前言

选择“中小学数字教材：系统设计、应用策略及行为数据分析”作为研究课题，是受一种使命的驱使，这种使命感源于笔者在“数字教材”和“教师教学行为大数据分析”方面多年研究的切身经历。笔者自 2012 年起参与我国第二代数字教材的研发、应用和落地工作，并在珠海市建立起我国首个数字教材应用研究基地。相关的“基于数字教材的教师动态生成性行为数据采集模型与行为模式研究”入选了广东省哲学社会科学“十四五”规划 2021 年度一般项目；“粤教云数字环境下教师群体协同交互研修的策略研究”入选了全国教育信息技术“十三五”重点课题，均获得了资助。目前已研发出以数字教材为核心的课程教学产品，并于 2020 年初启动了“数字教材创新应用研究项目”，为珠海市、宁夏回族自治区等 149所试点学校提供课程改革实践的抓手。

中小学数字教材作为承载国家意志、落实国家教育根本任务和系统性反映课程标准要求的核心课程资源，是优秀资源整合与先进技术的体现。广东省率先于 2013 年与人民教育出版社合作启动数字教材应用研究试点项目，2018 年启动了“广东省义务教育阶段国家课程数字教材全省覆盖应用工程”，成为全国首个给基础教育师生普及数字教材的省份。2019 年 12 月，数字教材被写入新出台的《中小学教材管理办法》，标志着国家从政策层面将数字教材纳入规范化管理范畴。2020 年，数字教材在教育部课程教材发展中心、课程教材研究所的基础教育课程教学改革示范区中开展示范性应用。

数字教材是优质数字教育资源中最为基础、核心的内容，在国家课程数字教材规模化应用的基础上，挖掘隐藏在数字教材应用数据背后的教师行为特征对于提升教师专业发展能力具有重要价值。本研究以笔者研究和实践的历程为主线，以教学设计理论、首要教学原理、多媒体学习认知理论为指导，从数字教材的发展历程和意义、数字教材课程云平台的系统设计、中小学课堂教学应用模式和应用效果分析、教师动态生成性行为数据采集模型与行为模式分析等方面开展研究。本书从理论到实践的主要内容如下：

第一，设计并开发了基于数字教材的课程云平台支撑系统。从教育信息化应用的角度分析目前数字教材在设计上存在的矛盾，包括数字教材的核心价值与多样化需求的矛盾、数字教材的文本结构与应用理念的矛盾、数字教材技术应用与教材管理之间的矛盾。基于融合应用理念，提出通过强化核心资源特征，建设以数字教材为核心的教学应用系统（包括终端）和加强数字教材与其他数字资源之间的互联互通等设计改进策略，以此提高数字教材对教学应用实践的支持力度，结合实际调研和实践，研发了新一代数字教材系统。

第二，数字教材服务于中小学课堂教学的应用策略。针对数字教材及配套数字教育资源规模化应用到课堂教学的特定场景，从不同学科、不同学段的学习者特征角度探索数字教材所发挥的作用，对数字教材服务于课堂教学应用的策略进行研究。关注应用过程中的动态生成性行为数据的采集，为教师的应用行为分析提供数据支持。

第三，构建基于数字教材的教师动态生成性行为数据的采集模型，开展行为模式挖掘研究。研究重点涉及小学教师在数字教材使用过程中的行为特点和内涵特征，提出基于数字教材的教师动态生成性行为数据的采集方法，构建基于情境感知的动态生成性行为数据采集模型，采用基于教师动态生成性行为数据的频繁序列模式挖掘方法和聚类分析算法以总结教师行为模式，并在此基础上完成基于数字教材的教师动态生成性行为数据采集与分析系统的开发，最后对分析系统的应用效果进行评估，以促进教师的专业发展。

本书的主要工作实践与研究内容源于笔者在北京师范大学的博士后研究课题。笔者的博士后合作导师北京师范大学刘臻教授、李玉顺教授、余胜泉教授对本研究给予了热心的帮助。本书出版于笔者在澳门城市大学教育学院工作期间，澳门城市大学彭俊博士为本书的修订提供了极为出色的专业支持。本书的出版得到了澳门科学技术发展基金项目“澳门中小学智能学习系统与远像光屏学习机及其关键技术研究”的支持。本书也凝聚了多位一线教师和教育工作者的心血，在此一并深表谢忱。由于工作量大，作者水平有限，书中难免有不妥、疏漏之处，望广大读者不吝赐教。

代毅
2024 年 11 月于澳门