【摘要】当前，融合出版正以快速发展的趋势重塑传统出版模式，特别是在教材出版领域，技术的应用显著提升了学习体验。未来的数字教材将依托人工智能（AI）和机器学习（ML）等技术革新，提供个性化的学习指导与反馈，优化学习效果。为适应这一变革，出版社需深入理解数字教材的核心概念、关键特性和发展优势，明确其面临的挑战及未来趋势，提前制订战略规划，加大数字教材的出版投入，推动出版行业的融合与高质量发展。
【关键词】数字教材；融合出版；教育数字化技术
2024年7月18日发布的党的二十届三中全会《公报》中，文化这一主题被频繁提及，共计出现11次。尤为值得注意的是，《公报》中“加快适应信息技术迅猛发展新形势”的表述，不仅彰显了国家对文化与科技融合趋势的敏锐洞察，更体现了国家在此方面的战略规划和深远布局。在文化和科技深度融合的进程中，一方面，一些重要的实践案例逐渐涌现，进一步推动了数字教材的发展，融合出版正以快速发展的趋势重塑传统出版模式；另一方面，由于教材在教育中扮演着核心角色，随着教育的数字化转型，探索发展未来的数字教材的重要性愈加凸显。毋庸置疑，未来这些“AI+出版+教育”的理论与实践，将为教育领域带来革命性的变革，提供更加高效、个性化的学习体验。未来的数字教材是什么，高科技如何赋能出版，进而出版社在新质生产力引领下如何抢占先机在数字教材领域占领一席之地？这些问题，需要我们从理论和实践上进行探讨。
一、数字教材的特点和发展优势
（一）数字教材及其特点
未来的数字教材是什么样的？将以何种方式呈现？一些学者进行了探讨。他们指出，未来的数字教材将不仅仅是传统教材的数字化版本，更是一个集成了智能教学系统（Intelligent Tutoring System，ITS）功能的综合教育平台，以实现人类知识和人类求知欲的个性化选择和高效率匹配。Mingqian Chen在其研究中比较和构建了多种AI和机器学习技术，强调了运用这些新技术在个性化教育中的重要性和潜力[1]。徐升等学者研究认为，数字教材通过植入ITS中，并整合人工智能（AI）和机器学习（Machine Learning，ML）的先进技术，能够使得数字教材的应用平台（即更先进的ITS）实现根据学生的学习进度和理解水平动态调整教材内容和难度、提供即时反馈和建议，以及支持复杂问题的理解与生成等功能[2]。AlShaikh与Hewahi在研究中强调：“数据技术驱动的行为模型所展现出的强大推断能力，构成了ITS（智能导师系统）的核心特性。”[3]这一观点不仅凸显了“数据”在教育与教材未来发展中的地位与作用，更为未来数字教材的演进指明了清晰的路径，即传统数字教材与ITS相结合，以数据驱动优化教育资源配置，提高整体教学效率。此外，Sosnovsky等学者在“世界人工智能教育大会：智能教材研讨会”中进行了深入的剖析，明确指出数字教材的发展趋势需要逐步趋向于智能化与个性化，即所谓的智能教材，其中尤为关键的是，未来的教材能够促成互动与对话（dialogues）的生成[4]。
综合学者的研究成果，可以预见，未来的数字教材不仅是一本静态的电子书，而且还是一个高度集成的教育软件系统，其核心目标在于模拟人类导师（教师）的个性化教学模式，亦可以被称作“智能教材”。
未来数字教材将通过运用先进的人工智能技术和机器学习算法，实现对个体学生学习需求的精准适应，从而提供个性化的教学方案、即时的学习反馈以及互动性强的学习体验[5]。这种数字教材区别于传统的固定化、统一化内容，能够依据每个学生的具体表现和学习偏好，动态调整教学内容与策略，以实现教学效果的最优化[6]。Brusilovsky等学者研究指出，随着人工智能（AI）技术的深入应用，智能教材与学习者之间的交互模式正面临着前所未有的挑战与机遇[7]。未来的数字教材在逐步向利用人工智能技术强化其功能上的交互性、适应性和个性化转移，同时借助机器学习技术，通过大数据分析产生学习“洞见”，以推动数字教材产品的持续优化与改进[8]。
（二）数字教材的发展优势
提供全方位个性化学习。数字教材在深度融合先进系统如ITS后，具备强大的智能算法和数据分析能力。它们会对学生的学习进度进行详尽追踪，涵盖作业完成情况、考试分数以及在线互动表现等多个方面。尤为重要的是，它们能够深入挖掘学生反馈中的信息，从字里行间精准洞察学生的理解程度、学习难点及潜在困惑，进而辅助教师更好地关注班级内每位学生的学习需求。凭借这些详尽的数据和深入的分析，未来的数字教材能够精确掌握每位学生的学习状态，自动调整内容和教学策略，而教师则更多地承担引导兴趣、启发思维、疏解情绪等适合人类导师的非知识传授任务。
提供智能互动与反馈。数字教材的引入无疑为学生学习体验带来了革命性的变革。其中，未来的数字教材为学生提供实时反馈，而实时反馈对学生有效学习的重要性不言而喻，它为学生提供了一个高效且针对性强的学习循环[9]。例如，当学生在解答数学复杂的问题时，数字教材可以即时分析他们的解题步骤，一旦发现错误，就能立即给出提示或建议。这种即时的干预让学生有机会当场纠正自己的错误，从而避免了错误的思路在后续解题过程中的扩散。同时，通过不断的即时反馈和纠正，学生对数学概念和解题技巧的理解也会逐渐加深。
提供多模态学习。未来的数字教材将通过融入视频音频、动画、交互式模拟等一系列多媒体元素，为学生们带来前所未有的学习体验，极大地吸引他们的注意力，也为教师复杂概念的传授和理解提供强有力的支撑；同时提供更多的社交互动和协作学习机会，学生可以通过虚拟教室、在线讨论和合作项目等方式，进行更多的交流和学习。例如，在化学课程中，学生们可以通过交互式模拟进行化学实验，观察实验现象、记录实验数据，从而更加深入地理解化学反应的原理和过程。
二、数字教材出版面临的挑战
对出版社来说，科技赋能融合出版，以数据和技术等支撑的数字教材，及时反馈涉及学生学习习惯、爱好、养成等，其中无疑会触及学生的隐私。同时，技术的快速发展和产品的迭代升级，也往往需要出版社及时瞄准技术前沿，无形中需要出版社有较大投入。这些制约着出版社数字教材及相关智能平台项目的决策与实施。
一是隐私和安全问题。随着智能系统的大量应用，学生的个人数据和学习行为数据的安全和隐私问题变得尤为重要。如何确保这些数据在收集、存储和处理过程中不被滥用或泄露，成为一个亟待解决的挑战。
二是技术和成本问题。虽然智能系统具备强大的功能，但其开发和维护需要高水平的技术支持。一些出版社和教育机构可能缺乏必要的技术资源和专业人才，难以开发出高质量的数字教材。开发和部署智能系统需要大量的资金投入。对于一些经济条件较差的学校和教育机构，这种高昂的成本可能成为他们无法承受的负担。因此，如何降低智能导师系统的开发和运营成本，使其更加普及也是需要解决的问题。
三是利益相关者的接受度问题。智能导师系统的推广和应用不仅需要教师的积极参与和认可，还需要其他利益相关者（如学校管理者、家长、出版企业等）的支持。然而，部分教师和其他利益相关者可能对新技术持怀疑态度，担心其取代传统方法或难以适应。因此，将教学与技术的深度融合作为出版内容创新的关键，继而实现数字教材的普及和可持续发展也变得尤为重要。此外，如何协同教师等深度参与数字教材的编写和测试，增强他们对新技术的认同感，以进一步提升教学质量和用户体验，也成为出版项目全生命周期的创新关键。
三、未来科技赋能融合出版的对策
（一）应高度重视隐私和安全问题
出版社必须将数据的隐私与安全保护作为数字教材出版工作的重中之重，在积极拥抱技术革新，将数字教材及其智能教育系统作为核心运营方向的同时，必须切实做好技术变革的战略规划，采取有效技术手段对数字出版全流程进行严格的加密防护，确保数据在收集、存储和处理过程中不被滥用或泄露，保护作者和使用者的隐私和安全。这不仅是对学生和教师信息保护的需要，也是对出版社版权保护的需要。随着技术驱动的融合出版逐渐成为出版行业的主流，出版社需要通过创新的技术战略来保持其版权不被盗用，保持其在行业中的竞争优势。
由于技术研发能力的短板以及高端科技人才的匮乏，出版社可以选择与专业的教育技术公司建立合作伙伴关系，充分利用双方的资源和技术优势，在数字加密和信息防护方面加强合作，推动智能教育与数字教材的共同发展。
（二）深化对技术的认知
出版社需不断加深对数字教材的理解。通过参与行业会议、专业培训等，紧跟技术发展趋势。建立研究团队，追踪教育技术的进展，确保数字教材的开发和更新能够与行业同步发展，保持出版行业的竞争优势。
加大经费投入。出版社需加大融合出版方面相应的经费投入，设立专门技术部门，配备人工智能、机器学习和大数据分析领域的专业人才。技术人员通过优化教材互动性、算法改进、学习数据分析等，推动智能化教材的定制化学习路径开发。在该技术部门内，人工智能专家将负责开发提升数字教材互动性和自适应能力的技术，确保教材能够根据学生的学习习惯和进度进行动态调整，为学生提供个性化的学习路径和资源。机器学习专家则专注于优化算法，确保系统能够通过分析学生的学习行为模式，提供精准的学习建议和辅导方案。教育学与大数据分析领域的专家将利用先进的数据挖掘技术，深入分析学生的学习数据，发现学习规律和潜在问题，从而为数字教材的优化提供有力的理论和数据支持。
（三）优化出版流程，协调合作共赢
强化市场意识。在数字化的背景下，出版社不仅要重视生产，还需加强市场与营销环节，并强调必须做好跨部门的协作，确保技术开发与市场需求相匹配，技术产品与用户体验相融合。通过线上线下结合的推广活动，扩大数字教材的市场影响力，增加数字教材的规模效应，力求降低智能导师系统的开发和运营成本，缩小与传统教材的单位成本差距，普惠广大师生。
加强与高校和科研机构合作。出版社应深化与高校、科研机构的合作，通过共建项目和设立研究基金，培养符合数字时代需求的人才。首先，出版社可以通过共建科研项目、设立专项研究基金等方式，支持高校和科研机构的研究工作，尤其是在人工智能、教育科技以及数字出版领域的前沿探索。通过参与这些项目，出版社不仅能够吸收先进的技术成果，从而保持技术领先优势，还可以使利益相关方都参与进来，增加他们的接受度，更好更快地拥抱数字教育时代的到来。
（四）建立激励机制，重视人才培养
建立合理的激励机制。为了充分调动员工的积极性和创造力，出版社应当建立一个科学且灵活的激励机制，激发员工的潜能，并推动企业创新。这一机制应包括明确的绩效考核标准，对员工的工作表现进行公平公正的评估，从而增强员工的工作热情。此外，考虑到人工智能技术在出版行业中的日益重要，出版社应根据技术发展的趋势，为员工提供个性化的职业发展规划，确保他们能够通过持续的培训和学习，掌握前沿技术。出版社应引入与人工智能相关的培训内容，帮助员工提升对新技术的理解和应用能力，从而在数字化转型中保持领先。
重视人才培育与团队建设。出版社应营造一个鼓励持续学习与创新的工作氛围，通过提供必要的培训与职业发展机会，增强员工的技能与知识储备。作为知识创新的重要平台，出版社应把创新和生产力的培养作为团队建设的核心任务。通过培养员工的创新精神，出版社将能够不断推出具有市场竞争力的产品；同时，通过提升生产力，确保产品质量始终保持高标准。
当前，教育中的人工智能（AIEd）产品快速发展，数字教材及其智能系统的广泛应用成为大势所趋。随着智能系统在教育中的不断深化，教材出版的形态已逐步从传统的内容制作转向更为复杂的技术与内容融合。教育领域人工智能产品的快速发展不仅提升了学生的学习体验，也对教育出版提出了更高的要求。在这一背景下，出版社需要深刻理解新兴教育趋势，并将技术革新与内容生产相结合，制订长远的战略规划，以应对未来数字化转型的挑战，出版能够适应未来数字教育发展需要的高质量数字教材，从而更好地服务于教育教学领域。
参考文献：
[1]Mingqian Chen. A comparison of machine learning techniques in building an intelligent tutoring system[J].Applied and Computational Engineering，2023（5）：662-666.
[2]徐升，佟佳睿，胡祥恩.下一代个性化学习：生成式人工智能增强智能辅导系统[J].开放教育研究，2024，30（2）：13-22.
[3]Alshaikh F， Hewahi N. AI and machine learning techniques in the development of Intelligent Tutoring System：A review[C]//2021 International Conference on innovation and Intelligence for informatics，computing，and technologies （3ICT）.IEEE，2021：403-410.
[4]Sosnovsky S，Brusilovsky P，Lan A.Intelligent Textbooks：The Fifth International Workshop[C]//International Conference on Artificial Intelligence in Education.Cham：Springer Nature Switzerland，2023：97-102.
[5]Nafea IT.Learning Machine in Educational Technology[M]. Machine Learning-advanced Techniques and Emerging Applications.Zagreb：In Tech，2018：175-183.
[6]Sosnovsky S，Brusilovsky P，Lan A.Intelligent Textbooks：The Fifth International Workshop[C]//International Conference on Artificial Intelligence in Education.Cham：Springer Nature Switzerland，2023：97-102.
[7]Brusilovsky P.，Sosnovsky S.，Thaker K..The return of intelligent textbooks[J].AI Magazine， 2022， 43（3）：337-340.
[8]Zhang N，Wan A，Huang J，et al.The current advances in the use of Virtual Reality technology in book publishing[J].Publishing Research，2023，2（1）.doi：10.48130/PR-2023-0002.
[9]Brusilovsky P.，Sosnovsky S.，Thaker K..The return of intelligent textbooks[J].AI Magazine， 2022， 43（3）：337-340.
作者简介：李若彬，湖南师范大学教育科学学院博士生（长沙 410081），河南牧业经济学院心理健康教育中心讲师（郑州 450046）。
编校：王 谦