(jī)等終端上呈現(xiàn)出完全一樣的效果，并且，能夠嵌入到云教學(xué)平臺(tái)和云班課交流中。其發(fā)布平臺(tái)功能較多，可以大小屏自動(dòng)適配，一次發(fā)布，跨平臺(tái)使用。

（二）混合媒體學(xué)習(xí)

云教材不僅包含文字、公式、圖表等形式，還包含視頻、音頻、3D場(chǎng)景、網(wǎng)絡(luò)資源等。云教材融合了各種媒體資源，讀者使用教材時(shí)，只要點(diǎn)擊相應(yīng)的按鈕圖標(biāo)，就能順利切換到對(duì)應(yīng)的多媒體資源中。云教材的一體化編排，能夠使讀者快速融入各種媒體共同構(gòu)建的混合場(chǎng)景中，達(dá)到“沉浸式學(xué)習(xí)”的效果。如今，云教材已開始嘗試將元宇宙技術(shù)應(yīng)用于教材建設(shè)中，以使用戶獲得更直觀的體驗(yàn)。

（三）交互學(xué)習(xí)

課堂教學(xué)、課后練習(xí)、測(cè)試總結(jié)是學(xué)習(xí)的基本過(guò)程，每個(gè)階段都要圍繞教材來(lái)展開。為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)教材的不足，往往要搭配相關(guān)習(xí)題、學(xué)習(xí)輔導(dǎo)書等輔助性學(xué)習(xí)資料。而云教材能夠把教學(xué)、練習(xí)、測(cè)試設(shè)置在一個(gè)場(chǎng)景中，并穿插選擇題、填空題、連線題等互動(dòng)游戲性習(xí)題，不僅可以讓學(xué)生在課堂上進(jìn)行簡(jiǎn)單的練習(xí)，也可以把語(yǔ)音、文字、照片、標(biāo)記、筆記和知識(shí)點(diǎn)儲(chǔ)存下來(lái)，便于學(xué)生直接查詢網(wǎng)上的海量資源，實(shí)現(xiàn)交互學(xué)習(xí)。

（四）社交化學(xué)習(xí)

學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中需要交流，特別是需要和共同學(xué)習(xí)的同學(xué)交流。云教材可以讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中隨時(shí)發(fā)起討論、分享筆記，并與教師、同班同學(xué)展開交流，甚至可以讓學(xué)生和全國(guó)使用該教材的學(xué)員交流，在分享自身學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，從其他學(xué)員的學(xué)習(xí)過(guò)程中汲取必要的養(yǎng)分，從而提高學(xué)習(xí)效率，提升學(xué)習(xí)效果。

（五）學(xué)習(xí)行為精準(zhǔn)跟蹤

與傳統(tǒng)教材不同的是，云教材可以精確、完整地記錄學(xué)生學(xué)習(xí)的點(diǎn)觸行為，比如，每個(gè)章節(jié)的學(xué)習(xí)時(shí)間、視頻音頻的學(xué)習(xí)時(shí)間、全書的學(xué)習(xí)時(shí)間、測(cè)試的時(shí)間和正確率、課后練習(xí)的正確率和完成時(shí)間，并在云端形成學(xué)習(xí)行為軌跡，通過(guò)大數(shù)據(jù)智能分析形成智能學(xué)習(xí)報(bào)告。

總而言之，云教材是一種泛在學(xué)習(xí)、立體交互，具有全過(guò)程學(xué)習(xí)行為大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)跟蹤、學(xué)習(xí)過(guò)程可追溯等特征的智能化教材，可以滿足學(xué)生移動(dòng)、自主、沉浸式的學(xué)習(xí)需求。目前，云教材已經(jīng)發(fā)展為基于知識(shí)圖譜的新一代自適應(yīng)數(shù)字化教材，可以融合學(xué)校原來(lái)分散的微課、慕課、課件、動(dòng)畫、在線精品課以及國(guó)家資源庫(kù)等數(shù)字化教學(xué)資源，并通過(guò)重新編排設(shè)計(jì)升級(jí)為適應(yīng)移動(dòng)智能終端設(shè)備學(xué)習(xí)，具有學(xué)習(xí)跟蹤和全過(guò)程大數(shù)據(jù)特征的智能化教學(xué)資源。

三、云教材的策劃和制作—— 《飛機(jī)總體設(shè)計(jì)》

云教材的優(yōu)點(diǎn)和創(chuàng)新性毋庸置疑，策劃制作云教材的困難和挑戰(zhàn)也不可小覷。挑戰(zhàn)不僅來(lái)自云教材全新的制作方式，也來(lái)自對(duì)傳統(tǒng)教材編撰策劃理念的顛覆，還有云教材制作方式、制作成本、運(yùn)營(yíng)等方面的現(xiàn)實(shí)困難。

（一）選題與策劃

《飛機(jī)總體設(shè)計(jì)》云教材是北京航空航天大學(xué)國(guó)家級(jí)示范課“飛機(jī)總體設(shè)計(jì)”教學(xué)團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合西北工業(yè)大學(xué)、上海交通大學(xué)等高校和中國(guó)航空設(shè)計(jì)研究院、沈陽(yáng)飛機(jī)制造集團(tuán)等企業(yè)共同編寫的，專業(yè)性強(qiáng)，內(nèi)容先進(jìn)，可以代表國(guó)內(nèi)“飛機(jī)總體設(shè)計(jì)”課程配套教材的最高水平。其選題策劃具有以下特點(diǎn)：第一，將適應(yīng)教學(xué)需求放在第一位，以學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程為核心，綜合各方教學(xué)團(tuán)隊(duì)的資源優(yōu)勢(shì)合力編寫。第二，作為北京航空航天大學(xué)出版社（以下簡(jiǎn)稱“出版社”）推出的第一部云教材，體現(xiàn)了出版社的特色以及北京航空航天大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“北航”）的專業(yè)特色和水準(zhǔn)。第三，從比較成熟的高水平教材中遴選，以紙質(zhì)教材為基礎(chǔ)，確保準(zhǔn)確性、專業(yè)性和先進(jìn)性，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了“云化”改造，更好地融合智能化教學(xué)資源。

（二）教材定位與使用場(chǎng)景的選擇

教材定位是編撰教材之前就必須明確的。對(duì)傳統(tǒng)紙質(zhì)教材來(lái)說(shuō)，教材定位比較容易，以課程和課堂定位為目標(biāo)，對(duì)標(biāo)編撰即可。但是對(duì)云教材來(lái)說(shuō)，不僅要考慮課程和課堂，還要考慮延伸到網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)場(chǎng)景與在線交流場(chǎng)景。《飛機(jī)總體設(shè)計(jì)》云教材的課程定位非常明確，就是培養(yǎng)飛行器設(shè)計(jì)專業(yè)本科生掌握飛機(jī)設(shè)計(jì)的總體概念，并具有實(shí)踐能力，課堂教學(xué)以現(xiàn)場(chǎng)講授和動(dòng)手制作為主。為了兼顧經(jīng)常舉辦的飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院學(xué)員培訓(xùn)班以及飛機(jī)制造廠家的一線技術(shù)人員研修，該云教材在使用場(chǎng)景中不僅增加了很多虛擬仿真的內(nèi)容用于遠(yuǎn)程研修，還增加了許多在線研討，充實(shí)了云班課。

（三）內(nèi)容的選取與呈現(xiàn)

《飛機(jī)總體設(shè)計(jì)》是飛行器設(shè)計(jì)專業(yè)最重要的一門課程，涉及飛機(jī)的氣動(dòng)布局、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、動(dòng)力裝置、機(jī)械電氣系統(tǒng)，以及一系列飛行器特性的分析計(jì)算和與之有關(guān)的力學(xué)、電學(xué)、控制等方面的基礎(chǔ)知識(shí)。在紙質(zhì)版教材出版中，這些內(nèi)容雖然經(jīng)過(guò)了一輪又一輪的刪減，但是依然篇幅較大。云教材保留了紙質(zhì)教材所有的知識(shí)點(diǎn)和結(jié)構(gòu)框架，使教材的主干更為簡(jiǎn)練，知識(shí)結(jié)構(gòu)更為清晰；同時(shí)，通過(guò)鏈接、氣泡等多種形式，涵蓋了比紙質(zhì)教材更多的相關(guān)內(nèi)容，并融合了虛擬仿真內(nèi)容，增加了互動(dòng)性練習(xí)的數(shù)量，設(shè)置了較多的交互模塊，具有立體化構(gòu)建、多角度呈現(xiàn)、多媒體融合的優(yōu)勢(shì)。

（四）智能化資源的整合與利用

《飛機(jī)總體設(shè)計(jì)》是國(guó)家級(jí)示范課程，已經(jīng)制作了大量課件、MOOC、微課、小視頻等影像資料。在云教材策劃中，該編寫團(tuán)隊(duì)充分重視智能化教學(xué)資源的整合與利用，并將它們合理配置、無(wú)痕融入，不僅改變了數(shù)字內(nèi)容的呈現(xiàn)方式，也豐富了教材內(nèi)容，特別是仿真成果的現(xiàn)場(chǎng)展示，可以讓學(xué)生即時(shí)看到形象化的結(jié)果，進(jìn)而提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效果。

（五）設(shè)計(jì)制作的創(chuàng)意

作為專業(yè)性教材，《飛機(jī)總體設(shè)計(jì)》云教材確定了“專業(yè)性、嚴(yán)肅性、適當(dāng)?shù)拿栏行浴钡难b幀原則，在編排設(shè)計(jì)時(shí)，保持典雅莊重的風(fēng)格，不追求華麗樣式和絢爛色彩。此外，堅(jiān)持?jǐn)?shù)字資源應(yīng)用適度的原則，使教材整體上具有一定的時(shí)尚性，在符合年輕學(xué)子審美要求的同時(shí)，可以活躍學(xué)習(xí)氛圍，減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力。

四、云教材策劃與制作的再思考

云教材具有當(dāng)代數(shù)字化教材的所有特征，可以滿足大部分教學(xué)場(chǎng)景的使用要求，但是，教學(xué)是一個(gè)不斷發(fā)展的過(guò)程，會(huì)不斷產(chǎn)生新的需求。因此，云教材的更新、完善是云教材編寫者需要思考的重要問題。

（一）豐富適用終端

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，新的智能化手持裝備紛紛面世，逐步成為了學(xué)生的“必備”用品。云教材要發(fā)揮“隨時(shí)學(xué)”的功能，就必須積極適應(yīng)智能化終端，比如，筆記本電腦、平板電腦、手機(jī)等。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)、混合虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備日趨完善，可穿戴設(shè)備日益普及，元宇宙概念和終端日漸成型，適應(yīng)這些新型設(shè)備將是云教材發(fā)展必須面對(duì)的課題。

（二）個(gè)性化定制

云教材集成了大量的數(shù)字化智能教育資源，可以面向全網(wǎng)檢索，但是，目前還是千人一面的場(chǎng)景化定制，即云教材并未針對(duì)用戶生成個(gè)性化場(chǎng)景，也未針對(duì)不同學(xué)習(xí)場(chǎng)景制作場(chǎng)景化教材。柔性學(xué)習(xí)是革命性的，即每個(gè)人所學(xué)的內(nèi)容都是針對(duì)自身特殊需求而制定的，每個(gè)學(xué)習(xí)場(chǎng)景下的內(nèi)容呈現(xiàn)也都是定制的，即針對(duì)性內(nèi)容。因此，云教材要充分利用自身全電子化、全媒體融合的優(yōu)勢(shì)，以及全定制化教材的先天條件，針對(duì)不同場(chǎng)景和讀者生成不同的內(nèi)容，更好地服務(wù)于個(gè)性化學(xué)習(xí)。

（三）“半成品”式教材

傳統(tǒng)教材系統(tǒng)性強(qiáng)，形式相對(duì)穩(wěn)定，但是更新比較慢；網(wǎng)絡(luò)媒體的信息呈碎片化，系統(tǒng)性較差，但是靈活性強(qiáng)，可以隨時(shí)更新。目前，云教材的發(fā)布方式與傳統(tǒng)教材相似，注重體系性和完整性，更新、完善的過(guò)程比較長(zhǎng)。這是由于教材屬性決定的，目的是保證云教材的完整性、權(quán)威性，但是，在一定程度上不太符合快速更新的發(fā)展趨勢(shì)。因此，云教材需要探索更多的出版方式，比如，探索制作可以在一定范圍內(nèi)發(fā)布的校本教材，可以隨時(shí)在后臺(tái)更新，一定程度上能夠彌補(bǔ)正式出版云教材的缺陷；還可以把校本教材的出版方式適度擴(kuò)大到特定讀者群，以“半成品”的方式推出，并開發(fā)與讀者共同互動(dòng)修改的功能，為云教材提供更加多元的“成長(zhǎng)”空間。

（四）版權(quán)問題

任何一個(gè)正式出版物都必須擁有所有內(nèi)容的版權(quán)，但是，云教材在版權(quán)方面存在明顯的不足，特別是網(wǎng)絡(luò)資源的引用方面。掌握好版權(quán)的分寸是云教材不能避開的話題，也是必須徹底解決的問題。從出版角度來(lái)看，云教材必須把合理引用放到最高位置，堅(jiān)決杜絕侵權(quán)，不能不合理地引用任何資源。

五、結(jié) 語(yǔ)

云教材是一種符合當(dāng)前信息技術(shù)現(xiàn)狀和教學(xué)要求的新形態(tài)教材，是一種完全擺脫紙質(zhì)教材束縛的教材形式。云教材的編寫和出版尚在探索和完善中，但已經(jīng)顯示出了卓越的品質(zhì)和廣闊的前景。雖然出版社和技術(shù)公司都著眼于市場(chǎng)效果，從用量大的基礎(chǔ)性教材入手，但是，學(xué)習(xí)群體界限分明、專業(yè)性較強(qiáng)的專業(yè)性教材更適合出版云教材，可以更好地滿足專業(yè)教學(xué)對(duì)資源整理利用的需求，更易于聚集相對(duì)小眾的讀者群體?！讹w機(jī)總體設(shè)計(jì)》云教材是基于這種認(rèn)識(shí)的嘗試，出版后得到了各方面的肯定。相信經(jīng)過(guò)云教材平臺(tái)方、高校和出版社的不懈探索，云教材會(huì)以更合適的方式出現(xiàn)，成為一種全新的教材出版形態(tài)，并將教材建設(shè)完全融合于課程建設(shè)中，成為課程建設(shè)的有機(jī)組成部分，更高效地服務(wù)于我國(guó)的人才培養(yǎng)。