吳永和， 何 超， 楊 瑛， 馬曉玲， 余云濤， 劉曉丹， 祝智庭

（1.華東師范大學(xué) 開(kāi)放教育學(xué)院及上海數(shù)字化教育裝備工程技術(shù)研究中心，上海 200062；2.中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院，北京 100176；3.華東師范大學(xué) 信息學(xué)系，上海 200062；4.華東師范大學(xué) 教育信息技術(shù)學(xué)系，上海 200062）

0 引 言

2013年11月28—29日，在上海舉辦的“教育信息化暨電子課本與電子書(shū)包標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用國(guó)際論壇”，共探電子課本與電子書(shū)包標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用的研究與發(fā)展之路，一體化推進(jìn)“標(biāo)準(zhǔn)研制—產(chǎn)業(yè)發(fā)展—教育應(yīng)用”發(fā)展新模式［1］.30日，全國(guó)電子課本與電子書(shū)包標(biāo)準(zhǔn)專(zhuān)題組（以下簡(jiǎn)稱(chēng)專(zhuān)題組）召開(kāi)了第八次工作會(huì)議，已有3項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)在研，5項(xiàng)國(guó)標(biāo)立項(xiàng)，3項(xiàng)CELTS立項(xiàng)和開(kāi)展教育應(yīng)用類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)研制，并開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)示范應(yīng)用［2］.電子書(shū)包研究和應(yīng)用取得一些成果.但是，在電子書(shū)包發(fā)展過(guò)程中還存在著一定的困難，主要體現(xiàn)在：市場(chǎng)缺乏標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范電子書(shū)包產(chǎn)品；還有較多的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題在困擾著電子書(shū)包推廣；電子書(shū)包的教育應(yīng)用是一種全新的嘗試，還沒(méi)有一種比較好的教育應(yīng)用模式可供教師采用，需要?jiǎng)?chuàng)新應(yīng)用.本文將從技術(shù)和應(yīng)用層面著重研究電子書(shū)包的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用創(chuàng)新.

1 電子書(shū)包研究框架

電子書(shū)包是一復(fù)雜系統(tǒng)，需要一個(gè)清晰的模型框架來(lái)指導(dǎo)其研究.吳永和等從標(biāo)準(zhǔn)研究、產(chǎn)業(yè)發(fā)展與教育創(chuàng)新的視角研究了電子課本的生態(tài)發(fā)展、融合和產(chǎn)業(yè)模式等問(wèn)題，給出電子課本研究框架圖，提出了生態(tài)觀、融合觀和產(chǎn)業(yè)觀等觀點(diǎn)［3］；在前期研究的基礎(chǔ)上新增“實(shí)踐觀”，構(gòu)建了電子書(shū)包的理論與實(shí)踐研究框架圖［4］.基于以上的研究框架，對(duì)電子書(shū)包的標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)和應(yīng)用，將從如下三個(gè)方面考慮.

1.1 利益相關(guān)者分析

從標(biāo)準(zhǔn)研制、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和教育應(yīng)用等三個(gè)過(guò)程和層面出發(fā)，考慮其利益相關(guān)者（stakeholder）關(guān)系.利益相關(guān)者是指一個(gè)實(shí)體（人、組織等）與電子書(shū)包存在教育、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)或道德方面的利益關(guān)系，或者在電子書(shū)包中執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)功能，即在研制生產(chǎn)和應(yīng)用電子書(shū)包中，要考慮每一個(gè)利益相關(guān)者，如內(nèi)容提供者、出版社、技術(shù)提供商、服務(wù)提供者、銷(xiāo)售商、用戶(hù)、教育監(jiān)管者和研究者等.其中用戶(hù)包括學(xué)生、教師、家長(zhǎng)和學(xué)校等.圖1所示是電子書(shū)包的三個(gè)層面的利益相關(guān)者與所涉及內(nèi)容的關(guān)系圖.

在標(biāo)準(zhǔn)研制層面，專(zhuān)題組召集成員單位成立標(biāo)準(zhǔn)專(zhuān)題項(xiàng)目組，包括內(nèi)容提供者、出版社、技術(shù)提供商、服務(wù)提供者，調(diào)研學(xué)校、教師和學(xué)生等用戶(hù)的教育需求，研制總體架構(gòu)、電子課本、學(xué)習(xí)終端、虛擬學(xué)具、學(xué)習(xí)服務(wù)等五類(lèi)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和服務(wù)質(zhì)量與管理、教育應(yīng)用規(guī)范等.

圖1 電子課本與電子書(shū)包的利益相關(guān)者關(guān)系圖Fig.1 Relation of stakeholders from e－Textbook and e－Schoolbag

在產(chǎn)業(yè)發(fā)展層面，內(nèi)容提供者、出版社、技術(shù)提供商、服務(wù)提供者等根據(jù)所研制的標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)電子課本、學(xué)習(xí)終端、虛擬學(xué)具、學(xué)習(xí)服務(wù)系統(tǒng)和服務(wù)質(zhì)量與管理系統(tǒng)的產(chǎn)品，研究者參與并根據(jù)研究成果及時(shí)給予有效指導(dǎo).在研制和完善產(chǎn)品中，發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)不足之處，即提交給專(zhuān)題項(xiàng)目組修訂完善.

在教育應(yīng)用層面，學(xué)校、教師、學(xué)生、家長(zhǎng)和教育監(jiān)管者等用戶(hù)應(yīng)用各廠商所提供了產(chǎn)品和方案組織教學(xué)和學(xué)習(xí)，相關(guān)企業(yè)將提供第三方服務(wù).各用戶(hù)開(kāi)展教育創(chuàng)新示范，探索示范的教學(xué)（學(xué)習(xí)）模式、方法和建議，并逐步推廣應(yīng)用；其在教育應(yīng)用過(guò)程中有新的教育需求，將反饋給廠商和專(zhuān)題組，廠商及專(zhuān)題組根據(jù)反饋的建議將完善升級(jí)相關(guān)產(chǎn)品和標(biāo)準(zhǔn).

1.2 電子書(shū)包的標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)與應(yīng)用的關(guān)系

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用創(chuàng)新的三者關(guān)系如圖2所示.首先從技術(shù)層面考慮，分別有技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)來(lái)支撐電子書(shū)包發(fā)展，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并帶動(dòng)教育應(yīng)用；其中技術(shù)重點(diǎn)關(guān)注關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)；而標(biāo)準(zhǔn)關(guān)注技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用規(guī)范，來(lái)示范指導(dǎo)應(yīng)用創(chuàng)新；應(yīng)用創(chuàng)新作為其最終的服務(wù)目標(biāo).

1.3 電子書(shū)包系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)的關(guān)系分析

電子書(shū)包系統(tǒng)包括學(xué)習(xí)終端、電子課本、虛擬學(xué)具、學(xué)習(xí)服務(wù)（平臺(tái)）等部分，所要研究的整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)與這四個(gè)部分緊密相聯(lián)，其關(guān)系如圖3所示.標(biāo)準(zhǔn)涉及電子課本、學(xué)習(xí)終端、虛擬學(xué)具、學(xué)習(xí)服務(wù)等部分標(biāo)準(zhǔn)，此外，還有體系架構(gòu)、服務(wù)質(zhì)量與管理以及教育應(yīng)用等方面規(guī)范需要考慮，具體內(nèi)容將在第2節(jié)闡述.關(guān)鍵技術(shù)涉及電子課本、學(xué)習(xí)終端、虛擬學(xué)具、學(xué)習(xí)服務(wù)等部分技術(shù).又因電子書(shū)包系統(tǒng)主體是通過(guò)集成方式實(shí)現(xiàn)的，因此還需要考慮系統(tǒng)集成創(chuàng)新技術(shù)，具體內(nèi)容將在第3節(jié)闡述.

圖2 電子課本與電子書(shū)包的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用創(chuàng)新的關(guān)系圖Fig.2 Relation between standards，key technology，education innovation and e－Textbook and e－Schoolbay

圖3 電子書(shū)包系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、關(guān)鍵技術(shù)的關(guān)系圖Fig.3 Relation between standards，key technology and an e－Schoolbag system

2 電子課本與電子書(shū)包標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

2.1 電子課本與電子書(shū)包標(biāo)準(zhǔn)狀況

目前，《電子課本與電子書(shū)包總體框架標(biāo)準(zhǔn)》、《電子課本信息模型規(guī)范》和《電子書(shū)包終端規(guī)范》已完成國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)工作；《電子課本與電子書(shū)包術(shù)語(yǔ)規(guī)范》、《電子課本與電子書(shū)包引用組譜規(guī)范》、《電子課本元數(shù)據(jù)規(guī)范》、《虛擬學(xué)具分類(lèi)規(guī)范》、《虛擬學(xué)具描述規(guī)范》等5項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)完成了草案的編寫(xiě)工作，已申報(bào)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)［2］；教育應(yīng)用類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量管理方面標(biāo)準(zhǔn)在著手開(kāi)展研制.在國(guó)外，ISO／IEC JTC1 SC36、IMS、IPDF等相關(guān)國(guó)際組織以及英、法、日、韓、俄等國(guó)家也關(guān)注電子課本標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展等.其中ISO／IEC JTC1 SC36開(kāi)展研制電子課本國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目ISO／IEC18120，已形成技術(shù)報(bào)告建議草案PDTR版本［5］；IPDF將電子書(shū)ePub3.0標(biāo)準(zhǔn)提交到ISO／IEC JTC1 SC34，已進(jìn)入發(fā)布程序.

目前的標(biāo)準(zhǔn)研究狀況為：吳永和（2011）從標(biāo)準(zhǔn)體系框架研究視角給出了電子課本與電子書(shū)包體系框架［6］，電子課本標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的研制提案［5］；顧小清等（2012［7］）從連接閱讀與學(xué)習(xí)的角度，給出了電子課本信息模型規(guī)范，傅偉等給出電子課本的內(nèi)容包裝設(shè)計(jì)［8］和內(nèi)容元數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)［8］；郁曉華等（2013［9］）研究了虛擬學(xué)具標(biāo)準(zhǔn)的研制現(xiàn)狀及其體系框架；雷云鶴等（2013［9］）提出虛擬學(xué)具標(biāo)準(zhǔn)的理論框架，形成虛擬學(xué)具分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)和描述標(biāo)準(zhǔn)兩個(gè)子標(biāo)準(zhǔn)草案；錢(qián)冬明等（2012［10］）研究了電子書(shū)包終端標(biāo)準(zhǔn)；Syahrul Fahmy等（2012［11］）基于ISO 9126模型，提出了適用于電子書(shū)的軟件質(zhì)量評(píng)估模型，該模型可作為電子課本軟件質(zhì)量評(píng)價(jià)的參考模型；Christian M.Stracke描述了效應(yīng)測(cè)量的評(píng)價(jià)框架，并展現(xiàn)了該框架在ARISTOTELE項(xiàng)目中的應(yīng)用［12］，對(duì)電子書(shū)包服務(wù)質(zhì)量和管理有參考價(jià)值；Bill McCoy提出了“智慧”電子課本的互操作性國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，并將第三代數(shù)字出版的應(yīng)用和發(fā)展?fàn)顩r情景化為信息通訊技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的可操作數(shù)字出版物［13］；FRIESEN探討了集成協(xié)作學(xué)習(xí)和交流的電子書(shū)包ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)和優(yōu)勢(shì)［14］.

這些標(biāo)準(zhǔn)方面論文的發(fā)表，推進(jìn)了各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的研制.但標(biāo)準(zhǔn)研究存在的問(wèn)題主要體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)研制周期性、核心標(biāo)準(zhǔn)突破、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接、標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際化等方面［3］.目前標(biāo)準(zhǔn)還不能完全支撐起整個(gè)產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展，還需要研制一批新標(biāo)準(zhǔn)以及應(yīng)用指南.

2.2 電子課本與電子書(shū)包標(biāo)準(zhǔn)體系

電子課本與電子書(shū)包標(biāo)準(zhǔn)體系核心由五個(gè)類(lèi)別的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、服務(wù)質(zhì)量與管理、教育應(yīng)用規(guī)范等組成.其中五類(lèi)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分別是：電子課本與電子書(shū)包總體架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)、電子課本標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)習(xí)終端標(biāo)準(zhǔn)、虛擬學(xué)具標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)習(xí)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)［6］.在整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體系中，體系架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)其他標(biāo)準(zhǔn)，服務(wù)質(zhì)量與管理從服務(wù)評(píng)測(cè)層面與其他標(biāo)準(zhǔn)關(guān)聯(lián)，而教育應(yīng)用規(guī)范是從應(yīng)用層面關(guān)聯(lián)到其他標(biāo)準(zhǔn)，如圖4所示.

圖4 電子課本與電子書(shū)包標(biāo)準(zhǔn)簇關(guān)系圖Fig.4 Relation of e－Textbook and e－Schoolbag

在第一階段的研制中，重點(diǎn)關(guān)注技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究.隨著電子課本與電子書(shū)包發(fā)展和應(yīng)用的深入，服務(wù)質(zhì)量與管理、教育應(yīng)用規(guī)范等提到日程中.目前進(jìn)入第二階段研究應(yīng)用層面的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，后文將重點(diǎn)闡述這二個(gè)系列標(biāo)準(zhǔn).

2.3 電子課本與電子書(shū)包標(biāo)準(zhǔn)組譜

電子課本與電子書(shū)包標(biāo)準(zhǔn)體系中各部分標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成該體系標(biāo)準(zhǔn)組譜，如表1所示.其中ETESBS標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)為專(zhuān)題組標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目編號(hào)，CELTS標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)為教育部教育信息化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目編號(hào).整個(gè)技術(shù)類(lèi)計(jì)劃將研制22項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，其中總體架構(gòu)5項(xiàng)、電子課本6項(xiàng)、電子書(shū)包終端3項(xiàng)、虛擬學(xué)具5項(xiàng)、學(xué)習(xí)服務(wù)3項(xiàng).服務(wù)質(zhì)量和管理類(lèi)規(guī)范計(jì)劃將考慮研制服務(wù)質(zhì)量和管理體系框架、服務(wù)質(zhì)量和管理信息模型規(guī)范、服務(wù)質(zhì)量和管理XML綁定規(guī)范和服務(wù)質(zhì)量和管理指南規(guī)范.教育應(yīng)用類(lèi)系列標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃將考慮研制電子書(shū)包的教育應(yīng)用體系框架規(guī)范、教育應(yīng)用信息模型規(guī)范、教育應(yīng)用建設(shè)規(guī)范、教育應(yīng)用裝配規(guī)范、教育應(yīng)用管理規(guī)范和教育應(yīng)用規(guī)范等.

表1 電子課本與電子書(shū)標(biāo)準(zhǔn)組譜Tab.1 Standard’s profile of e－Textbook and e－Schoolbag

下文將對(duì)標(biāo)準(zhǔn)組譜中標(biāo)準(zhǔn)部分作簡(jiǎn)要闡述.

2.3.1 總體框架標(biāo)準(zhǔn)

電子課本與電子書(shū)包總體框架標(biāo)準(zhǔn)是指電子課本與電子書(shū)包的總體性、框架性、基礎(chǔ)性的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，包括電子課本與電子書(shū)包體系中通用術(shù)語(yǔ)的統(tǒng)一、框架模型的定義以及標(biāo)準(zhǔn)間引用關(guān)系的說(shuō)明，并為電子課本與電子書(shū)包標(biāo)準(zhǔn)體系的應(yīng)用提供整體性指導(dǎo).包括總體框架、標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語(yǔ)、標(biāo)準(zhǔn)引用組譜、體系框架應(yīng)用指南等標(biāo)準(zhǔn).

2.3.2 電子課本標(biāo)準(zhǔn)

在電子課本的研究中，吸收目前已有的電子出版物格式標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)，解決電子課本內(nèi)容互操作問(wèn)題，在電子課本元數(shù)據(jù)定義、內(nèi)部結(jié)構(gòu)表征、媒體展現(xiàn)等方面引入教學(xué)特性.本標(biāo)準(zhǔn)將研發(fā)電子課本專(zhuān)用的，有利于規(guī)范和引導(dǎo)電子課本領(lǐng)域的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)及應(yīng)用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，指導(dǎo)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)、開(kāi)放的新一代電子課本.電子課本信息模型、電子課本內(nèi)容包裝規(guī)范及元數(shù)據(jù)、電子課本XML綁定及應(yīng)用指南等.此標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電子課本與電子書(shū)包的應(yīng)用推廣有著極其重要的作用.

2.3.3 學(xué)習(xí)終端標(biāo)準(zhǔn)

學(xué)習(xí)終端標(biāo)準(zhǔn)主要描述并界定電子課本與電子書(shū)包體系框架模型電子書(shū)包學(xué)習(xí)終端部分的要求，它以電子書(shū)包學(xué)習(xí)終端產(chǎn)品為出發(fā)點(diǎn)，基于用戶(hù)視角圍繞其教學(xué)特性和可靠、安全、易用、開(kāi)放等特性，結(jié)合廠商提案的和已有的規(guī)范，從硬件、操作系統(tǒng)和標(biāo)配軟件等方面規(guī)定電子書(shū)包學(xué)習(xí)終端應(yīng)滿足的要求，具體從技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則等方面展開(kāi).其主要包括三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：電子書(shū)包學(xué)習(xí)終端硬件標(biāo)準(zhǔn)、電子書(shū)包操作系統(tǒng)規(guī)范和電子書(shū)包學(xué)習(xí)終端標(biāo)配軟件規(guī)范.

2.3.4 虛擬學(xué)具標(biāo)準(zhǔn)

虛擬學(xué)具標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電子課本與電子書(shū)包體系框架模型中虛擬學(xué)具的要求，它對(duì)虛擬學(xué)具的分類(lèi)、描述、配置要求、聚合以及評(píng)測(cè)進(jìn)行規(guī)定.主要包括虛擬學(xué)具分類(lèi)規(guī)范、虛擬學(xué)具描述規(guī)范、虛擬學(xué)具裝配規(guī)范、虛擬學(xué)具聚合規(guī)范和虛擬學(xué)具測(cè)評(píng)規(guī)范五個(gè)標(biāo)準(zhǔn).

虛擬學(xué)具標(biāo)準(zhǔn)的制定有利于規(guī)范和引導(dǎo)虛擬學(xué)具領(lǐng)域的有效設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，指導(dǎo)虛擬學(xué)具在電子書(shū)包系統(tǒng)以及其他學(xué)習(xí)系統(tǒng)／平臺(tái)的高效應(yīng)用，契合數(shù)字學(xué)習(xí)的時(shí)代發(fā)展需要.

2.3.5 學(xué)習(xí)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)

學(xué)習(xí)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電子課本與電子書(shū)包體系框架模型中學(xué)習(xí)服務(wù)的概念、信息模型、接口與綁定規(guī)范等，解決相關(guān)學(xué)習(xí)服務(wù)互操作性問(wèn)題.主要包括學(xué)習(xí)服務(wù)總體規(guī)范、學(xué)習(xí)服務(wù)XML綁定和學(xué)習(xí)服務(wù)應(yīng)用指南三個(gè)標(biāo)準(zhǔn).

2.3.6 服務(wù)質(zhì)量與管理

電子書(shū)包的服務(wù)質(zhì)量和管理規(guī)范是為保障和提升電子書(shū)包系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量，對(duì)該服務(wù)質(zhì)量和管理進(jìn)行評(píng)測(cè)，并與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)教育服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行互操作.該規(guī)范涉及電子課本與電子書(shū)包各個(gè)部分，即綜合評(píng)測(cè)的電子書(shū)包系統(tǒng)的四個(gè)部分產(chǎn)品的服務(wù)質(zhì)量：終端、內(nèi)容、工具、服務(wù).教育應(yīng)用中服務(wù)質(zhì)量問(wèn)題也是一個(gè)核心內(nèi)容，涉及相關(guān)電子課本與電子書(shū)包的應(yīng)用環(huán)境；另外，還要考慮與網(wǎng)絡(luò)教育服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的互操作接口.該標(biāo)準(zhǔn)從技術(shù)、內(nèi)容、應(yīng)用等維度考慮.

2.3.7 教育應(yīng)用規(guī)范

該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是電子課本與電子書(shū)包在教育應(yīng)用過(guò)程的一些規(guī)范，它指導(dǎo)電子課本與電子書(shū)包在教育應(yīng)用.涉及電子課本與電子書(shū)包在學(xué)習(xí)者個(gè)人學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)校班級(jí)學(xué)習(xí)環(huán)境以及家庭與社會(huì)學(xué)習(xí)環(huán)境的建設(shè)、管理、配置和應(yīng)用.其中個(gè)人學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)校班級(jí)學(xué)習(xí)環(huán)境中規(guī)范是核心.應(yīng)從建設(shè)、管理、配置和應(yīng)用等方面研制相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范.

以上標(biāo)準(zhǔn)研制需要和現(xiàn)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、CELTS行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)際組織標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范關(guān)聯(lián).例如，電子課本與電子書(shū)包的服務(wù)質(zhì)量和管理規(guī)范與網(wǎng)絡(luò)教育服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)CELTS－35，以及ISO／IEC JTC1 SC36已頒布的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中“信息技術(shù)－學(xué)習(xí)、教育和培訓(xùn)－質(zhì)量管理、保證和度量”（Information technology－Learning，education and training－Quality management，assurance and metrics），包括“第1部分：一般探討”（Part 1：General approach，ISO／IEC19796－1：2005）和“第3部分：參考方法和度量”（Part 3：Reference methods and metrics，ISO／IEC19796－3：2009）.

3 電子課本與電子書(shū)包關(guān)鍵技術(shù)

3.1 電子課本與電子書(shū)包關(guān)鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀

關(guān)鍵技術(shù)涉及電子書(shū)包的硬件、軟件和內(nèi)容等方面，其中硬件涉及學(xué)習(xí)終端，軟件涉及虛擬學(xué)具和學(xué)習(xí)平臺(tái)，內(nèi)容涉及電子課本.因電子書(shū)包要構(gòu)建一個(gè)有效應(yīng)用環(huán)境，這樣需要集成創(chuàng)新技術(shù).

在硬件終端方面，Jennifer Colegrove分析了觸摸屏、電紙書(shū)和OLED顯示技術(shù)［15］；胡海明提出了系統(tǒng)服務(wù)實(shí)現(xiàn)的框架與方法及學(xué)習(xí)中心與客戶(hù)端的設(shè)計(jì)方法［16］.

在電子課文方面，James M.Laffey運(yùn)用3D虛擬學(xué)習(xí)技術(shù)與整合教學(xué)目標(biāo)的游戲機(jī)制與策略，討論了面向基于3D VLE與教育游戲的電子課本2.0的框架之潛力，使學(xué)習(xí)變得可視化與可分析［17］；Tore Hoel建構(gòu)了一種框架模型用以協(xié)調(diào)學(xué)習(xí)、教育與培訓(xùn)中的電子課本的需求與形式設(shè)計(jì)，即國(guó)際利益相關(guān)者的立場(chǎng)與背景概括框架［18］.

在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)方面，基于已有標(biāo)準(zhǔn)（顧小清等［7］，2011）、用戶(hù)體驗(yàn)（左美麗等［19］，2012）、嵌入式Linux（陳雷等［20］，2008）、ACE（羅威等［21］，2012）、S3C2410（杜軍［22］，2010）等不同的角度對(duì)電子課本與電子書(shū)包進(jìn)行設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)與研究.還有，互動(dòng)式電子課本學(xué)習(xí)系統(tǒng)研究（Heather Moorefield－Lang，2013［23］）和設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)（Yueh－Min Huang等，2012［24］；Bryce Jassmond，2013［25］；Cheolil Lim，2011［26］）.

在軟件版權(quán)保護(hù)方面，大部分學(xué)者主要是從電子課本與電子書(shū)包在使用過(guò)程中遇到的問(wèn)題出發(fā)，探討保護(hù)版權(quán)所有者等利益相關(guān)者的策略和技術(shù).其中，Meredith Morris－babb等（2012［27］）在調(diào)查當(dāng)前教材使用情況的前提下，對(duì)開(kāi)放訪問(wèn)教材即電子版教材的版權(quán)作出了評(píng)論；英國(guó)聯(lián)合信息系統(tǒng)（Joint Information Systems Committee，JISC）的“國(guó)家電子書(shū)觀測(cè)站項(xiàng)目”（National E－Books Observatory Project［28］）研究了相關(guān)版權(quán)問(wèn)題，并給出了建議和策略；葛鑫分析了電子課本在數(shù)字版權(quán)管理方面的特殊需求，并基于Marlin DRM技術(shù)針對(duì)性的設(shè)計(jì)了一套DRM解決方案［29］.

以上這些技術(shù)可根據(jù)其解決的問(wèn)題分為電子書(shū)包終端技術(shù)、電子書(shū)包內(nèi)容技術(shù)、電子書(shū)包應(yīng)用軟件技術(shù)以及電子書(shū)包服務(wù)平臺(tái)技術(shù).目前還缺乏系統(tǒng)性研究電子書(shū)包的關(guān)鍵技術(shù).

3.2 電子書(shū)包終端關(guān)鍵技術(shù)

3.2.1 終端顯示技術(shù)

終端顯示技術(shù)的任務(wù)是根據(jù)人的心理和生理特點(diǎn)，采用適當(dāng)?shù)姆椒ǜ淖児獾膹?qiáng)弱、光的波長(zhǎng)（即顏色）和光的其他特征，組成不同形式的視覺(jué)信息呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者.目前，電子書(shū)包顯示技術(shù)可根據(jù)設(shè)備是否自身發(fā)光分為兩類(lèi)：發(fā)散型顯示設(shè)備和反射型顯示設(shè)備.發(fā)散型顯示設(shè)備主要包括LCD和CRT等，其耗電量較高，長(zhǎng)期使用容易眼疲勞.反射型顯示設(shè)備主要為電子紙技術(shù)，其顯示效果完全可以媲美普通紙質(zhì)印刷品，但是在彩色及視頻動(dòng)畫(huà)顯示方面有很大的不足.理想的電子書(shū)包顯示技術(shù)應(yīng)該具有不傷視力、堅(jiān)固耐摔、低能耗、低成本等特點(diǎn)，支持彩色和多媒體播放，并具有較高的閱讀體驗(yàn).

未來(lái)的新型顯示技術(shù)將趨向于顯示質(zhì)量不斷提高、分辨率增加、顯示更加逼真，透明顯示、柔性顯示技術(shù)將不斷涌現(xiàn).新型顯示技術(shù)在健康、綠色、環(huán)保、舒適度等方面將得到較高提升，立體顯示技術(shù)應(yīng)用探索將突破.可穿戴式設(shè)備可能將成為電子書(shū)包終端的選擇之一.

因此，電子書(shū)包的顯示技術(shù)影響學(xué)習(xí)者在不同學(xué)習(xí)環(huán)境學(xué)習(xí)中的學(xué)習(xí)，其作為整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)亟需突破.

3.2.2 電池技術(shù)

電子書(shū)包的一個(gè)重要應(yīng)用情景是課堂學(xué)習(xí)，其學(xué)習(xí)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng).為保障學(xué)習(xí)活動(dòng)的正常進(jìn)行，電子書(shū)包電池的續(xù)航能力是電子書(shū)包的一個(gè)重要性能指標(biāo).圍繞續(xù)航能力、安全性的提高，電池技術(shù)采用了節(jié)能處理器、軟件算法等；同時(shí)適應(yīng)可穿戴式設(shè)備的快速發(fā)展，階梯式電池技術(shù)使得電池續(xù)航時(shí)間更長(zhǎng)，電池還可以制作出各種形狀.

因此，大容量、輕便、低成本的電池技術(shù)對(duì)于電子書(shū)包應(yīng)用是一個(gè)極其重要的關(guān)鍵技術(shù).

3.2.3 人機(jī)交互技術(shù)

學(xué)習(xí)終端界面滿足學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)需求和特征，如針對(duì)不同年齡，學(xué)習(xí)終端的界面尺寸不同，學(xué)前兒童的、小學(xué)學(xué)生的、初中學(xué)生的、高中學(xué)生的不一樣.

人機(jī)交互技術(shù)旨在讓電子書(shū)包擁有更好的用戶(hù)體驗(yàn).包括未來(lái)顯示技術(shù)、多模態(tài)交互技術(shù).未來(lái)一段時(shí)間，手勢(shì)識(shí)別、體感識(shí)別技術(shù)將趨于成熟，語(yǔ)音識(shí)別辨識(shí)率會(huì)進(jìn)一步提高，傳感器性能也會(huì)不斷提高.這些對(duì)于人機(jī)交互的智能化、界面的時(shí)尚化、節(jié)能環(huán)保護(hù)化、通訊網(wǎng)絡(luò)化、平臺(tái)嵌入化具有積極的作用.

從目前來(lái)看，電子書(shū)包的人機(jī)交互技術(shù)還屬于傳感技術(shù)、語(yǔ)音識(shí)別等技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)新階段.隨著語(yǔ)音識(shí)別、圖像識(shí)別、多點(diǎn)觸控技術(shù)的應(yīng)用，傳統(tǒng)交互手段使用感受將大大提升，未來(lái)在某些高端應(yīng)用的電子書(shū)包終端上會(huì)實(shí)現(xiàn)體感識(shí)別等新技術(shù)應(yīng)用.

3.2.4 泛在互聯(lián)技術(shù)

電子書(shū)包系統(tǒng)的大量活動(dòng)與服務(wù)均需通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)完成，例如，課堂作業(yè)的發(fā)放、小組協(xié)作活動(dòng)的組織等，為了使教學(xué)活動(dòng)能夠正常、順利地進(jìn)行，電子書(shū)包系統(tǒng)要求其應(yīng)用環(huán)境中網(wǎng)絡(luò)環(huán)境必須能在高負(fù)荷、高并發(fā)下穩(wěn)定地運(yùn)行.

電子書(shū)包系統(tǒng)被要求可以接入 WiFi、WiMAX、GPS信號(hào)以及具備可以接收廣播電視的特性，甚至可以實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備和不同網(wǎng)絡(luò)之間的無(wú)線無(wú)縫對(duì)接.這種多網(wǎng)絡(luò)融合的特性很大程度上需要基礎(chǔ)設(shè)施的支持以及標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一.這種多網(wǎng)絡(luò)融合的技術(shù)應(yīng)用需要與相應(yīng)的管理結(jié)合在一起.

互聯(lián)技術(shù)的發(fā)展要充分滿足電子書(shū)包產(chǎn)品移動(dòng)互聯(lián)化的要求.關(guān)鍵技術(shù)要求包括支持高清、無(wú)損多媒體數(shù)據(jù)傳輸接口，多種無(wú)線傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)商用，支持藍(lán)牙、紅外等數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸技術(shù)，支持毫米波、E－band、可見(jiàn)光、太赫茲等新技術(shù)應(yīng)用.

此外，隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，電子書(shū)包相關(guān)產(chǎn)品研制要支持無(wú)線局域網(wǎng)／無(wú)線個(gè)域網(wǎng)的技術(shù)應(yīng)用，支持3G、4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)的普及應(yīng)用.

3.3 電子課本內(nèi)容關(guān)鍵技術(shù)

3.3.1 內(nèi)容格式及其配套軟件

在電子書(shū)包中顯示的電子課本必定需要按照一定的規(guī)則進(jìn)行編輯和組織，這種規(guī)則即電子課本內(nèi)容格式.一套合理、規(guī)范的電子課本內(nèi)容格式對(duì)電子課本的制作和使用非常有利.

參考借鑒國(guó)外Epub3.0等電子課本內(nèi)容解決方案，考慮國(guó)內(nèi)市場(chǎng)已有技術(shù)與產(chǎn)品的格式應(yīng)用，遵循國(guó)家的版式、流式等格式標(biāo)準(zhǔn)要求，針對(duì)電子課本內(nèi)容的特點(diǎn)構(gòu)建信息模型，提出格式選擇與兼容等技術(shù)方案對(duì)于應(yīng)用推廣的指導(dǎo)規(guī)范具有積極意義.

電子課本著作工具和閱讀器是重要技術(shù)工具，影響著內(nèi)容格式標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用和推廣.

3.3.2 數(shù)字版權(quán)保護(hù)

數(shù)字版權(quán)管理（Digital Rights Management）指的是出版者用來(lái)控制被保護(hù)對(duì)象的使用權(quán)的一些技術(shù)，這些技術(shù)保護(hù)的有數(shù)字化內(nèi)容（例如：軟件、音樂(lè)、電影）、硬件，以及處理數(shù)字化產(chǎn)品的某個(gè)實(shí)例的使用限制.數(shù)字版權(quán)管理是針對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)字媒體版權(quán)保護(hù)而提出的一種新技術(shù)，一般具有數(shù)字媒體加密、阻止非法內(nèi)容注冊(cè)、用戶(hù)環(huán)境檢測(cè)、用戶(hù)行為監(jiān)控、認(rèn)證機(jī)制，以及付費(fèi)機(jī)制和存儲(chǔ)管理六大功能.

電子課本與電子書(shū)包系統(tǒng)，要對(duì)電子課本內(nèi)容進(jìn)行數(shù)字版權(quán)保護(hù)，但目前版權(quán)專(zhuān)利技術(shù)基本掌握在國(guó)外公司手中，需尋求合適版權(quán)技術(shù)，其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可采納CELTS－31（數(shù)字版權(quán)保護(hù)）和CELTS－32（數(shù)字權(quán)利描述語(yǔ)言）.

3.3.3 內(nèi)容的設(shè)備自適應(yīng)

電子課本內(nèi)容的設(shè)備自適應(yīng)指的是電子課本內(nèi)容在不同廠商、不同型號(hào)電子書(shū)包終端上均能完整、自然地顯示學(xué)習(xí)內(nèi)容.這里的設(shè)備自適應(yīng)并不僅僅包括電子課本內(nèi)容在不同尺寸屏幕上顯示的大小自適應(yīng)，還包括內(nèi)容組織以及顯示的學(xué)習(xí)內(nèi)容均需根據(jù)設(shè)備不同而進(jìn)行調(diào)整.例如，在不能播放flash的設(shè)備上，電子課本內(nèi)容應(yīng)能自動(dòng)調(diào)整為其他格式的媒體內(nèi)容等.

3.3.4 知識(shí)組織技術(shù)

電子課本發(fā)展面臨著支持非正式學(xué)習(xí)形態(tài)，滿足泛在學(xué)習(xí)需求，支持學(xué)習(xí)資源群建共享的挑戰(zhàn).為此基于電子課本的知識(shí)組織技術(shù)需要支持可擴(kuò)展、可優(yōu)化、基于語(yǔ)義或者本體聚合、自跟蹤、智能化等能力，需要標(biāo)準(zhǔn)化、微型化、網(wǎng)狀關(guān)聯(lián)以及相關(guān)模型工具的支持.

基于電子課本的知識(shí)組織技術(shù)是在系統(tǒng)化、模型化、標(biāo)準(zhǔn)化思路下推動(dòng)的，對(duì)于數(shù)據(jù)資源采集、數(shù)字資源特征提取、數(shù)字資源重組、數(shù)字資源質(zhì)量與治理，數(shù)字資源隱私安全等都將提出相應(yīng)的技術(shù)支持.此外，需要考慮針對(duì)不同學(xué)科內(nèi)容的知識(shí)如何在電子課本中表達(dá).

3.3.5 知識(shí)呈現(xiàn)技術(shù)

電子課本知識(shí)呈現(xiàn)技術(shù)需要具備廣泛兼容數(shù)據(jù)化資源格式并支持友好交互行為.數(shù)字學(xué)習(xí)資源形態(tài)的格式屬性是多樣化的，特別是在云服務(wù)與大數(shù)據(jù)環(huán)境下，與學(xué)習(xí)者和學(xué)習(xí)需求相關(guān)的數(shù)字資源內(nèi)容格式與多種形態(tài)的數(shù)字資源都將在電子課本主題下進(jìn)行呈現(xiàn)，為此知識(shí)呈現(xiàn)技術(shù)要對(duì)格式具有充分的兼容性、聚合性.另外一方面，由于移動(dòng)智能終端的發(fā)展，可穿戴設(shè)備的創(chuàng)新應(yīng)用，對(duì)于內(nèi)容呈現(xiàn)的友好性、個(gè)性化，對(duì)于教育領(lǐng)域的交互性，出版領(lǐng)域的書(shū)簽、標(biāo)注，信息技術(shù)領(lǐng)域的容錯(cuò)性等都提出了更高的質(zhì)量要求，這些都需要知識(shí)呈現(xiàn)技術(shù)予以解決.此外，還要考慮針對(duì)不同學(xué)科內(nèi)容的知識(shí)如何在電子課本中呈現(xiàn).

3.3.6 內(nèi)容包裝技術(shù)

IMS、SCORM標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)解決方案是當(dāng)前電子課本與電子書(shū)包內(nèi)容封裝技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ).此外，我國(guó)也針對(duì)自身教育領(lǐng)域的實(shí)際特點(diǎn)，規(guī)劃提出了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn).其中學(xué)習(xí)資源相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)，包括了學(xué)習(xí)對(duì)象元數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí)對(duì)象元數(shù)據(jù)XML綁定、內(nèi)容包裝／內(nèi)容包裝XML綁定等技術(shù)，這是國(guó)內(nèi)電子課本內(nèi)容包裝技術(shù)發(fā)展的依據(jù)和基礎(chǔ).

3.3.7 編列技術(shù)

編列技術(shù)是將電子課本的內(nèi)容及各知識(shí)點(diǎn)排列的先后順序，特別是學(xué)習(xí)者訪問(wèn)和操作所呈現(xiàn)先后順序，有先后、條件、跳轉(zhuǎn)等順序.其中，CELTS、ISO／IEC JTC1 SC36、IMS、SCORM標(biāo)準(zhǔn)都有編列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，支持個(gè)性化學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí).

3.4 虛擬學(xué)具關(guān)鍵技術(shù)

虛擬學(xué)具包括分類(lèi)、描述、裝配、聚合和測(cè)評(píng)等內(nèi)容.有通用和支持學(xué)科的虛擬學(xué)具之分.

3.4.1 虛擬學(xué)具分類(lèi)與描述技術(shù)

分類(lèi)是一套科學(xué)、系統(tǒng)、實(shí)用性強(qiáng)的虛擬學(xué)具分類(lèi)框架.為了對(duì)虛擬學(xué)具的快速定位和系統(tǒng)管理，同時(shí)從分類(lèi)空間中發(fā)現(xiàn)當(dāng)前虛擬學(xué)具發(fā)展的薄弱區(qū)域從而加以引導(dǎo)［9］.

描述技術(shù)的定義是一個(gè)通用的信息模型對(duì)虛擬學(xué)具進(jìn)行科學(xué)、有效地描述.好的信息模型可保證虛擬學(xué)具元數(shù)據(jù)的綁定之間有較高程度的語(yǔ)義互操作性，所包含的特征數(shù)據(jù)能最大限度支持對(duì)虛擬學(xué)具的選擇、獲取、使用和評(píng)估.可分別從基本層次、學(xué)習(xí)層次和擴(kuò)展層次來(lái)描述［9］.

3.4.2 虛擬學(xué)具的聚合技術(shù)

虛擬學(xué)具應(yīng)當(dāng)聚合或整合到電子書(shū)包系統(tǒng)中.由于不同的虛擬學(xué)具開(kāi)發(fā)者在軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中遵循著不同的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，因此在裝配到電子書(shū)包系統(tǒng)中時(shí)，就要制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，來(lái)規(guī)定虛擬學(xué)具與電子書(shū)包系統(tǒng)的聚合方式.聚合主要解決的是電子書(shū)包系統(tǒng)平臺(tái)與學(xué)具之間的調(diào)用和整合問(wèn)題，同時(shí)提供學(xué)具之間的調(diào)用服務(wù).聚合規(guī)范旨在為電子書(shū)包系統(tǒng)建立第三方信用機(jī)制，但僅限于提供基本的信用機(jī)制和信任傳遞的服務(wù).建立關(guān)聯(lián)的兩個(gè)學(xué)具之間調(diào)用時(shí)應(yīng)遵循的編碼規(guī)則、通信機(jī)制和技術(shù)細(xì)節(jié)不在本規(guī)范的研究范圍之內(nèi).

3.4.3 虛擬學(xué)具的聚合與裝配技術(shù)

電子書(shū)包中虛擬學(xué)具采用靈活的三級(jí)配置模式，遵循“核心—可選—擴(kuò)展”的模式，即核心學(xué)具集、可選學(xué)具集和擴(kuò)展學(xué)具集.三級(jí)配置模式能夠在保證基本學(xué)習(xí)需求的同時(shí)，為教育者和受教育者更好地完成教學(xué)與學(xué)習(xí)活動(dòng)提供彈性空間，能夠根據(jù)不同的教學(xué)活動(dòng)、不同學(xué)生的學(xué)習(xí)特征進(jìn)行靈活地配置虛擬學(xué)具集.核心學(xué)具集穩(wěn)定性最強(qiáng)，彈性空間最低，適宜所有同學(xué)段、同學(xué)科的教學(xué)和學(xué)習(xí)活動(dòng).可選學(xué)具集的配置因?qū)W習(xí)活動(dòng)不同而不同，具有一定的彈性空間.擴(kuò)展學(xué)具集配置因?qū)W習(xí)者而異，彈性空間最大.

3.4.4 虛擬學(xué)具測(cè)評(píng)技術(shù)

對(duì)虛擬學(xué)具的認(rèn)定與評(píng)價(jià)，其核心內(nèi)容包括兩部分：一是對(duì)虛擬學(xué)具的分類(lèi)定位，二是對(duì)虛擬學(xué)具的可用性測(cè)試［9］.

3.5 電子書(shū)包平臺(tái)服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)

3.5.1 云服務(wù)教育支撐技術(shù)

云計(jì)算（Cloud Computing），是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算方式.云計(jì)算模式可以最大限度地共享軟硬件資源，可以按照需求提出集中式的計(jì)算資源服務(wù)、存儲(chǔ)資源服務(wù).教育云服務(wù)支撐是電子書(shū)包平臺(tái)服務(wù)的關(guān)鍵.服務(wù)平臺(tái)、終端智能化等發(fā)展對(duì)于電子書(shū)包平臺(tái)服務(wù)的交付、使用、擴(kuò)展等模式帶來(lái)創(chuàng)新性的變化，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)提供動(dòng)態(tài)易擴(kuò)展個(gè)性化的教育學(xué)習(xí)資源服務(wù)成為發(fā)展趨勢(shì)，Dropbox網(wǎng)盤(pán)、Google Driver網(wǎng)盤(pán)都是比較好的嘗試和探索.

各地區(qū)在強(qiáng)化基礎(chǔ)設(shè)施以支持一對(duì)一學(xué)習(xí)和自帶設(shè)備項(xiàng)目的同時(shí)，也通過(guò)云計(jì)算，方便師生使用任何設(shè)備訪問(wèn)該區(qū)的資源.以減輕教師的工作負(fù)擔(dān)；在消減書(shū)面作業(yè)的同時(shí)，教師還能通過(guò)任何設(shè)備，更加便捷、安全地跟蹤學(xué)生的進(jìn)度以及相關(guān)的數(shù)據(jù).

3.5.2 學(xué)習(xí)分析技術(shù)

學(xué)習(xí)分析技術(shù)是利用“大數(shù)據(jù)”的方法對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以設(shè)計(jì)更完善的教學(xué)法，鎖定學(xué)習(xí)困難的學(xué)生，并對(duì)各種教育項(xiàng)目的效果進(jìn)行評(píng)估.學(xué)習(xí)分析的結(jié)論，無(wú)論是對(duì)教育立法者來(lái)說(shuō)，還是對(duì)教育管理者來(lái)說(shuō)，都具有重要的意義.

學(xué)習(xí)分析的一個(gè)基礎(chǔ)條件是要有大量的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，將學(xué)習(xí)分析技術(shù)用于電子課本與電子書(shū)包系統(tǒng)中，可以快速解決這個(gè)問(wèn)題——在電子書(shū)包服務(wù)平臺(tái)中，有著大量的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)可供分析.同時(shí)，根據(jù)學(xué)習(xí)分析的結(jié)果，電子書(shū)包服務(wù)平臺(tái)可以快速地調(diào)整其提供的內(nèi)容與服務(wù)，提高服務(wù)質(zhì)量.因此，學(xué)習(xí)分析技術(shù)是電子書(shū)包服務(wù)平臺(tái)的一項(xiàng)基礎(chǔ)、核心的關(guān)鍵技術(shù).3.5.3 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)

圍繞網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，教育學(xué)習(xí)環(huán)境相關(guān)角色與學(xué)習(xí)行為，數(shù)據(jù)挖掘與大數(shù)據(jù)技術(shù)將得到較快發(fā)展與應(yīng)用.大數(shù)據(jù)環(huán)境下，對(duì)于教育行為與角色多媒體，多模態(tài)數(shù)據(jù)的特征描述、提取、建模等技術(shù)將得到創(chuàng)新發(fā)展與應(yīng)用.未來(lái)10—15年，新一代數(shù)據(jù)分析技術(shù)將得到突破應(yīng)用.數(shù)據(jù)服務(wù)模式清晰，教育領(lǐng)域隱私保護(hù)與數(shù)據(jù)安全技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展將保障教育領(lǐng)域的數(shù)據(jù)服務(wù).

3.5.4 個(gè)人知識(shí)管理

電子書(shū)包具有個(gè)人知識(shí)管理功能.支持電子書(shū)包的學(xué)習(xí)管理和學(xué)習(xí)內(nèi)容管理，也需要適應(yīng)和遵循當(dāng)前學(xué)習(xí)管理習(xí)慣，以及相關(guān)的特殊領(lǐng)域?qū)W習(xí)管理規(guī)則中的重要信息系統(tǒng)功能支持.同時(shí)，根據(jù)電子書(shū)和課本的放置形式，構(gòu)成數(shù)字化的個(gè)人書(shū)架和圖書(shū)館.

支持電子書(shū)包的管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)不僅需要綜合考慮電子書(shū)包學(xué)習(xí)模式的新特性，也要考慮優(yōu)化整合傳統(tǒng)學(xué)習(xí)管理的特點(diǎn)，還需要根據(jù)不同的受眾和教育學(xué)習(xí)領(lǐng)域，面向?qū)W習(xí)服務(wù)實(shí)現(xiàn)安全化、合規(guī)化和市場(chǎng)化（按學(xué)習(xí)服務(wù)付費(fèi)）等功能.

3.6 電子書(shū)包集成創(chuàng)新技術(shù)

Marcia Mardis and Nancy Everhart（2013）指出，電子課本能夠提升技術(shù)集成［30］，電子書(shū)包系統(tǒng)能通過(guò)一定集成創(chuàng)新構(gòu)建合適的學(xué)習(xí)環(huán)境.

3.6.1 學(xué)習(xí)環(huán)境集成技術(shù)

電子書(shū)包在具體的個(gè)人學(xué)習(xí)環(huán)境、班級(jí)學(xué)習(xí)環(huán)境和社會(huì)學(xué)習(xí)環(huán)境中應(yīng)用，需要相關(guān)技術(shù)支撐這些環(huán)境.基于電子書(shū)包系統(tǒng)，涉及個(gè)人知識(shí)管理、知識(shí)地圖、協(xié)作技術(shù)、學(xué)習(xí)分析等技術(shù)，這些技術(shù)有效集成相關(guān)電子課本與電子書(shū)包的軟硬件設(shè)備，構(gòu)建相關(guān)的學(xué)習(xí)環(huán)境.

3.6.2 交換接口技術(shù)

電子課本與電子書(shū)包交換技術(shù)包括了電子課本的數(shù)據(jù)交換以及電子書(shū)包的接口規(guī)范等技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)不同平臺(tái)、不同領(lǐng)域資源進(jìn)行互聯(lián)互通的關(guān)鍵技術(shù)，也是實(shí)現(xiàn)教育數(shù)據(jù)資源開(kāi)放共享的重要手段.電子課本數(shù)據(jù)交換技術(shù)主要涉及有關(guān)內(nèi)容的數(shù)據(jù)元素格式、元數(shù)據(jù)要求、信息模型等相關(guān)內(nèi)容.電子書(shū)包主要涉及業(yè)務(wù)系統(tǒng)交換的文件、硬件等接口技術(shù).可利用教育軟件工程和教育軟件可用性測(cè)試，在關(guān)鍵技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)教育產(chǎn)品.

4 電子課本與電子書(shū)包應(yīng)用創(chuàng)新

4.1 電子課本與電子書(shū)包應(yīng)用及研究現(xiàn)狀

吳永和等（2013）分析了電子課本與電子書(shū)包在幼兒園、中小學(xué)、大學(xué)的應(yīng)用情況，其中幼兒教育為以數(shù)字故事研究為主，中小學(xué)應(yīng)用為試點(diǎn)范圍逐步擴(kuò)大，大學(xué)應(yīng)用為以技術(shù)性學(xué)科為代表的多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域［4］.李曉慶等（2013）對(duì)兩岸三地電子書(shū)包在應(yīng)用學(xué)科、發(fā)揮角色、學(xué)科結(jié)合點(diǎn)、協(xié)同媒介、教學(xué)模式、面臨挑戰(zhàn)等各方面進(jìn)行了對(duì)比分析，提出了電子書(shū)包應(yīng)用應(yīng)該明確目的，物盡其用，抓住時(shí)機(jī)，從需求出發(fā)等解決方案［31］.張德成對(duì)中美電子課本學(xué)習(xí)資源進(jìn)行了比較［32］.

教育深入融合，一個(gè)創(chuàng)新教學(xué)理念正擴(kuò)散，一項(xiàng)創(chuàng)新學(xué)習(xí)技術(shù)正在普及，電子書(shū)包與電子課本將會(huì)在推動(dòng)教育變革的過(guò)程中發(fā)揮重要影響.顧小清等（2013）認(rèn)為電子課本支持教學(xué)方式變革［33］.倪閔景指出上海在數(shù)字化課程環(huán)境建設(shè)中已完成三大基礎(chǔ)性工作與三大技術(shù)突破，并強(qiáng)調(diào)四類(lèi)數(shù)據(jù)對(duì)基礎(chǔ)教育變革的重要作用［34］.沈書(shū)生在對(duì)翻轉(zhuǎn)課堂使用視頻進(jìn)行特征分析基礎(chǔ)上，提出了一種基于電子書(shū)包支持的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式［35］.電子課本與電子書(shū)包在語(yǔ)文、數(shù)學(xué)、英語(yǔ)中的應(yīng)用模式探討也引起了廣大學(xué)者的普遍關(guān)注.如張文蘭對(duì)基于電子書(shū)包的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)模式進(jìn)行了研究，并探討了具體數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)模式的應(yīng)用成效［35］.鄭娟［36］、白若微［37］、劉妍［38］學(xué)者根據(jù)電子書(shū)包的教學(xué)應(yīng)用特性，先后分別對(duì)小學(xué)英語(yǔ)電子書(shū)包教學(xué)應(yīng)用進(jìn)行了分析，構(gòu)建了電子書(shū)包環(huán)境下小學(xué)英語(yǔ)自主學(xué)習(xí)模型，探究了電子書(shū)包在小學(xué)英語(yǔ)教學(xué)中應(yīng)用的有效策略；同時(shí)通過(guò)對(duì)比網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)教學(xué)的活動(dòng)設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)序列化學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)，總結(jié)出小學(xué)英語(yǔ)電子課本中的學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)模式.劉艷斐設(shè)計(jì)了探究式學(xué)習(xí)在小學(xué)語(yǔ)文中的應(yīng)用［39］.

在實(shí)踐平臺(tái)應(yīng)用方面，如何使新技術(shù)促進(jìn)教與學(xué)本質(zhì)變化，即電子書(shū)包的實(shí)踐應(yīng)用引起了眾多學(xué)者的關(guān)注.如張義兵基于臺(tái)灣澔奇學(xué)習(xí)平臺(tái)，對(duì)小學(xué)作文教學(xué)進(jìn)行試驗(yàn)，考察了在電子書(shū)包平臺(tái)下創(chuàng)新學(xué)習(xí)的變化［40］.田曉蒙以e－Book平臺(tái)的小學(xué)英語(yǔ)電子書(shū)為例提出了一種以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)為主的推薦機(jī)制［41］.何文濤將電子課本的應(yīng)用推廣到班級(jí)管理、家庭教育、教師教研培訓(xùn)及微學(xué)習(xí)等教育領(lǐng)域，以促進(jìn)電子課本的完善及教與學(xué)方式的變革［42］.

Wilfred W.Fong（2011）將電子書(shū)作為Classroom3.0中主體設(shè)備和環(huán)境.Marcia Mardis and Nancy Everhart指出電子課本支持21世紀(jì)學(xué)習(xí)者提升技術(shù)的集成.張新明學(xué)者運(yùn)用云計(jì)算機(jī)技術(shù)將電子書(shū)包的服務(wù)系統(tǒng)、教學(xué)資源和虛擬學(xué)具等架構(gòu)于云端，允許學(xué)習(xí)者按需調(diào)用學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)服務(wù)和學(xué)習(xí)工具，構(gòu)建個(gè)人學(xué)習(xí)環(huán)境［43］.

文化與學(xué)習(xí)者的差異、教學(xué)環(huán)境的需求、學(xué)生的使用、教學(xué)模式等方面的問(wèn)題［4］將影響電子課本與電子書(shū)包應(yīng)用；而應(yīng)用是其核心，應(yīng)用創(chuàng)新將有效推動(dòng)應(yīng)用，創(chuàng)新涉及基于其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)相關(guān)的產(chǎn)品、工具和平臺(tái).

4.2 教育創(chuàng)新途徑

教育技術(shù)需要探尋自身本質(zhì)規(guī)律，使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，創(chuàng)造，探索和創(chuàng)新教育，需要“教育制造”產(chǎn)品，需要設(shè)計(jì)“教育技術(shù)”，需要更高層面的集成創(chuàng)新［4］.電子書(shū)包的教育創(chuàng)新路徑通過(guò)對(duì)學(xué)習(xí)者的需求分析和研究，攻關(guān)其關(guān)鍵技術(shù)和研制標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，再教育設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)電子書(shū)包的教育產(chǎn)品，并考慮其在教育應(yīng)用中的業(yè)態(tài)模式，通過(guò)教學(xué)設(shè)計(jì)將合適產(chǎn)品應(yīng)用到教育中，開(kāi)展教育應(yīng)用創(chuàng)新，通過(guò)反饋新的教育需求；再是新一輪的技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和教育應(yīng)用創(chuàng)新.教育創(chuàng)新路徑如圖5所示.

圖5 電子書(shū)包的教育創(chuàng)新路徑Fig.5 Path of education innovation for e－schoolbag

構(gòu)建滿足個(gè)人學(xué)習(xí)、班級(jí)學(xué)習(xí)和社會(huì)學(xué)習(xí)模型的“全”學(xué)習(xí)生態(tài)環(huán)境，以有效融通個(gè)人學(xué)習(xí)環(huán)境、班級(jí)學(xué)習(xí)環(huán)境和社會(huì)學(xué)習(xí)環(huán)境.這一新型環(huán)境需要相應(yīng)教育產(chǎn)品來(lái)支撐，包括電子課本（學(xué)生使用的學(xué)本和教師使用的教本）、虛擬學(xué)具（學(xué)生用的虛擬學(xué)具和教師用的虛擬教具）、學(xué)習(xí)終端（學(xué)生終端和教師終端）和服務(wù)平臺(tái)（分別提供學(xué)生和教師的服務(wù)）.如表2所示，在三個(gè)不同學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)生和教師所需要不同的書(shū)包配置.該生態(tài)環(huán)境拓展了教與學(xué)的時(shí)空，教與學(xué)可以互相融通于課前、課中和課后整個(gè)教學(xué)與學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，涉及個(gè)人空間、班級(jí)空間和社會(huì)家庭空間的全方位學(xué)習(xí)空間，支持不同時(shí)空的多樣學(xué)習(xí)方式（如個(gè)性化學(xué)習(xí)、小組合作學(xué)習(xí)、班級(jí)差異化學(xué)習(xí)、網(wǎng)眾社會(huì)化學(xué)習(xí)，泛在學(xué)習(xí)、入境學(xué)習(xí)、個(gè)性學(xué)習(xí)、群智學(xué)習(xí)等）［4］.這樣就需要集成創(chuàng)新和教育應(yīng)用創(chuàng)新.

表2 數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境構(gòu)成Tab.2 Digital learning environment

在全生態(tài)系統(tǒng)中，電子課本與電子書(shū)包系統(tǒng)是一個(gè)智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)，分別作為學(xué)校學(xué)習(xí)環(huán)境、家庭學(xué)習(xí)環(huán)境和社會(huì)學(xué)習(xí)環(huán)境，與人類(lèi)社會(huì)三大教育系統(tǒng)（學(xué)校教育系統(tǒng)、家庭教育系統(tǒng)和社會(huì)教育系統(tǒng)）有機(jī)連通，同時(shí)匯入正規(guī)學(xué)習(xí)與非正規(guī)學(xué)習(xí)、正式學(xué)習(xí)與非正式學(xué)習(xí)，拓展了教育的時(shí)空，實(shí)現(xiàn)了全社會(huì)教育資源的有效互補(bǔ)和共享.

4.3 產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)新

進(jìn)行教育技術(shù)設(shè)計(jì)，包括教育產(chǎn)品創(chuàng)新和業(yè)態(tài)模式的創(chuàng)新，將電子書(shū)包放入到智能教室和智慧校園環(huán)境之中.

4.3.1 教育產(chǎn)品創(chuàng)新

雖然教育產(chǎn)品的形式也在不斷地變化，但產(chǎn)品始終涉及硬件、軟件和內(nèi)容.

4.3.1.1 學(xué)習(xí)終端

從平板電腦、智能手機(jī)等產(chǎn)品初步演化滿足數(shù)字化學(xué)習(xí)需求的學(xué)習(xí)終端——電子書(shū)包，這些終端比日常應(yīng)用的設(shè)備要求更高些.

4.3.1.2 教育類(lèi)應(yīng)用程序

需要開(kāi)發(fā)軟件有電子課本的閱讀器、虛擬學(xué)具和相關(guān)學(xué)習(xí)服務(wù)軟件.其中電子課本的閱讀器，支持各種內(nèi)容電子課本和相關(guān)學(xué)習(xí)資源.虛擬學(xué)具是多種工具集，從使用對(duì)象角度可分為學(xué)具和教具，從學(xué)習(xí)環(huán)境層面可分為個(gè)人工具集、班級(jí)工具集和社會(huì)學(xué)習(xí)工具集，從學(xué)科層面，可分為公共工具集和學(xué)科工具集.學(xué)習(xí)服務(wù)軟件能夠與電子書(shū)包無(wú)縫對(duì)接，提供一些學(xué)校服務(wù)功能.

2013年4月，148Apps網(wǎng)站的報(bào)告稱(chēng)，在蘋(píng)果公司iTunes所有下載分類(lèi)中，教育類(lèi)應(yīng)用程序的下載排行第二，其人氣超過(guò)了娛樂(lè)和商業(yè)應(yīng)用程序.由此可見(jiàn)，教育類(lèi)應(yīng)用程序的需求是非常巨大的.在電子課本與電子書(shū)包系統(tǒng)中，由于其針對(duì)性更強(qiáng)，對(duì)用戶(hù)的定位更加準(zhǔn)確，相信會(huì)有更多的開(kāi)發(fā)者為電子課本與電子書(shū)包系統(tǒng)提供教育類(lèi)應(yīng)用程序.

4.3.1.3 數(shù)字內(nèi)容的創(chuàng)新

電子課本的特性決定了在電子課本與電子書(shū)包系統(tǒng)中，教育內(nèi)容將同傳統(tǒng)教學(xué)有著巨大的差別.首先，學(xué)習(xí)內(nèi)容的形式變得更加多樣化，是一富媒體，可以包括聲音、文字、動(dòng)畫(huà)、視頻，甚至是游戲等；其次，教育內(nèi)容的組織形式也將改變，同樣的課本內(nèi)容，在教學(xué)對(duì)象不同時(shí)，可以呈現(xiàn)出不同的結(jié)構(gòu)，甚至能針對(duì)學(xué)習(xí)者的實(shí)際情況突出某些內(nèi)容；最后，教育內(nèi)容的制作與更新將變得更加簡(jiǎn)單，從而確保學(xué)習(xí)者能夠隨時(shí)接收最新的知識(shí).

研制內(nèi)容微件，如小黑板、地球儀等，這些微件作為公共小的工具組件，支持多種學(xué)習(xí)活動(dòng).

4.3.2 業(yè)態(tài)模式的創(chuàng)新

在電子課本與電子書(shū)包產(chǎn)業(yè)鏈條中涉及的利益相關(guān)方有教育主管部門(mén)、平臺(tái)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)、硬件設(shè)備廠商、學(xué)習(xí)內(nèi)容提供商、學(xué)習(xí)服務(wù)提供商，以及廣大教師和學(xué)生等終端用戶(hù).

其中，教育主管部門(mén)為平臺(tái)的有效運(yùn)行提供政策支持，是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的監(jiān)管者；平臺(tái)運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)為其他利益相關(guān)者提供技術(shù)服務(wù)支持，負(fù)責(zé)整個(gè)平臺(tái)的穩(wěn)定運(yùn)行；學(xué)習(xí)內(nèi)容提供商為平臺(tái)提供各類(lèi)學(xué)習(xí)內(nèi)容，并從學(xué)習(xí)內(nèi)容銷(xiāo)售中獲取經(jīng)濟(jì)效益，是學(xué)習(xí)內(nèi)容的生產(chǎn)者，包括出版社、資源制作公司，甚至是個(gè)人；學(xué)習(xí)服務(wù)提供商為平臺(tái)提供各種教育創(chuàng)新應(yīng)用服務(wù)，提供增值服務(wù)，例如各類(lèi)教育應(yīng)用程序及工具；廣大教師學(xué)生是學(xué)習(xí)內(nèi)容以及各種學(xué)習(xí)服務(wù)的消費(fèi)者，其通過(guò)平臺(tái)購(gòu)買(mǎi)需要的教育資源以及教育服務(wù)，提升教學(xué)質(zhì)量.這樣就形成了一個(gè)集生產(chǎn)者、消費(fèi)者、監(jiān)管者于一體的良性的商業(yè)模式.提供教育的第三方服務(wù)，企業(yè)將提供優(yōu)質(zhì)教育支撐服務(wù).

4.4 教育應(yīng)用的創(chuàng)新

4.4.1 教育環(huán)境集成創(chuàng)新

構(gòu)建滿足個(gè)人學(xué)習(xí)環(huán)境、班級(jí)學(xué)習(xí)環(huán)境和社會(huì)學(xué)習(xí)環(huán)境，在關(guān)鍵技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、終端、內(nèi)容、工具、平臺(tái)等進(jìn)行集成創(chuàng)新，使得電子書(shū)包無(wú)縫融入各個(gè)學(xué)習(xí)環(huán)境之中.

4.4.2 教與學(xué)模式的創(chuàng)新

電子書(shū)包系統(tǒng)提供了一個(gè)教與學(xué)的創(chuàng)新平臺(tái)，支持個(gè)性化學(xué)習(xí)、小組合作學(xué)習(xí)、班級(jí)差異化學(xué)習(xí)、網(wǎng)眾社會(huì)化學(xué)習(xí)，泛在學(xué)習(xí)、入境學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)、群智學(xué)習(xí)等多種學(xué)習(xí)方式，教師的教和學(xué)生的學(xué)在該平臺(tái)上進(jìn)行創(chuàng)新.

4.4.3 教學(xué)評(píng)價(jià)的創(chuàng)新

因新的平臺(tái)所提供的智能工具以及學(xué)習(xí)分析技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)教與學(xué)的跟蹤分析貫穿整個(gè)過(guò)程，進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確的評(píng)估反饋.

4.5 教育理論創(chuàng)新

由于新環(huán)境、新工具、新內(nèi)容的應(yīng)用，將形成新的教育（技術(shù)）范式，從而催生智慧教育、數(shù)字化學(xué)習(xí)等新理論.

5 結(jié) 語(yǔ)

本文首先從利益相關(guān)者分析了電子書(shū)包的標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)與應(yīng)用的關(guān)系，電子書(shū)包系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)的關(guān)系闡述電子課本與電子書(shū)包研究框架.再?gòu)臉?biāo)準(zhǔn)研究的現(xiàn)狀分析、標(biāo)準(zhǔn)體系和標(biāo)準(zhǔn)組譜等方面研究了電子書(shū)包的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范.其次，先分析了關(guān)鍵技術(shù)研究的情況，再分別從終端關(guān)鍵技術(shù)、內(nèi)容關(guān)鍵技術(shù)、學(xué)具關(guān)鍵技術(shù)、學(xué)習(xí)服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)以及集成創(chuàng)新技術(shù)等層面剖析了電子書(shū)包的關(guān)鍵技術(shù).最后從教育創(chuàng)新途徑、產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)新、教育應(yīng)用創(chuàng)新和教育理論創(chuàng)新等方面探討了電子書(shū)包應(yīng)用創(chuàng)新.

解決在電子課本與電子書(shū)包的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用創(chuàng)新中的一些問(wèn)題，通過(guò)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、關(guān)鍵技術(shù)等方面技術(shù)創(chuàng)新來(lái)推動(dòng)應(yīng)用創(chuàng)新，將有效推動(dòng)電子課本與電子書(shū)包的研究、應(yīng)用和發(fā)展.

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