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数字教科书：教育转型发展的必选项******

　　【世界教育之窗】

　　作者：牛楠森（中国教育科学研究院基础教育研究所副研究员）

　　新一轮科技革命和产业变革深入发展，全球经济越来越呈现数字化特征，因而世界各国都把数字化作为经济发展重点，覆盖经济社会发展全领域。教育作为影响国家当下和未来政治经济社会全方位发展的重要因素，更是数字化转型发展的关键领域。新冠肺炎疫情的发展，也使得线上线下混合学习成为全球教育不得不采用的新形态。可以说，顺应经济数字发展要求，满足学生不受时空限制的大规模学习需求，教育数字化转型已成关乎世界各国教育生存发展的必选项。

　　数字化教材的开发与使用是教育数字化转型的撬动因素之一。数字化教材，即以数字形态存在、可装载于数字终端阅读、可动态更新内容、可及时记录交互轨迹的新型学习材料。数字教材是国家教材的新类型，既有教材的一般属性，即它是关联教与学的核心纽带，是国家教育方针的落实载体，也有信息技术产品的一般属性，即开放性、个性化、交互性等。因而，数字化教材被视为撬动课堂教学改革及教育改革的重要支点，是教育数字化转型的重要抓手。世界各国基于各自国情基础和需要，积极探索数字教科书的应用、推广、师资培训、使用效果和评价指标，以构建本国的数字教科书使用体系，保障数字教科书的科学有效使用。

　　政府是数字教科书的主要推动者

　　数字教科书不同于一般的数字教育资源，隶属于教科书系列，事关“培养什么人，为谁培养人”的问题。因此，世界各国多由政府直接或间接通过专项计划的形式来推广本国数字教科书的使用。

　　韩国是世界上较早推行数字教科书且已有成效的国家之一。这同韩国政府二十年来的持续推行密不可分。早在2002—2006年，韩国政府便开始探索建立数字教科书模型。2007年，韩国教育部宣布实施中长期“数字教科书商业推广计划（2007—2011）”，开始进行数字教科书试点，测试数字教科书应用于课堂教学的有效性。2011年，韩国教育部宣布“促进智慧教育的行动计划”，主要任务便是开发和应用数字教科书。2013年，韩国宣布“数字教科书开发和调整计划”，正式启用数字教科书教学，课堂上数字教科书与纸质教科书并行使用。2016年，韩国教育部公布“基于2015年修订课程方案的国家指定/授权中小学数字教科书分类（提案）”，开发易于实施、以学习者为中心、多媒体分级的数字教科书。2018年，数字教科书逐步在普通学校全面推广和应用。根据韩国教育研究信息院2021年发布的教育白皮书，从2014年到2021年，韩国全境使用数字教科书的中小学由163所增长到10755所。

　　法国政府较为重视在农村地区推行数字教科书，以提高农村地区教育质量和全国的教育公平水平。2009年，法国政府拨发专项资金用于支持农村地区的教育信息化发展，即“数字农村学校项目”主要用于农村的数字化基础设施建设。同年，法国政府推行了一项数字教科书试点计划，向来自12个学区的69所初中的一、二年级学生提供数字教科书，包括法语、历史、地理、数学、物理、化学等学科。该项目于2016年5月结束，累计为15000多名学生和1500多名教师提供了数字教科书。2016年，法国教育部又联合投资总署实施“创新的数字学校和农村计划”，用于支持农村地区小学的教育数字化创新发展，进一步完善农村地区学校的带宽等信息化基础设施建设。法国教育部下属的教学项目、教师专业发展和数字发展办公室负责数字教科书推广相关工作，如开发在线平台、组织教师培训并提供多学科课程教育资源。

　　美国的数字教科书推广也是政府行为，但由州政府先发起，联邦政府支持肯定，再颁布全国计划。美国第一个数字教科书项目，是时任加利福尼亚州州长阿诺德·施瓦辛格于2009年提出的“免费数字教科书计划”，同年，加州法案通过允许K-12公立学区为学生提供数字教科书的规定，允许地方购买达到国家规定的幼儿园和1—8年级数字教科书，以及达到州政府标准的9—12年级数字教科书。2012年10月，时任美国教育部部长阿恩·邓肯呼吁全国学校尽快采用数字教科书。随后，美国教育部与联邦通讯委员会颁布《数字教科书指导手册》，构建了数字教科书建设的系统框架，用于指导全美的数字教科书事业发展。但美国政府并未全权领导和推动数字教科书事宜，2001年成立的美国国家教育技术总监协会是主要的执行推动者，该协会以推动全美教科书电子化为使命，并同美国各州和地方政府形成长效合作机制，发布《美国数字化教科书发展报告》，提供相关的数字教科书资源和软件，引领和支持各州的数字教科书发展。

　　数字教科书有效运行需要持续投入

　　数字教科书的数字属性，对国家信息化水平、校园和家庭信息化条件、终端设备等均提出了要求。同时，信息技术发展迅速，基础设施更新换代率极高，进一步抬高了数字教科书的使用成本。面对这个客观现实，各国的应对策略不同，但均持多元路径、积极投入的态度。

　　法国在“数字教育战略”规划下，为加强学生数字能力、促进教师专业发展和激发教学创新，在学校的数字化基础设施和设备上投入了大量资金，2013—2017年便投入了约23亿欧元，为中小学师生配备高水平的数字化和网络数字设备。

　　德国2019年正式启动“中小学数字化协议”项目，计划此后五年每年投入5亿欧元用于学校信息化平台建设。2020年，德国在向欧盟提交的《国家恢复和复原力计划》申请中，明确设置了专项资金支持“教育数字化”计划，用于教师数字教育资源和数字技能的数字设备支出，以及开发德国数字教育平台。

　　韩国科技部发布《2021年数字新政行动计划》，将资助128亿韩元为“教科书试点项目”完善硬件设施，为累计270000间中小学教室安装高性能Wi-Fi，提供约80000台平板电脑。此外，为丰富数字教科书内容，韩国也在积极推进完善《促进远程教育框架法》的立法工作，并修订《教育用著作权作品指南》以扩大中小学教育用著作权作品范围。

　　数字教科书进入学校的两种路径

　　不同国家的数字教科书开发模式不同，也会影响数字教科书进入学校的方式。

　　在韩国，数字教科书是由教育部主导开发与部分授权相结合。根据课程和学习阶段，数字教科书有不同的授权和批准系统，基于“2015年修订课程方案”，小学三、四年级的社会研究和科学科目由国家指定开发，初中一年级的社会研究和科学科目由私人出版商开发、政府部门验收授权后投入使用。因而，在经历了国家主导开发或授权审查后的数字教科书，可以直接推行至学校。当然，这种推行并非是全面铺开，而是试点制逐步推行。2007年，在数字教科书推行的初始阶段，韩国教育部选择了小学五、六年级的部分科目，首期选了20个试点学校，后扩大到100所。至2020年，韩国教育部的报告表明，小学三、四年级、初中一年级的社会研究、科学、英语科目，小学五、六年级和初中一到三年级的社会研究、科学和英语，以及高中三年的英语科目，都应用了国家授权的数字教科书。换言之，除了小学低段的一、二年级，整个基础教育阶段其余年级的部分学科已经应用数字教科书。

　　在美国，各州政府会参考美国国家教育技术总监协会提供的数字教科书采购指南，组织相关部门对出版商开发的数字教科书进行审核，通过后投入学校使用。以加利福尼亚州为例，教学质量委员会作为州教育部门的咨询机构，负责监管数字教科书评审、建议和任命专家审查小组成员，小组成员一般包括教师、管理人员等教学评审专家，以及专门负责内容审查的专家。教学质量委员会在参考专家审查意见的基础上，为州政府提交数字教科书审查报告。与此同时，教学质量委员会还会收集整理公众对数字教科书的审阅和评论，并撰写研究报告。州政府综合这两份报告，并召开三次公开听证会，充分考虑民众意见后，发布教科书采购清单，供所在州和地区的学校参考。

　　数字教科书对学生的多元成效

　　从理论上来说，数字教科书可以通过互动性和多媒体功能，帮助学生更好掌握相关知识，也可以增强学生的信息素养，帮助他们适应数字化社会等。换言之，只有对学生发展真正起到独特而不可替代的作用，才是数字教科书存在和发展的根本依据。

　　韩国学者使用个案研究、访谈观察等实证研究方法来探究数字教科书对学生的影响。他们发现，在课堂上使用数字教科书的学生在学业成绩、解决问题能力方面要高于使用纸质教科书的学生，数字教科书也有助于提升学生的学习态度、兴趣、动机和自学能力，对学生学习动机的影响要高于对学生成绩的影响。具体来说，随着学生使用数字教科书的时间和频率的增加，学生将获得多方面提升：一是自主学习能力提高，如学生能为自己制定计划，并按照计划进行，同时，设定优先级并首先做重要的事情；二是创新与创造能力显著提高，学生能运用创新思维和方法解决问题等；三是信息素养有所提升，如学生可以收集学习所需信息、用收集到的信息弥补知识空缺。此外，研究发现，教师对数字教科书使用的热情越高，学生的信息素养能力也越高，但与学生的自主学习能力、创新创造能力之间并无显著相关。

　　关于“数字教科书的使用能够显著提升学生学习动机”这一结论，在美国和英国也得到证实。美国学者通过为处于成绩上游、中游和下游的小学一年级学生提供数字化书籍，再采用问卷调查和一对一访谈的方式，发现使用数字教科书提高了学生学习动机水平。英国学者对11—12岁的小学生进行分组实验研究发现，相较在课堂教学中使用纸质教科书的对照组，使用数字教科书学生的小组成绩和个人成绩更高，学习态度也更积极，学习动机水平更高。

　　多路径提升教师数字教科书教学能力

　　数字教科书并非传统纸质教科书的数字化，它是一种新型的教学载体，对教师的学科知识、知识跨度，信息素养、教学整合能力都提出了更高要求，对其所习惯的传统教学方式也提出了挑战。数字教科书的推广过程，也是教师教学能力的转型过程，所谓老路走不到新目的地，因而各国纷纷采取积极策略提高教师的数字教科书教学能力。

　　美国国家教育技术总监协会提出，各州和地区必须为教师提供专业的信息化培训课程，内容涉及资源使用培训、同伴辅导、持续的专业学习等；培训目的在于让教师有能力选择符合课程标准、支持所有学生使用的数字教科书，持续提高教师信息化素养。

　　为提升教师数字化水平和技能，法国采取了培训与认证两种路径并行的方式。在项目培训方面，既有专门的数字化培训项目，如法国的“教育数字领地”计划将教师培训作为关键措施之一，根据教师个体需求、背景和专业知识水平，将数字化技术作为培训主题；也有一般类的教师专业发展培训中的“信息化”专题，自愿选择该专题的教师比例从2013年的39.8%增加到2018年的50.2%。在资格认证方面，2007年，法国教育部以教育法令的形式颁布了中小学教师专业能力标准，将信息与通信能力纳入教师十大必备专业能力，只有获得国家规定的计算机与网络二级认证证书，才有机会获得教师资格证。

　　韩国多措并举提升教师数字化教学能力。首先，制定专门的数字教科书培训计划，派遣指导顾问入校提供现场培训。其次，学校自主建设校内数字教科书学习社群，在学习社群里，教师自愿贡献优秀案例并进行经验交流，以学习共同体的方式提升数字教科书应用能力。另外，2021年，支持教师信息通信技术能力提升的在线平台ITDA交付使用，为教师提供了更丰富的数字教科书资源，更为开放的交流平台。

　　（本文系国家社科基金教育学重点课题“新时代五育融合实践路径与评价改革研究”）

　　《光明日报》（ 2023年01月05日 14版）

物联网集群擦亮“城市名片”******

　　2400台工业触摸屏的订单，紧急要求3天内交货，可企业该产品产能只有每天600台。这样的订单，接还是不接？

　　“以前遇到这种订单，工厂接不了。”无锡普洛菲斯电子有限公司生产运营负责人石勇说，按照以往生产组织模式，临时搭建生产线要向装备厂商订货，周期基本是3到6个月，还要调试、安装，“不过，今年3月，这样的单子我们不仅接了，而且按时保质保量交付了。”

　　底气来自“5G+积木式柔性生产单元”和“5G+柔性生产执行系统”。由协作机器人以及组装、耐压测试、激光打标、洁净单元等组成的六边形工作台，只用15分钟，就完成了硬件组装。石勇说，经过软件调试，半小时内，每天350台产能的5G柔性生产线就正式投入生产。“新老产线合力，原本4天才能完成的生产任务被压缩到2天半完成，获得了客户的称赞。”

　　无锡普洛菲斯电子有限公司，是5G与物联网赋能制造业数字化转型的标杆企业。自2009年获批全国唯一国家传感网创新示范区以来，无锡以应用带产业、以示范拓市场、以模式促推广，物联网已成为这座城市的产业地标和城市名片。在工信部2019年组织的国家级先进制造业集群竞赛中，无锡市物联网集群成为首批国家先进制造业集群。2021年，无锡物联网产业以26%的同比增速、3563亿元的产业规模，展现出强劲的发展后劲。

　　应用先行

　　完善产业生态，物联网促进生产、走进生活、造福百姓

　　初冬时节，位于江苏宜兴丁蜀镇的无锡市茶叶研究所山地茶园里，工作人员正在为茶树修剪枝叶、追加有机肥。绿油油的山坳里，4根10多米高的杆子，格外醒目。

　　“春节前后，茶树开始抽芽。这时无锡的最低温度可能降到零度左右，山坳里湿气大，容易形成霜冻。抽芽期的茶树遭遇霜冻，芽就毁掉了。”技术员董奇说，最近几年，借助茶叶物联网平台，无需安排人工半夜巡视，茶园也没再遭受霜冻的侵害。

　　奥秘就在那4根高高的杆子上。“上面装着温度传感器等物联网设备和风扇。传感器检测到茶园上部气温低于3摄氏度时，平台系统会自动启动风扇，将山坳里的冷空气吹走，防止结霜。”董奇介绍。

　　茶叶物联网，只是丁蜀农业物联网小镇众多应用案例中的一个。

　　“有了物联网，稻田的温度、降雨量、光照强度、风速风向等气象指标能随时查询，还可以通过肥情监测设备收集农作物叶面反射的光谱，分析出农作物的生长指数，获得最优施肥方案。”无锡莲花荡农场技术员许冠华介绍，通过大田物联网平台以及手机应用，坐在办公室，远程遥控水肥一体机灌溉的同时完成精准施肥，不仅一亩地能节约5%的氮肥，出产的“莲花荡”牌大米更是多次获得中国绿色食品博览会金奖。

　　江苏中农物联网科技有限公司打造的农业物联网总平台，已建成水产养殖、畜禽养殖、大田作物、茶叶种植和设施园艺等农业生产主要领域的物联网示范工程。其中，水产养殖物联网已覆盖宜兴市主要水产养殖乡镇，建成标准化示范区5万亩，并在23个省份推广，取得明显的社会效益和经济效益。

　　物联网技术与传统农业擦出火花，让农民从田间走向“云端”， 同样的转变在其他行业不胜枚举。

　　“物联网产业发展初期，无锡坚持典型引路、以点带面，建立了‘试点—示范—推广’的长效激励机制。”无锡物联网创新促进中心理事会秘书长崔健敏说，无锡在全国率先部署电力、食品溯源、水利、车联网等重大应用示范工程22个，涵盖工业、交通、环保、医疗健康、公共安全、城市管理等重点领域，并逐步拓展到全市300多个细分行业，形成一系列“促进生产、走进生活、造福百姓”的智慧解决方案和商业运营“无锡模式”，为全国乃至全球物联网规模化应用提供了示范样板。

　　应用市场的开拓，离不开生态体系的完善。

　　——在基础设施方面，无锡在全国率先实现商用NB—IoT窄带物联网全域覆盖，部署全国首个IPv6规模商用网络，5G建设密度、流量驻留比全国领先；建成全球首个城市级车联网LTE—V2X网络，获批建设全国首个国家级车联网先导区。

　　——在金融方面，建立了“产业基金+银行信贷+保险服务”的综合性金融服务体系，物联网领域基金规模超600亿元，总量全国领先。

　　——在人才方面，立足“太湖人才计划”，建立了开放、包容、共享的人才机制。截至目前，无锡已集聚物联网各类人才20万人。

　　创新驱动

　　培育链主企业，物联网领域超半数的国际标准由无锡主导制定

　　走进缝纫机生产企业杰克科技股份有限公司浙江台州工厂，原先需要1000多名工人的机壳加工车间里只有30人，复杂的26道加工工序被合并成一个智能机壳加工中心，加工一台缝纫机机壳的时间从1小时缩短至1分钟。

　　“通过实施‘未来工厂’建设，杰克科技的生产效率提升20%，产品不良率降低20%，企业产品研发周期缩短30%，能源利用率提高10%。”数字化解决方案供应商瀚云科技有限公司工程师宋雅军说，好成绩源自数字化，而数字化的基础是准确采集企业各种机器的生产数据。与不少企业一样，杰克科技的生产设备大多是国外品牌，种类繁多、接口和通信协议不统一，给数据采集和制造执行系统推进带来不小的阻力。瀚云科技独立研发的4G/5G网关、数控网关、多功能开发板等硬件设备，帮助杰克科技解决了350余台高端CNC机床的数据采集难题，并提供了“一键上云”的能力。

　　作为朗新科技集团的子公司，瀚云科技开发的瀚云HanClouds工业互联网平台，目前已连接5000余家企业、1600余万台设备/产品，先后获得工信部工业互联网产业联盟评定的五星级平台、APP优秀解决方案等国家级奖项60余项。

　　瀚云工业互联网平台，是无锡物联网产业集群坚持创新驱动、不断增强产业升级动能的一个典型代表。

　　崔健敏介绍，通过探索建立“技术+模式”自主创新体系，集群内部应用和行业领域高端创新资源加速集聚，获批创建国内首个芯片封装测试领域国家先进制造业创新中心，国家超算中心、国家智能交通综合测试基地、国家物联网感知装备产业计量测试中心等178家“国字号”创新载体相继建成投用。面向行业市场需求的高性能制造执行系统传感器、异构感知数据融合、物联网终端安全防护等一大批创新成果达到国际领先水平。物联网领域超半数的国际标准由无锡主导制定。

　　创新驱动下的内涵式发展，引导物联网步入量质并重的新阶段。

　　“截至目前，无锡企业承接的物联网工程已遍及全球78个国家和地区的830多座城市。”无锡市工信局有关负责人介绍，2020年，无锡物联网企业已达3657家，涵盖关联芯片、感知设备、网络通信、智能硬件、应用服务等全产业链条。以卓胜微、先导、信捷为代表的物联网相关领域上市企业高达79家，国家级专精特新“小巨人”企业和制造业单项冠军企业33家，涌现出一批以远景智能、朗新科技、中科微至、航天大为等为代表的行业领军企业，一批“生力军”正在奋力长成“主力军”。以雪浪工业大数据、南山车联网、慧海湾先进感知为特色的差异化产业布局基本形成。

　　政策保障

　　注重规划引领，健全市场化、强融合、跨区域的协同体系

　　初冬时节，一个特殊的车队行进在无锡市锡山区先锋中路上。前向碰撞预警、异常车辆预警、弱势交通参与者碰撞预警、限速预警、闯红灯预警、协作式自适应巡航……“驾驶”这些车辆在全长6.3公里开放道路上平稳行驶的，是一张车、路、云协同的智能网络。

　　2020年以来，锡山区先后实施了车联网一期、二期示范工程，实现45平方公里内智能网联路侧设施全覆盖。如今，在“车联网小镇”里，一辆辆自动驾驶小巴，悄无声息地接送着居民；一台台造型别致的无人驾驶清扫车，自动洒扫着路面……

　　融合“聪明的车”“智慧的路”，赋能“智慧的城”，离不开政策先行。仅半年时间内，无锡就发布了《智能网联道路基础设施建设指南第1部分：总则》、起草完成《无锡市车联网发展行动计划(2022—2025年)》，“1个地方法规+1个行动计划+N个标准规范”的车联网规划体系基本形成。

　　政府与车联网运营主体同步推进、统一运维的常态化建设模式，吸引近300家车联网及智能网联汽车相关企业聚集无锡，其中近65%为智能网联汽车零部件及自动驾驶相关企业，去年核心产业产值已近300亿元。

　　车联网产业的快速发展，是无锡物联网产业集群发展中强化政策保障、持续优化产业发展环境的缩影。以《无锡国家传感网创新示范区发展规划纲要(2012—2020年)》《无锡市“十四五”物联网产业发展规划》为引领，无锡已滚动实施4轮物联网产业发展三年行动计划，通过“精准滴灌”形成具有系统性和迭代性的推进体系。

　　把服务落实落细，2018年无锡成立了专门的集群促进组织——无锡物联网创新促进中心。崔健敏介绍，促进中心采取“事业+企业”双轨运营的模式，统筹推进“攻研发”与“建生态”。促进中心建立以来，引进中科院微电子所领军团队研发产业链急需的关键共性技术，创立省级制造业创新中心和产业创新中心，构建了市场化、强融合、跨区域的系统性协同体系，打造了涵盖载体、投资、展会、联盟、智库等多元能力的综合赋能体系。

　　“1家促进机构+10家专业协会+12家行业联盟”的系统性协同服务网络，让产业集群内企业受益良多。据介绍，无锡每年开展技术研讨、应用推广、合作配套等交流活动500余场，其中尤以供给侧、需求侧对接成效最为突出。注重激活创新“存量”，实施“一所一策”计划，充分释放公安部交研所、中船702所、中电58所等在锡“大院大所”的创新优势，促进技术与资本、成果与市场的有效对接，推动产学研用深度融合，让集群内企业协同创新效率大大提升。

　　“数字产业集群的一大特点是打破地域界限。”崔健敏说，去年，无锡与上海嘉定、合肥、杭州共建长三角面向物联网领域“感存算一体化”超级中试中心，就是纵深推进跨区域协同、激活产业发展动能的新尝试。

　　依托先发优势，近三年无锡物联网产业营收平均增速超20%，一场实体经济与数字经济的深度融合正在无锡的产业沃土上生发激荡。记者 王 政

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）