教育数字化赋能高校农科教育数字教材建设的路径探析.pdf

3 9 收稿日期2 0 2 3 0 6 0 5 基金项目陕西省教育科学“十四五”规划青年项目“教育数字化背景下陕西高校教师数字素养提升的框架构建、现实困境和创新路径研究”(S G H 2 3 Q 0 2 6 4);陕西教师发展研究计划青年项目“高校教师A I-T P A C K素养对教学效果的影响研究”(S J S 2 0 2 2 Z Q 0 2 4);陕西省教育科学“十四五”规划青年项目“教育数字化驱动陕西省高校教学模式变革的内在逻辑、变革方向和创新路径研究”(S G H 2 3 Q 0 2 6 6);陕西省高等教育学会党的二十大精神专项重大课题“数字化转型赋能高校课程思政建设的创新路径研究”(X G H 2 3 0 1 5)作者简介 吴春燕,女,西北农林科技大学高等教育研究所助理研究员;研究方向:教育数字化、教育代际传递与教育公平。刘金典,男,西北农林科技大学经济管理学院副教授;研究方向:教育经济学。【新农科理论与实践】教育数字化赋能高校农科教育数字教材建设的路径探析吴春燕,刘金典(西北农林科技大学,陕西 杨凌7 1 2 1 0 0)摘 要 教育数字化催生教育变革的连锁反应,数字教材作为教育数字化转型的重要环节和关键要件,亟待采用数字化和智能化新形态以适应教育数字化浪潮。数字教材重塑了教育形态,改变了知识获取方式和传授方式,促使教与学的关系发生颠覆式变化。数字教材呈现价值性、智能化、个性化、互动化和共享化特征,是兼具教育属性和技术属性的教材新形态。农科数字教材建设高度契合未来农业发展趋势和卓越农科人才培养需求,在服务农科高等教育教学智慧化转型上具有突出优势。数字教材建设要坚持正确的价值引领,秉持立德树人的根本价值取向,遵循科学的理论指导,从完善教材建设的顶层设计和制度建设、健全数字化教材管理体系、优化数字教材动态调整机制和构建数字教材质量评价和追踪机制出发,提出完善农林教育数字教材建设的建议。关键词 教育数字化;农科教育;数字教材;路径探析 中图分类号G 4 3 6 文献标识码A 文章编号1 0 0 9 1 1 7 3(2 0 2 3)5 0 0 3 9 1 1 数字技术为代表的新一轮科技革命奔涌而来,推动经济发展方式和产业组织形式的深度变革,社会的生产方式和人们的生活方式、行为模式和交往方式被数字技术重塑,社会的组织方式、运行模式和治理机制被打上深刻数字化和智能化的烙印。数字化转型成为各产业、各领域新动向,世界各国都把数字化作为发展的战略目标。教育领域也受到数字技术的冲击,教育数字化转型成为世界教育竞争和拔尖人才培养竞争的战略制高点。近年来,数字技术深度融入教育教学全领域,特别是大数据、云计算、虚拟现实和人工智能技术在教育教学中广泛应用,引发教学理念、教学模式、教学方式和教学工具的颠覆式变革。在线学习、移动学习、混合课堂和虚拟课堂打破传统教育的时空限制,极大拓展了教与学的时空边界。教育数字化催生一系列的教育变革连锁反应,教材形态也亟待适应数字化浪潮。数字教材是教育数字化转型的重要环节和关键要件,数字化时代呼唤适应新时代发展变革的新型数字教材1。2 0 2 3年第5期(第2 4卷 总第1 7 5期)中国农业教育C H I N AA G R I C U L T U R A LE D U C A T I O NN O.52 0 2 3(V o l.2 4G e n e r a l,N o.1 7 5)2 0 2 3年第5期(第2 4卷 总第1 7 5期)中国农业教育C H I N AA G R I C U L T U R A LE D U C A T I O NN O.52 0 2 3(V o l.2 4G e n e r a l,N o.1 7 5)第5期吴春燕,刘金典:教育数字化赋能高校农科教育数字教材建设的路径探析 4 0 一、数字教材的历史演进和概念界定(一)数字教材的历史演进中国数字教材的研究与实验始于2 0 0 0年,经过长期的积淀和探索,数字教材引领教学变革的势能逐渐得以释放。2 0 1 8年,教育部印发 教育课程教材改革与质量标准工作专项资金管理办法,提出“开展数字教材等新形态教材的研发、试点和推广”。2 0 1 9年,中国教育现代化2 0 2 3提出要加强信息技术在教材体系建设中的运用。同年年底,教育部初步提出数字教材体系建设和管理思路,数字教材开始成为教材体系建设的重要分支。2 0 2 2年1月,教育部联合四部门发布 关于加快新农科建设推进高等农林教育创新发展的意见,提出要从加快教材建设和管理角度推动数字化农林教育新模式,以高质量国家规划教材和一流核心教材为切入点,加快新兴涉农专业教材建设和教材的数字化转型。鼓励涉农高校整合学科优势和人才优势,投入涉农专业优秀教材的编写工作中,将农林学科的新知识、新技术和新成果融入教材之中,提升教材的科学性、严谨性和前沿性。大学兼具人才培养、科研和社会服务等多重功能,大学要更好地回应社会重大需求,服务国家重大战略。教材是教育教学的基础要素,必须紧密围绕人才培养和时代发展需要,对教材进行更新和升级,以更好地服务学生成长成才和社会发展。高校内部管理实效的提升离不开教材管理的支持,科学的教材建设管理成果除了可以提升人才培养质量,还可以帮助学校形成独有的竞争优势。高校及教材建设管理相关工作人员应当充分合理地利用数字技术优势,积极发挥主观能动性,创造条件,整合资源,进一步提升数字教材建设管理实效。(二)数字教材的概念界定对数字教材的定义仍处于理论探讨中,对数字教材的界定仍然存在简单地界定为电子教材、数字教科书等比特流式教科书,或从技术角度将融合信息技术、多媒体技术的教材界定为数字教材。数字教材定义的模糊性和技术主义倾向,容易陷入过度强调数字教材的技术理性和工具价值陷阱,未能有效发掘数字教材的育人指向2。概念界定应该涵盖规定性、描述性和纲领性定义,阐明概念的实然层和应然层。从实然层和应然层两方面对数字教材做出定义,数字教材(D i g i t a l t e x t b o o k)并非将纸质教材简单地转换成电子文件格式(如P D F等),而是按照课程标准或教学要求,系统、科学地进行教学内容的数字化技术处理,将文字、图像、声音、视频、程序等作为教学内容的信息载体,并通过计算机及相关设备进行传播,具有多媒体化、集成化、智能化、泛在化和交互化的特征,它是将教材、课程和资源融合的系统解决方案和教学服务系统。传统纸本教材只是数字教材资源库中的冰山一角,海量的辅助性或互补性教学资源潜藏在数字资源的信息海洋之中。数字教材重塑了教育形态,改变了知识获取方式和传授方式,促使教与学的关系发生深刻变化。数字教材是面向“数字原住民”建设的新型教材,是教育数字化建设的重要组成部分,有利于推动教育治理体系和治理能力的现代化,加快建设全民终身学习体系,促进优质教育资源的共享。二、教育数字化转型背景下数字教材的新特征 数字教材是教育数字化转型的重要组比特流是指计算机可以识别和处理的基本数据形式,以二进制数字0和1来表示数据和指令。比特流式教材是相对纸质媒介形成的原子式教材而言的,通过将教材内容转化为比特流(如电子文件格式),使其能更便捷地在互联网和计算机上进行浏览、修改和传输。数字原住民是指出生且成长于信息技术普及应用的数字化世界和网络时代的群体,数字技术和数字生活构成该世代的原初生活。4 1 成和关键环节。数字教材必须面对教育的现实需求和发展趋势,使学生更好地学习、成长和成才。未来数字化时代的教育将更加强调创造性思维和实践能力的培养,数字化的教材教辅也必须为此呈现更加多元化、实用化、创新性和有效性的学习方式和内容,成为数字时代教育发展的基础要素。数字教材具有以下几个基本特征。(一)价值性:数字教材坚持正确价值引领和立德树人的根本导向教育属性是数字教材的根本属性。教材作为教育教学活动的知识载体,是学生获取专业技能和引领学生价值取向的知识基础,高质量的教材既能满足高深知识传授的核心功能,又能引领学生形成科学的世界观、人生观和价值观。数字技术飞速发展推动高校教材呈现形式多元化,数字教材同样需要思想性作为价值引领,数字教材建设的最终目的是赋能拔尖人才的培养。数字教材编写应体现党和国家的根本意志,全面贯彻党的教育方针,落实立德树人根本任务,解决好“培养什么人”和“为谁培养人”这两个关键问题。数字教材建设应在源头上严把意识形态关。此外,教材作为教师开展课程思政、推动思政教育与教材内容融合创新的重要载体,数字教材价值引领功能关系课程思政、思政进教材、思政进课堂的育人效果。(二)智能化:数字教材内容呈现富媒体和智能化特征传统教材主要以书本为主,教材内容呈现方式单一受限,对学生注意力吸引力不强。数字教材有机整合了不同形态的教育资源,兼具知识样态和技术样态等多维样态,教材内容呈现形式多媒体化3。数字教材超越了传统教材的知识载体功能,扩展为一种整合各类资源的教学系统,同时也是支持学生个性化学习和多主体紧密互动的学习平台。数字教材更符合“数字土著”的认知习惯,通过技术赋能满足不同学生的学习需求,还可以增强学生的学习兴趣和实际操作能力。教育属性是数字教材的根本属性,并不因技术、形态、功能而改变。数字教材既是课程的载体,内容依据课程标准系统编制,也是信息化教学环境下教学活动的基本依据。数字教材的技术属性主要表现在其多媒体内容呈现和相关功能上,且会随着技术的发展呈现出一定程度的变化。目前数字教材技术属性主要包括:内容呈现富媒体化、教学活动支持交互性、教学工具关联其他资源以及用户使用数据的广泛采集。数字教材转化为“比特流”在互联网构筑的知识海洋中汇聚、重构和整合,基于学习者的最近发展区和学习兴趣,将“个性化编织”的知识结构适时地向学习者呈现4。(三)个性化:数字教材是学生开展个性化学习的生态系统教材是将特定学科知识按一定的知识体系进行系统化、结构化组织的专用书籍,是教师教学和学生学习参考的重要学习材料。传统教材是教学活动开展的关键载体,也被奉为“沉默教师”。因此,教材对知识的选取和组织要兼顾教与学两个维度,在知识架构和安排上要综合考虑特定年龄阶段学生的认知能力、身心发展规律和兴趣点,同时满足教师进行系统知识传授的功能。数字教材强调“定制以学生为中心的个性化课程”,基于深度交互形成的海量数据,通过学生画像技术、自适应组件技术、知识图谱技术和智能导学技术,大大增强数字教材的自适应性,能基于学生的知识状态推荐最佳的智能规划和学习路径5。数字化时代的教育注重个性化的教学方法。传统的教育方式常采用传统教学模式和常规教学方法,难以满足不同学生的个性化需求,而数字化时代的教育则通过自适应学习、定制化学习等手段实现教育的个性化,针对学生不同的学习需求和习惯进行量身定制,更好地辅助学生完成特定的学习任务。2 0 2 3年第5期(第2 4卷 总第1 7 5期)中国农业教育C H I N AA G R I C U L T U R A LE D U C A T I O NN O.52 0 2 3(V o l.2 4G e n e r a l,N o.1 7 5)第5期吴春燕,刘金典:教育数字化赋能高校农科教育数字教材建设的路径探析 4 2 (四)互动化:数字教材提供多主体深度交互的学习环境教育数字化充分赋能教育效能提升需构建适宜的数字化学习环境和人机深度融合机制,通过大数据、云计算和人工智能技术实现学习场域的人机交互和人机协同6。数字教材要将静态的纸本教材智能化、交互化和动态化,通过多模态、多层次和适应性的海量学习资源加快学习者的知识建构。互动在知识建构中扮演重要角色,学生在与“学习内容对话、与他人对话、与自我对话”中建构系统的知识体系7。传统纸质教材尝试嵌入交互式设计以增强教材的交互性,受制于纸本载体的静态和拓展性的制约,其互动功能形式单一且交互程度有限,以打标记、做批注或写感想为主要形式。数字教材突破纸本教材限制,应用数字技术赋能传统教材交互环境的创设和交互功能的全面升级,借助大数据分析、虚拟现实、人工智能等前沿数字技术创设紧密结合的学习共同体和高互动性的学习环境。数字化时代强调互动性,借助交互式、富文本和智能化的教材教辅实现学生与教材互动、学生之间互动、学生与老师互动、学生与虚拟智能学伴互动,结合学生知识基础、问题回答和自然语言生成技术,个性化生成能引发学生深度思考的问题5。这种互动性不仅使学习过程更加有趣,还能够给学生更多的自主性,提高学生的学习效率。一是模拟仿真和虚拟现实技术为“学习者内容”的深度互动提供技术支撑。二是基于知识图谱技术、学习大数据分析技术和学习者画像技术个性化诊断学习者的学习过程,智能化改进学习者的学习模式。三是数字教材赋能协作式、参与式和任务式学习。数字教材通过构建“学习者学习伙伴学习内容”双向互动的生态系统增强学习的深度互动功能,改进纸本教材的“浅层次学习问题”。(五)共享化:数字教材支持泛在化的优质海量教育资源共享传统的教育方式重视独立思考和自主学习,但也存在信息孤岛问题。数字化时代的教育是以共享化的思想为基础,数字教材可以轻松进行跨时空、跨地点的共享。通过比特流传输教育资源相对原子化的教育资源而言,其传输速度快、传输效率高、传播成本低,极大破除了教育资源分布不均衡引发的知识资源获取鸿沟。通过这种共享化的方式,不论学习者身处教育资源丰富的经济发达地区,还是在教育资源匮乏的经济落后地区,接入互联网的学习者可以随时随地学习全球范围内的优秀教育资源,保持对全球最新的信息和知识的实时追踪。教育数字化是打破知识鸿沟和促进教育公平的技术推动力,为处于劣势的学习者提供获得优质教育的机会,从而有助于其更好地适应社会的发展变化。三、基于数字教材特征的高校数字教材建设路径 教材建设是高等教育高质量发展的基础工程。数字化驱动产业结构升级引发人才技能结构需求的变革,高等教育人才培养模式和课程内容组织形式也应紧跟数字化潮流进行相应变革,借助数字技术创设人机交互的智能教学环境,成为培养前沿科技人才的必要条件8。教材建设也应适应教育数字化变革的大趋势。通过对数字教材建设的理论探讨和顶层设计,推动数字教材建设的系统规划和谋篇布局。数字教材建设既要尊重教材编制的内在规律,也要充分释放数字技术赋能教材建设的潜力,避免陷入恪守纸质教材的保守主义,同时规避过分强调数字技术工具价值的技术主义。因此,要立足数字教材的现实发展状况及未来发展趋势,从坚持正确价值引领、遵循科学理论指导、完善管理体系等多方面考虑,为数字教材建设注入新的活力。(一)坚持正确价值引领和科学理论指导教材兼具文化产品属性和育人属性,这决定了教材内容蕴含着特定的意识形4 3 态,彰显独特的文化软实力。一是数字教材建设要以正确的政治方向作为指引,以全面贯彻落实立德树人作为根本任务,以培养社会主义建设者和接班人作为主要目标。二是运用科学理论指导数字教材编写工作。借助数字技术改造传统教材,通过开发新型数字教材,破除“信息孤岛”并实现知识信息的跨平台互通,充分挖掘数字教材的个性化、交互化、兼容性和开放性优势。三是优化数字教材的开发、存储、传输和管理模式,保障数字教材的多场景运行。制定数字教材本身的标准和管理规范。优化数字资源的育人功能,促进学生德智体美劳全面发展,打通教材建设的“最后一公里”,以教材数字化推动教育模式数字化。四是加快构建数字化教材管理机制。借助数字化发展的优势增强教材建设管理效能,保证所使用的信息技术的合理性、适用性和有效性,做到与改革之后的教育理念的完美契合。利用数字化便捷、高效的特征去吸引相关工作人员主动在教材建设管理中使用信息技术、创新管理方式。(二)完善数字化教材建设管理体系1.加强数字教材建设顶层设计与制度建设高校应当以制度建设为抓手,从明确价值导向、规划创新路径、明确评价标准、设计激励机制等多个维度为数字教材建设管理工作确立制度保障。高校层面可以牵头成立教材数字化建设管理工作领导小组,优化数字教材建设的相关制度和顶层设计,从上而下推动工作开展和引起各部门广泛重视,压实教材建设管理责任,激发教学科研人员投身数字教材的积极性。同时,高校应加大数字教材建设的宣传和推广力度,通过数字教材应用观摩课和相关培训,为数字教材推广应用做好铺垫动员工作,确保每一位教师都能认识到教材数字化变革的优势,在思想上达成统一,以思想引领行动。2.健全数字教材建设管理体系高校应该大力支持教材建设管理工作,在教材建设管理效率提升问题上达成共识,形成合力,做好人才与资金保障。数字化背景下,大数据态势已然形成,借助前沿信息技术的发展优势提升教材建设管理实效,为高质量教育教学活动的顺利开展提供教材保障。高校应加快自有数据库的建设,秉承资源共享原则,促进共同发展目标的实现。在掌握必要的数据库技术的前提下,结合信息技术,建设以数字化教材为主要素材的信息库,推进教材建设管理向信息资源网络化过渡。高校需将数字教材建设作为自身持续发展的基础战略,全力保障教材建设的资金投入与技术支撑,增强教材数字化建设管理“硬实力”。在提升师生教材建设必要性认识的同时,帮助教材建设管理人员提升信息技术应用能力,提前规划,锐意创新,坚持教材建设常态化,用好数字化教材建设管理经验,提升教材建设管理水平,引领高校数字化教材建设管理。3.优化数字教材的动态调整机制数字教材提供多模态、泛在化和适应性的海量课程资源,构建交互式学习环境,有效打破教与学的时空限制。互联网催生在线学习、移动学习等多种新型学习模式,数字教材是新型学习模式的关键结构要素,赋能“时时可学、处处能学、人人皆学”的学习型社会建设。数字教材通过大数据、云计算和人工智能技术实时对学习过程生成的海量数据进行分析,对学生的知识掌握情况、学习习惯和学习效果做出实时诊断,从而为学生提供精准化和个性化的学习指导。数字教材开发要遵循系统研发规律,从需求分析、模型建设、数字化实现、优化完善等环节进行持续更新9。因此,数字教材的建设需要在实践中持续关注最新政策和信息,动态跟踪领域发展,收集师生需求,结合教育教学理论持续深化推进教学改革。数字教材建设是高校教育数字化改革逐步深化和细化的重要表现。2 0 2 3年第5期(第2 4卷 总第1 7 5期)中国农业教育C H I N AA G R I C U L T U R A LE D U C A T I O NN O.52 0 2 3(V o l.2 4G e n e r a l,N o.1 7 5)第5期吴春燕,刘金典:教育数字化赋能高校农科教育数字教材建设的路径探析 4 4 4.加快形成数字化教材的质量评价与追踪机制建设高质量数字教材是持续提升学生培养质量和加快教学数字化改革的重要举措。因此,数字教材质量评价标准和评价体系的构建成为数字教材质量的保障机制1 0。数字教材兼具教育属性和技术属性,其评价指标体系的构建要从政治思想、内容结构、教材呈现、教学适用、使用效果和配套服务等多个方面进行综合考虑1 1。首先,数字教材是数字技术普及应用下教材构建的新形态,数字教材的编写、出版和使用也应纳入国家教材规划与管理体系。与传统教材不同,数字教材具有开放性、交互性、富媒体化等特征,需要创新数字教材监管标准和监管模式9。为加快数字教材建设步伐,推动数字教材从研究和开发转向推广、试用和普及,数字教材应符合国家教材管理规定,基于数字教材标准开发对应的管理工具,加强对智能教材的内容体系、学习应用、交互机制、数字资源等进行质量评估。其次,要做到教材质量追踪的常态化,所收集的信息及时反馈,持续追踪采用教材的内容质量,有效监督教材建设管理成果。在完善教材评价指标的同时,健全评价制度,让教材建设管理人员能够借助网络管理平台,向教师及学生了解教材的使用感受、使用问题、教材质量等情况,综合分析,客观评价。四、新农科背景下数字教材服务农林高等教育的创新路径研究 (一)未来农业发展趋势及数字教材服务农林高等教育的突出优势1.智慧农业是未来农业产业形态转型的必然趋势,复合型农林人才是智慧农业赋能传统农业的人才支撑智慧农业是传统农业生产和新型数字技术深度融合的新业态和新模式,大幅度提升农业管理决策的精细化、装备控制的智能化和要素投入的精准化,从而促进农业生产效率提升和资源配置优化,大幅度降低农业生产成本,提高农产品生产的质量和效益。智慧农业需要三大技术群作为发展的基石,包括以生物大数据为代表的现代生物技术、以人工智能和物联网为代表的前沿数字技术和以农业智能机器人为代表的智能农机装备技术1 2。高等农科教育具有内容的特殊性,通过形象、完整、系统的知识展示才能激发学生的多感官参与和具象化的知识建构,从而提升教与学的效果。传统纸本教材静态的资料展示已无法满足农科教育的跨学科和混合式教学的需求。基于知识图谱技术和A I技术构建的数字教材资源库将知识分解为相互关联的细颗粒知识单元,通过内部链接和外部链接构建跨学科融合的知识系统,有助于培养具有跨学科视野和较强创新能力的复合型农林人才,数字教材建设是适应智慧农业发展趋势和培养通专结合的复合型人才的必要措施和有效路径。2.绿色农业是农业发展模式向内涵式和绿色化转型的重要趋势,是缓解农业生态环境和土地资源约束压力、满足绿色健康农产品需求的发展模式变革农业粗放式发展导致农业面源污染、耕地质量下降和生态系统破坏等问题,传统农业发展模式向内涵式可持续发展转型迫在眉睫。然而,绿色农业发展面临农业科技创新能力不足、绿色产业理念落后、绿色农业融资困难、绿色农产品质量标准不统一和价格体系不完善等发展困境,亟待培养一大批具备专业技术知识、生态文明素养和先进管理经验的新型农林人才,从技术支持、理念推广、贷款扶持和政策完善等多个方面加快推进绿色农业发展步伐。绿色农业要求培养科学技术知识、生态文明素养和实践应用能力兼容并备的农林人才。数字教材凭借具身化的情景模拟使学生沉浸式体验农业生态循环系统,如借助数字教材可在虚拟空间中亲身体验植物生长的阶段特征、生态环境对植物生长的重4 5 要作用以及植物生长对生态系统施加的影响,通过仿真模拟方式让学生体验外部细微变化对生态系统造成的连锁影响,从而加深对抽象理论和复杂系统的认知,提升学习实效。数字教材为学生提供丰富、灵活、互动的学习体验,以其跨学科的知识体系构建、自适应资源推荐和多元学习资源呈现形式,为新型农林人才培养模式创新提供新路径。3.多元农业经营主体是农业经营主体转型的重要趋势,需要培养一批懂技术、懂经营、懂管理、懂营销的农业全产业链的经营管理人才中国“大国小农”土地资源分布状况决定了中国既不能照搬规模化经营的农业现代化道路,也亟待扭转土地经营细碎化、非农化和非粮化的趋势,必须走出一条具有中国特色的中国式农业现代化道路。土地三权分置制度创新改变了农业生产经营主体,不同经营主体在农地利用、资源配置方式和生产效率上存在差异化的行为特征和经营逻辑。在较长的时期里,中国将长期存在小农户、新型家庭农场、资本农场以及农业社会化服务组织等多元农业生产主体并存局面。在多元农地经营主体背景下,应适应不同主体的农地经营逻辑,达到农地的最佳规模经营,不断降低农业的单位生产成本,提高劳动和资本要素的投入效率。农业经营主体多元化要求高等农科教育应培养既懂农业技术又懂经营管理和市场状况的文理融通人才。未来农科教育不能局限于课堂教学场景,而是涉及实验室实验场景、经营管理场景、实践实习场景等多个教学场景。数字教材提供跨功能、跨场景的个性化教学服务领域,借助A R、V R、人工智能和人机接口等技术让学习者深层次嵌入于学习体验和知识建构过程,并向技能训练、团队协作、创新实践和反馈评价等领域扩展1 3。数字教材以其多模态知识结构和跨学科的知识组合,通过文本、图像、音频和视频形态知识资源的交互式、跨模态的生成,基于问题和场景产生的策略生成、情景模拟乃至虚拟学伴的生成,赋能农科人才的知识理解、技术掌握和实践能力提升,进而培养具备融合多领域技能和概念、理解复杂场景、解决复杂问题和提出创造性解决方案的高层次农林人才。4.产业融合是未来农业产业链转型升级的重要趋势,也是产业兴旺的关键基础产业融合需要培育大量具有专业技能和创新能力的新型经营主体,并在各主体之间形成利益联结机制。新时代农科教育要面向国家经济发展主战场,从研究高深知识的“象牙塔”转向抢抓世界农业科技前沿的“科研站”和服务国家乡村振兴等重大战略的“服务站”。传统农业长期面临产业关联度低、产业链条短、资源配置不合理和产业附加值偏低的困境,又叠加农村空心化、农民老龄化和极端天气频发等问题,产业融合发展成为破解农业高质量发展困境的重要途径。随着城乡融合发展格局的形成和优质资源在城乡间的双向流动,未来农业将突破传统农业的发展边界。通过农业与第二、三产业的产业链融合和先进技术要素的渗透,农业产业链将以农业为载体、以信息技术为支撑、以技术创新和金融服务为引领不断向中上游科技企业、下游加工和营销企业以及相关辅助关联产业延伸,农业生产表现出典型的规模化、精细化、智能化经营模式。传统农业学科结构相对封闭和单一,难以适应产业融合趋势下现代农业的新业态、新产业和新模式,传统农科人才培养机制也不能适应具备系统性思维和整体性思考来解决综合性、复杂性问题的人才需求。农业学科呈现出外延拓展和交叉融合趋势,亟待突破已知学科边界和单一学科壁垒,融会、交叉多个学科生成新学科和新专业,以解决可持续、粮食安全和智慧农业等新生综合性农业问题1 4。产业融合趋势要求农科人才必须具备多学科知识背景和多层次能力体系。2 0 2 3年第5期(第2 4卷 总第1 7 5期)中国农业教育C H I N AA G R I C U L T U R A LE D U C A T I O NN O.52 0 2 3(V o l.2 4G e n e r a l,N o.1 7 5)第5期吴春燕,刘金典:教育数字化赋能高校农科教育数字教材建设的路径探析 4 6 数字教材有助于培养科学素养与人文素养融通、专业技能知识与实践应用能力融通、学科技术夯实与跨学科综合能力融通、通用能力和特定专业技能融通的卓越农林人才。(二)数字教材建设赋能高等农科教育的创新路径农业是国民经济发展的基础产业,高等农业教育高质量发展事关农业强国建设目标和中国式农业现代化的顺利实现。为应对高等农林教育发展的深层次问题和严峻挑战,加快振兴高等农林教育和服务国家农业强国建设,新农科建设成为国家拔尖农林人才培养的重要路径。新农科建设以“四个面向”作为核心任务,以培养满足“四个面向”的新型农林人才作为核心理念,是高等教育的培养模式、教育理念和课程体系的深刻变革1 5。教材是教育的重要基础要素,“新农科”建设背景下农科数字教材既要满足时代发展对新型农业人才培养的要求,又要体现数字时代教育教学特征。1.农科数字教材建设应围绕立德树人根本任务高等农科数字教材要围绕立德树人根本任务,深度融入社会主义核心价值观和时代精神,激发其“知农、爱农、强农、兴农”的“三农”情怀,培养学生服务“新农业、新农村、新农民、新生态”的理想信念。高等农科数字教材建设应担当起培养新时代服务现代农业的学术精英、创新创业技术领军人才和社会发展管理人才的历史重任,为中国式农业农村现代化和农业强国建设提供重要支撑。2.农科数字教材建设应遵循农科人才培养规律高等农林教育作为高等教育的特色类型,不论是人才培养定位、办学模式,还是教学内容、教学方法等均有自身的特点和规律。因此,农科数字教材建设应彰显农林教育的特征和底色,基于农科人才的培养规律构建数字教材赋能高等农科教育的创新路径。其一,农科数字教材应以前沿性知识内容和人机协同的教学环境赋能学生具身化学习体验和心理联通。农科数字教材建设要注重知识内容的前沿性和引领性,持续追踪并实时更新农业科学技术的新理念、新思路和新方法,为学生提供紧跟世界农业科技发展前沿的新理念、新技术和新内容。数字技术在农业领域的广泛应用掀起农业生产和经营管理的数字革命,催生了数字农业和智慧农业等新业态和新模式。借助互联网、大数据、物联网和人工智能技术构建的农业大数据平台和智能化操作终端,农业生产能够实现生产过程的自动化和可视化,以及监管过程的精细化、全程化和智能化。农科数字教材也应主动适应农业领域正在发生的革命性变革,重构农科教育的知识体系和学科边界,革新数字教材的知识组织架构和呈现形式,融合物理环境和虚拟环境创设人机协同的数字化教学情境,为培养并跑乃至领跑世界农业科技发展前沿的农科人才提供教学资源的基础性支撑。其二,农科数字教材建设应遵循教学模式数字化转型和复合型人才培养的新趋势。农科数字教材建设需适应学生探究式、交互式和实践式知识建构和能力内化的新形式,同时配合教师的启发式教学、研讨式教学和情景化教学等新模式,赋能学习者的深度学习、高阶思维和能力培养以及知识的系统建构和有效生成。农科教育具有鲜明的应用实践特色,亟待从课堂和实验室走向田间地头和产业发展的生动实践,农科教育应充分推动理论教学、实践教学和虚拟仿真等多模式有机融合的教学生态,培养学生的知识体系构建、能力素质提升和学科素养养成。数字教材的延展性强,可以根据培养需要对课程资源进行实时更新,通过联通虚实空间和融通线上线下资源拓展教学空间,提高信息共享效能,人工智能技术在数字教材中的应用引领教4 7 材走向知识智能推荐和内容交互式生成的新时代,从而满足学生多层次和个性化的学习需要,激发学生的研究志趣、探索欲、创造力和批判精神。数字教材知识获取的便捷性和内容资源的丰富性,有助于学生形成更开阔的视野和多元化的见解。其三,农科数字教材建设要充分体现学科交叉和产学研协同创新。农科数字教材应以学科交叉推动传统农科与生物技术、人工智能等相关学科知识的跨界融合,通过产学研协同创新重构教材的内容体系、呈现形式和多学科交融特征。农科数字教材的知识内容组织应纳入多学科交叉的结构化知识体系,将异质性、跨学科、碎片化的知识有效建构为“形散神不散”的农科知识体系。农科数字教材要更好地适应社会发展和农业产业高质量发展对知识综合化、素质多元化和能力多样化的复合型卓越农林人才的新需求,满足国家对“厚基础、宽口径、跨学科”人才的培养需求。在课程体系和教材内容设计上要充分体现学科交叉,在学科基础知识上融入多学科领域的研究前沿和发展趋势。因此,数字教材建设是一流人才培养和新农科建设中教材改革的重点方向,应充分把握未来农业的发展趋势和主要特征,构建彰显农科特色的“大国三农”数字教材体系,以及交叉融合、复合贯通的“新农科”知识体系。3.农科数字教材建设应满足不同类型农科人才的培养需求“卓越农林人才教育培养计划”通过分类农科人才培养开展模式试点和创新,三类农科人才分别包括“拔尖创新型”“复合应用型”和“实用技能型”。在不同类型人才培养目标下,数字教材应结合不同类型人才培养目标和培养模式特点,构建适宜的数字教材体系以适应不同类型、不同层次、不同就业导向的人才培养需要。普通高等教育本科教材管理办法(简称 办法)提出,要围绕不同定位、不同类型学校的办学层次和办学目标,编写适应本类型学校的优秀教材。办法 为数字教材建设的分类编制和高质量发展提供制度保障。因此,为满足分类型卓越农林人才培养需要,高校应发挥教师队伍在数字教材编制中的创造力,编制的农科数字教材体系应高度契合不同类型农科人才的能力体系和培养方向,通过培养大批“懂农业、爱农村、爱农民”的卓越农林人才,加快农业强国建设。4.农科数字教材建设应推进农科教育与数字技术深度融合数字教材不仅是教师开展教学的“教”材,也是学生开展自主化、个性化学习的“学”材。数字教材建设要体现数字赋能思维,坚持以学生为中心,以知识的有效建构为目标,将传统学科知识与前沿数字技术有机融合,从而充分挖掘数字教材的知识传授、能力培养和价值塑造功能。数字技术的应用颠覆了课堂教学模式,要适应数字时代课堂教学的范式转变,数字教材编制要突破原有的教材属性。一是数字教材的内容呈现方式由线性化、单一化、封闭性向网络化、多媒体化和开放性转变。农林高校应突出学科特色,整合优势资源,构建多元化、动态化、多模态、开放性的数字教材资源库。二是数字教材由静态向动态转型。数字教材将富媒体资源如音频、视频、动画融入教材中,通过内部链接和外部链接构建具有动态化和交互性的学习环境,极大打破传统教材的局限。三是数字教材由点线向立体发展转变。数字教材的作用与以往不同,不再是被动的静态知识载体,而是随着教学过程而不断丰富和改进的动态知识系统,以及具备在线存取、定制化、个性化、自适应的教学资源体系。四是数字教材应支持数智驱动的个性化学习。数字教材的知识组织方式遵循从低阶到高阶的基本规律,能较好地适应不同层次学习者的多元化、多层次的学习需求。通过对学习者的历史数据和过程数据进行的数据挖掘分析和用户画像,依据学习者的学习基础、学习习惯和学习方法推荐个性化的数字资2 0 2 3年第5期(第2 4卷 总第1 7 5期)中国农业教育C H I N AA G R I C U L T U R A LE D U C A T I O NN O.52 0 2 3(V o l.2 4G e n e r a l,N o.1 7 5)第5期吴春燕,刘金典:教育数字化赋能高校农科教育数字教材建设的路径探析 4 8 源,更精准的把握学习者的最近发展区,促使学习者的知识和能力获得增量提升。参考文献1 余宏亮,王润.数字教材体系:价值意蕴、结构要素与建构路向J.全球教育展望,2 0 2 2(1 1):6 0 6 8.2 闫君子,张家军.数字教材的概念诠释与功 能 剖 析 J.教 育 科 学 研 究,2 0 2 2(4):4 7 5 2.3 石娟,石鸥.数字教材的多维样态与开发逻辑J.教育科学,2 0 2 3(1):5 0 5 5.4 罗英,徐文彬.数字时代教师教材理解的范式转换J.课程教材教法,2 0 2 1(1 2):1 1 1 8.5 江波,杜影,顾美俊.智能教材研究综述J.开放教育研究,2 0 2 2(3):3 9 5 0.6 袁振国.数字化转型视野下的教育治理J.中国教育学刊,2 0 2 2(8):1 6.7 佐藤学.2 1世纪学校改革的方向J.人民教育,2 0 1 4(1):3 1 3 5.8 郭文革,等.教育数字化战略行动枢纽工程:基于知识图谱的新型教材建设J.中国远程教育,2 0 2 2(4):1 9.9 李锋,盛洁,黄炜.教育数字化转型的突破点:智能教材的设计与实现J.华东师范大学学报(教育科学版),2 0 2 3(3):1 0 1 1 0 9.1 0 王玉龙.数字化时代高职院校教材建设的逻辑、特征与策略J.职教论坛,2 0 2 2(8):4 1 4 7.1 1 王润,余宏亮.数字教材评价的指标体系与观测要领J.教育研究与实验,2 0 2 2(2):7 7 8 2.1 2 郑倩,李鹏云,周迪.基于文献计量学的智慧农业研究现状及趋势分析J.华中农业大学学报,2 0 2 3(3):2 9 3 8.1 3 林清超,等.教育新基建时代数字教育资源的建设方向与发展路径J.电化教育研究,2 0 2 1(1 1):4 8 5 41 4 曲瑛德,李珊.转型与发展:构建新时代农科高等教育体系的路径探讨J.中国农业大学学报,2 0 2 2(1 1):3 1 7 3 2 6.1 5 代凡也.系统构建新农科高质量建设体系J.中国高等教育,2 0 2 2(2 3):4 3 4 5.(责任编辑:李良木)E x p l o r i n g t h eP a t ho fD i g i t a lE d u c a t i o nE m p o w e r i n g t h eC o n s t r u c t i o no fD i g i t a lT e x t b o o k s f o rA g r i c u l t u r a lH i g h e rE d u c a t i o nWUC h u n y a n,L I UJ i n d i a n(N o r t h w e s tA&FU n i v e r s i t y,Y a n g l i n g7 1 2 1 0 0,C h i n a)A b s t r a c tT h ed i g i t a l i z a t i o no f e