移动学习环境下中小学电子教材的开发
中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1671-7503（2015）19-0068-04
一、引言
随着信息技术的变革和大数据时代的发展，信息化社会逐渐出现了三个基本特征：信息知识爆炸、生活步调加快以及学习方式的改变。为了适应信息时代这三个基本特征，传统的教与学面临着巨大的挑战，当前的学习环境逐步趋向智慧学习环境。智慧学习环境最重要的是利用学习分析技术或者学习者学习的路径设计来呈现学习资源，以满足学习者个性化的学习需求。智慧学习环境作为数字学习环境的高端形态，在学习资源、学习工具、学习社群、教学社群、学习方式、教学方式六个方面有明显的差异，其中，教材是智慧学习环境的基本要素[1]。生活在数字时代的学习者，具有高速的检索能力，学习的认知方式逐渐趋于一种非线性的学习加工方式。在这种时代背景下，传统教材的线性学习方式、稳固性、静态以及封闭式的学习教材已经无法适应学习者的需求，现代教育环境更加注重教育情境的开元性、流通性、多样性。所以，随着电子书包的推广应用，电子教材的设计与开发是必然趋势。
二、电子教材的开发环境
目前，电子教材的制作工具主要分为IOS系统、Windows系统、Android系统，随着智能手机和ipad的广泛使用，目前作为电子书包环境下的电子教材主要以IOS系统和Android系统环境下为主。
（一）IOS系统
IOS系统目前的开发主要是使用苹果电脑的iBooks Author进行开发制作。iBooks Author相比较之下，更加富于媒体化，制作简单，容易上手。iBooks Author除了编辑文字的排版和图片插入等，还提供了链接导航、词汇表和Widget控件，可以插入影片、画廊、Keynote、HTML、3D、测试题、弹出框、反馈、互动小游戏、快速记忆游戏、插入PDF和DOC文件等等Widget交互控件，制作者在制作时可以随时预览与修改图书。当然制作者可以自己发布iBooks图书，也可以利用iBooks Author公开发布并让使用者购买。
1.iBooks Author中添加导航链接
在iBooks Author中可以利用文本创建链接进行导航，读者可以随时跳转到教材的其它页面或者打开相应的网站或者电子邮件。制作者可以利用交互控件的标题或者图片的标题实施跳转，也可以在相应的页面添加标签，利用标签实施跳转，对于利用文本创建链接可以设置链接文本的颜色透明度（如图1）。添加链接导航，符合学习者学习自主性，学习者完全可以选择学习的模块和学习的先后顺序，实现了学习者的自定进度学习（Self-paced Learning）。对于链接的添加完全要考虑学习者学习的可能路径以及知识点之间的网络关系。
2.iBooks Author中添加词汇表
iBooks Author中可以编辑词汇表，对于词汇进行编辑或者定义，同时在定义词汇表时可以添加图片和其它媒体（如图2）。定义相关词汇后，学习者可以在使用中随时查找词语的定义。目前，这类功能在中小学的语文和英语学习中使用较多，学习者遇到生词或者不懂的单词，利用词汇表就很容易实现，这种学生自主查阅的学习形式恰恰体现了自我组织学习（Self-organized Learning）。词汇表对于每个词汇不仅仅只是局限于文本的解释，也可以添加多媒体形式。对于相关知识点可以有使用的情境展示、拓展资源联系，有效解决了学习者学习生词或者词汇的迁移问题。
3.iBooks Author中添加交互控件
iBooks Author中目前有很多交互控件，例如：画廊、交互图像、keynote、视频、HTML、3D、测试题、弹出框及其它等。现以交互图像和测试题为例，在教学中可以进行相关探索。交互图像可以用于在教学中对特定图像的放大和标注，学习者轻拖图像，点击不同位置查看详细信息的标示（如图3）。测试题的编写可以添加相应的测试题目，也可以添加一些小互动游戏来实现测试的效果（如图4）。电子教材的富媒体化激发了学习者学习的兴趣，教材的非线性组织符合学习者知识的加工方式。同时，交互在电子教材中的使用，减少了学习过程中实施反馈的时间，学习者能快速了解自己学习的状况。
（二）Android系统
Android系统环境下，以EPUB格式制作软件epubBuilder为例（epubBuilder同时支持ipad、Android手机和iphone手机）。第一代epubBuilder于2007年9月颁布，接着2010年5月颁布第二代，epubBuilder已经出现了版本4.1。目前，很多阅读设备都支持EPUB格式，EPUB标准推出之后广受大家欢迎。国内目前较早大规模采用EPUB标准的电子网站是掌上书苑，掌上书苑是针对手机和iPad阅读的网站。epubBuilder制作时，开发文件包括META-INF、OPS和mimetype。epubBuilder的特点是：支持EPUB内嵌音频、视频的播放；支持简繁转换；支持竖排阅读；支持自定义阅读背景图片、颜色和文本颜色；提供书签、笔记功能；基于HTML语言的编辑、Javascript、CSS样式；支持互动式教学（教学的重点、难点，可以通过谈论交流）；Android系统、IOS系统下ipad和智能手机都可使用；跨设备同步阅读信息（阅读进度、书签、笔记）。相对于iBook Author而言，交互功能可能差点，但是其中基于HTML语言的编程完全可以实现相应的交互以及实施反馈等。 三、电子教材的开发步骤
电子教材是对课程教材的二次开发，是对教学进行系统的设计。教学系统的设计一般包括分析、设计、开发、实施、评价五个阶段。黄荣怀曾经将电子教材开发过程概括为需要分析、学习设计、媒体开发、作品发布四个阶段[2]。笔者认为，电子教材的开发首先要考虑学习者的特征、学习路径、界面的设计、交互活动的设计、认知方式，等等，总的来说，所有的设计都是用来支持学习者的学习。所以，前期电子教材在用户反馈模块是一个不断迭代设计的过程，技术设计人员需要根据用户的反馈不断地进行修改和调整。同时，电子教材对于知识的表征或者呈现方式需要满足学习者的视觉广度与深度，知识可视化通过视觉表征改进知识的创造和传递为设计领域提供参考[3]。基于此，笔者提出电子教材的开发过程（如图5）。
图5 电子教材的开发步骤
（一）分析阶段
学习者特征分析：学习者特征分析主要从背景知识、认知方式、学习路径三个方面入手。学习者特征分析主要是考虑不同年龄段学习者对于知识呈现方式偏好不同。对于学习者特征分析则是从背景知识、认知方式、学习路径进行。学习者背景知识主要是学习者原有的知识水平，了解了学习者的知识水平，在设计教学活动或者教材的内容顺序上起着至关重要作用；在认知方式上进行分析，考虑的是不同科目不同年龄段学生的认知加工能力或者大体偏好，因为电子教材制作完成后主要是针对不同地区相同年龄段的学习者。另外，在认知方式的基础上，也可以开发不同的校本教材、地区教材，等等；在学习路径上进行分析，实际上是为了不同学习者可以选择自己喜欢的路径进行个性化学习，学习路径的分析可以提供不同的学习方式和知识点不同的构建方式，完全改变传统直线式学习的方式。
教学内容分析：教学内容分析主要从教学目标、知识点联系、学习时间段、教学重难点、知识点类型五个方面入手。对于教学目标的分析，教学目标是教学设计和教学活动的起点与归宿，一切的设计、知识的呈现等都是围绕教学目标进行的。教学目标同时也是教学的起点，有了教学目标才会展开教学。教学大纲是各科教科书编写的依据，规定了某一学科的课程性质、课程目标、内容目标、实施建议等，其中，内容目标是主体，明确了学生应该掌握的知识技能等学科内容[4]；对于知识点联系的分析，电子教材是对课本教材或者教学材料的二次开发，了解教学知识点的顺序，利于知识系统化呈现和教学内容的安排。一般知识点之间的关系可以利用思维导图（Mind Manager/Mind Map）进行绘制，知识点之间的关系分为上位、并列、下位三种关系，利用不同线段的方向和节点关系自上而下或者自下而上绘制；对于学习时间段的分析，学习时间段是教学设计一大要素，同时也是教学效果考察因素之一。单位时间里，传授了相同的知识，但是效率不同；单位时间里，效率都很高，但是学生掌握的知识量不同也会出现教学效率的不同。教学设计往往以教学时间段为基础进行的教学活动设计，每个教学设计会有不同的课时要求，所以，时间段也是教学内容必须分析的因素；对于教学重难点分析后，才会在知识呈现方式、活动设计和时间段安排有所不同；最后需要考虑的是知识点的类型，在教学内容分析阶段了解了知识点的类型，明白了所传授知识是程序性知识还是陈述性知识，才会进行不同的教学设计。
（二）设计阶段
界面设计：界面设计主要分为界面的导航设计、界面的布局、呈现方式。界面的导航设计是电子教材设计的关键，明确的导航保证学习者在学习过程中不会出现迷航的现象。在实际制作中无论是EPUB和iBooks Author都会有目录章节的导航，但是在实际制作过程中，可以根据实际的教学活动设计的模块，适当的设计导航模块，便于学习者自主选择学习的模块进行学习；界面的布局，一般需要符合学习者习惯的规律，同时在制作中要保持制作界面边界的距离适中，防止触屏边界文字，做笔记时出现翻页的反应；呈现方式，主要是考虑不同文字与图片、视频、交互等呈现的方式，对于界面的设计，呈现多以富媒体化特性为主，界面尽量保持文字、图片、视频等其它交互呈现方式要适度，不能出现大面积文字或者图片过多等现象，同时对于不同知识点要选择有效的呈现方式。
教学设计：教学设计分为活动设计、交互设计、知识点设计、评价方式四个部分。活动设计，是电子教材中教学设计的核心。在电子教材中，可以设置课前问题区、内容学习区、拓展资源区、讨论区、章节练习区等，如果想做得更好的话，可以在进入章节学习之前有一个前测，确定学习者不同的学习起点。学习起点不同有相应的学习路径可供选择；交互设计，是富媒体电子教材的体现。在中小学学习中，电子教材更多的是需要交互游戏、3D虚拟实验、反馈来激发学习的新奇性，在电子教材设计中，应该不断地变化交互采用合适有效的呈现方式；知识点的设计是学习路径或者学习模块划分的依据，对于知识点的设计不仅考虑知识点的划分，还得结合知识点之间网状关系进行链接。对于知识点之间拓展资源、讨论有系统化的搭建，另外，在iBooks Author中可以编辑词汇表进行重点知识点或者词汇进行注解，等等；评价方式，在电子教材制作中可以考虑设置相关知识点的练习测试或者小游戏进行检测，评价学习者学习的情况。
（三）制作阶段
制作阶段要求不仅仅是文字与媒体的呈现，用户的体验很重要，所以，在制作阶段团队中需要一支专门负责美工设计制作的团队。制作阶段是一个不断迭代循环的过程，利用用户体验的反复反馈进行调整和修改，其中，用户体验起决定性作用。电子教材用户体验设计核心要素被提炼为3E（易用性Easy、吸引力Engaged、有效性Effective，简称3E）[5]。Bernd H.Schmitt在著作《体验式营销》中描述了五种不同的体验形式，分别是Sense（感官）、Feel（情感）、Think（思考）、Act（行为）、Relate（关联）[6]。笔者在Bernd H.Schmitt的基础上提出了用户体验标准的“视觉效果、交互效果、功能效果、容错能力”四个维度出发“效率、呈现方式、操作、页面布局、容错能力、视觉效果”六个方面（如图6）。
（四）作品发布阶段
作品发布前需要收集用户反馈的问卷信息，之后会对用户提出的建议进行归纳汇总分析，进而从技术层面解决提出的问题。功能完善后，继续进入用户体验阶段再次进行检测，反复地迭代循环，直到用户体验基本满意为止，这些完成后才将作品正式发布。在不同环境下，制作完成后，将电子教材与后台数据库建立联系，保证电子教材的可靠性。当然，教师在实际教学中，也可以针对每章节的知识点发布相应的电子教材。这样既减少了电子教材内容本身的容量，又利于发放和接受。
开发示例课程教材《信息技术与课程整合》如图7、图8所示。
