生成式人工智能何以赋能数字教材研发应用——基于联通主义理论视角

AI 新资讯14小时前发布
900 0 0
熊猫办公
引用格式

张玉,艾兴.生成式人工智能何以赋能数字教材研发应用——基于联通主义理论视角[J].中国教育信息化,2026,32(5):49-61.

生成式人工智能何以赋能数字教材研发应用——基于联通主义理论视角
人工智能与未来教育
生成式人工智能何以赋能数字教材研发应用——基于联通主义理论视角
张 玉 艾 兴

摘 要:将生成式人工智能(GAI)合理融入数字教材的研发应用,是数智时代推动教育与科技融合发展、有效提高数字教材产品质量的重要实践。在系统梳理GAI赋能数字教材研发应用的独特优势、技术困境、伦理风险与教育挑战基础上,以联通主义为理论牵引,从“主体—依据—媒介—内容—目标”五个维度构建运行框架,廓清其整体布局与关键机制,以期实现数字教材研用过程中各要素从简单联通、社会化联通、复杂联通到智能联通的发展进阶。为提升GAI赋能数字教材研用的新质生产力,实现“理论—技术—产品—实践”的智能联通,还需在顶层设计上实现“政策供给—理论研究—法律修订—标准规约”的协同耦合,在范式建构上促成“内容体系—编写设计—功能谱系—教学效能”的优化改进,以及在实践支撑上实现“生态—技术—模型—平台—素养”基础的系统性建设与全面提升,借此回应风险挑战、优化运行框架、提升育人成效以及演绎数字教材研用的中国智慧。
关键词:数字教材;生成式人工智能;联通主义;新质生产力;运行框架
中图分类号:G434
文献标志码:A
文章编号:1673-8454(2026)05-0049-13作者简介:张玉,重庆市教育科学研究院助理研究员,博士(重庆 400015);艾兴,西南大学教育学部教授、博士生导师(重庆 400715)

基金项目:2024年度国家社会科学基金青年课题“民族地区乡土教材铸牢中华民族共同体意识研究”(编号:24CMZ009)
  数字教材是“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”[1],其已然从初期的电子音像教材、中期的多媒体教材,进阶为如今由智能技术驱动,融合教学内容、数字资源、学科工具、应用平台等要素于一体的立体化教材,具有富媒体性、集成度高、交互性强、更新周期短等显著特征。作为教育数字化转型下撬动课程教学改革与实现育人方式转变的重要抓手,数字教材在研发与应用中如何有效融入新兴数智技术,直接影响其育人功能的实现与教学核心地位的巩固。2025年,《教育部等九部门关于加快推进教育数字化的意见》就推进教材数字化变革作出战略部署:“制定数字教材建设和管理指导意见,分领域分专业研发一批示范性精品数字教材,支持地方、学校和企业开发数字教材。”生成式人工智能(Generative Artificial Intelligence,以下简称GAI)作为基于人类思维符号表征系统而自动生成文本、图片、音视频等内容的模型及相关技术,在强大算力、数据、模型的支撑下成为创新数字教材研发应用路径的重要技术支撑。[2]就此,本研究在对GAI赋能数字教材研用进行充分的现实省察下,以联通主义为理论牵引,探析GAI赋能数字教材研用的逻辑理路与实践策略,以期为科教融汇下数字教材的高质量建设提供一定的经验启示。
GAI赋能数字教材研发应用的现实考察

  数字教材作为学校教书育人活动开展所依托的重要内容媒介,既有教材的一般属性——落实国家教育方针与推进课堂教学改革,也有信息技术产品的一般属性——提升教材内容生产效能以及优化用户使用体验。故此,应当充分关照数字教材的育人属性、技术属性与出版属性,对GAI赋能数字教材研用的独特优势与风险挑战进行充分的现实考察。  (一)独特优势:技术耦合可行—强国建设诉求—研用困境破解  随着预训练技术、人工神经网络技术、自然语言处理技术、大数据语料库、云技术平台等的发展,以及支撑大模型运行的算法改进与算力提升,GAI产品经历了数次在功能架构上的迭代更新,如从ChatGPT、Sora到DeepSeek的优化升级,目前在文本、图像、音视频等内容的自动生成与分析处理上具有显著的优势。现下,DeepSeek大模型作为国产GAI产品的突出代表,在中文语境理解与生成能力、逻辑推理效率与准确性、图像与音视频精准分析、多模态数据融合与学习、基于用户偏好个性化推荐等方面拥有显著的优势。[3]总的来看,GAI目前已具备部分通用人工智能的特征,在创生智慧教育环境、优化教育资源供给、重塑课堂教学方式、提升素质教育品质等方面具有极大的应用价值与潜力。就此,关照数智时代数字教材高质量研发应用的多重诉求,GAI赋能数字教材研用的独特优势可以归纳为以下几个方面。  一是二者间存在技术耦合的可行性。GAI在大模型的驱动下不仅能帮用户将散落在互联网场域内的碎片化、待加工的数据信息进行归纳整理,还能模仿人类的思维和语言表达习惯进行创造性的内容输出,[4]开拓了人智协同参与资源开发的新路径。显然,这与数字教材智能化内容生产与实时性内容更新的诉求不谋而合,二者的结合顺应数字技术与数字产品相互作用、协同互促的实然逻辑。二是回应教育强国建设的时代诉求。注重数字教育的顶层设计与战略规划、推动技术引领的教育教学形态重塑、推进数字资源开放与基础设施建设等是世界教育强国建设的重要特征。[5]顺应世界教育发展态势与我国教育数字化转型诉求,数字教材的研发应用借助GAI技术,不仅有助于推进教育强国、科技强国与人才强国的一体化建设并得到国家及地方的政策支持,还有助于提高教材产品质量与重构智慧教育生态并得到学校师生、社会等的行动支持。三是利于破解当前数字教材的研用困境。当前我国数字教材建设困境,在内容层面凸显为功能设计丰富性不足与缺乏优质数字化教学资源,在技术层面则凸显为兼容性不足以及资源的互联互通尚未实现。[6]与之相对,GAI凭借其在数智资源联结、知识图谱架构、学习服务供给等方面的技术优势能够赋能数字教材研发应用,借此延展其内容域的边界、凸显其功能域的张力与创新其实践域的路径,从而以“新质生产力”的创生破解数字教材发展困境。所谓“新质生产力”是指数智时代下摆脱传统产能增长路径、符合高质量发展要求且科技创新在其中发挥主导作用的生产力,具有高科技、高效能与高质量的显著特征。[7]  (二)风险省察:技术框架局限—伦理风险挑战—教育变革挑战  自GAI发布以来,关于该技术自身局限及其教育应用风险的争论不绝于耳,提前给这股热潮“降温”,有助于公众理性认识其实践落地的可能性与不可为。就此,在探析GAI赋能数字教材研发应用的逻辑进路前,应当全面考察其正面临的技术困境、可能诱发的伦理风险以及促发的教育变革。  1.“基础—模型—能力—应用”技术框架尚存的顶层设计局限  GAI技术框架主要由基础层、模型层、能力层和应用层组成,[8]各要素是否协同发展与融合创新关乎其产品迭代升级与产业生态链的健康发展。囿于主客观限制,目前国内外发布的互动问答类、智能写作类、音视频处理类、编程设计类、语言翻译类等GAI产品的技术框架在顶层设计上存在以下不足:在基础层上,他国技术封锁以及自身算法算力缺陷导致硬件设施(如生成式预训练转换器)难以支撑其功能拓展,又或是训练用数据集的来源和语言分布不全面,致使其所承载的知识体系及投射的价值观不利于因地制宜开展数字教材研发应用;在模型层上,模型架构不可解释、模型运行鲁棒性不足,以及模型的语言理解、信息抽取、图像检测、因果推断等能力的不足,致使其难以理解真实世界的问题,[9]为高质量数字教材研用埋下技术隐患;在能力层上,由于预训练技术、区块链技术、深度学习技术等的不成熟,GAI未经许可搜集与使用训练用数据等所引发的伦理风险,加大了数字教材内容审核与评价管理的难度;在应用层上,除了向用户提供知识问答、逻辑推理、创意写作、情感分析等功能,GAI还应针对数字教材研用的真实情境扩展其功能应用域与提供定制式服务。  2.“传播—文化—技术—行业—生存”伦理风险引发的现实挑战  鉴于当前相应的顶层设计缺乏、政策标准缺位、监管方案缺失等宏观干预不足,以及缺少科学完善的教材应用指南、监管认证工具、创新实施方法、行动保障措施等实践手段局限,[10]GAI的数字教材研发应用可能诱发系列伦理风险而有待正视与解决:一是传播伦理风险。涉及著作权、肖像权、隐私权、知识产权等个人合法权益,以及国家秘密和商业秘密等可能威胁国家安全与公共利益的数据安全、权力归属、责任认定问题,必须得到妥善解决,才能作为GAI应用于数字教材的基本前提。二是文化伦理风险。语料库语言类属的有限性以及对上下文理解的不足,致使内容生成的同质化、低质化、冗余化等问题,与教材守正创新文化使命及教材文以化人目标的实现所要处理好“赓续”与“自新”、“魂脉”与“根脉”、“明体”与“达用”、“民族”与“世界”等关系的现实诉求不符,[11]是GAI应用于数字教材建设的重要挑战。三是技术伦理风险。算法黑箱、算法歧视等问题所带来的内容偏误、决策偏见、数字鸿沟加剧等技术伦理风险,不仅要求技术与产品的迭代更新,更启示数字教材研发者要合理选择适切GAI产品以满足具体研发需要。四是行业伦理风险。对人主体地位的冲击所引发的职业价值危机以及对敏感信息的不妥处理所诱发的社会价值隐患,[12]要求数字教材研发应用正确处理人与GAI技术的关系并完善数字教材的审查与监测机制。五是人类生存风险。持续的迭代突破是否会产生超越内容加工范畴的人工智能逃逸效应、迎来全面赶超人类智能的奇点、脱离人类控制而进阶为强人工智能乃至超人工智能,[13]是数字教材研用之人类关怀价值取向确立所不能忽视的重要命题。正如赵汀阳所言:“人工智能一开始是一个知识论问题,在不远的将来将要升级为一个涉及终极命运的存在论问题,一个或许将威胁人类自身存在的问题。”[14]  3.“教学—学习—信任—管理”教育挑战促发学校的系统性变革  教育性是数字教材作为教材的根本属性。GAI赋能数字教材的研发应用终究要指向服务于学校的教与学。但应用GAI赋能的数字教材可能促发学校层面的链条式教育挑战,是该技术功能革新与教育应用所需回应的现实难题。一是促发课程教学改革。GAI赋能的数字教材应用于课程开发、教学设计、活动组织与课后服务,这一趋势难免对教师的专业素养与数字素养提出新挑战,促使教师重新思考如何认识、接纳与使用该技术。二是促成学习方式变革。作为一种服务于学生自主学习与深度学习的重要学材,数字教材的研发与应用需警惕算法决定论带来的风险。GAI工具的“主观揣测”与“过度推送”,可能导致学生陷入多模态、冗余化、碎片化的信息环境中,难以开展科学的审辨与批判性思考,进而引发认知窄化与思维固化的问题。三是加剧师生信任危机。GAI赋能的数字教材,在多模态融合、虚拟数字人等技术加持下凭借其海量内容、情境创设、智能交互、实时反馈等特性而易使学生对其过度依赖,且在监管举措缺位的情况下教师可能对学生是否独立自主学习产生疑虑或认知偏见,[15]这都不利于数智时代民主平等、真诚信任与教学相长的师生关系形成。四是加大数字校园管理难度。GAI赋能的数字教材在超链接、算法推荐等功能的助推下,其内嵌资源与外链引入呈现出一定的不确定性乃至无限扩张性,故如何避免其成为福柯所言的“全景式监狱”而对师生进行过多的规训与控制,以及破解长期使用所诱发的健康隐忧、隐私保护等问题,都对数字校园建设的情况下合理选用与科学使用数字教材提出较大挑战。

联通主义下GAI赋能数字教材研发应用的逻辑理路

  正如唐·伊德所言,人们对技术的发展、应用及其价值评估,不应陷入纯粹的“乌托邦”幻想或片面的“敌托邦”忧虑,而应构建一定的技术哲学框架,引导人类理性认识技术与人、自然、社会之间的关系,并探寻几者和谐共生的实践路径。[16]循此可知,对GAI赋能数字教材研用的认识与探索当寻求“理论—技术—产品—实践”的联通耦合。就此,本研究试图以联通主义理论为抓手,探索GAI赋能数字教材高质量研用的中国智慧。  (一)联通主义下GAI赋能数字教材的研发应用  1.联通主义理论及其对数字教材研用的影响  联通主义是在信息技术快速发展与知识更新速度加剧的背景下由乔治·西蒙斯在2005年提出的一种学习理论,寻求“学习即连接”的微观联通、“资源共建共享”的中观联通与“组织生态开放互联”的宏观联通,[17]能为GAI赋能数字教材研用提供一定的理论启示。其一,联通主义知识观认为知识存在于连接中,具有情境性、流动性、适应性与不可言传性,这不仅能为GAI赋能的情况下知识生产模式的创造性、知识表征方式的多元性、知识传播影响的深远性等提供价值辩护,也有助于理性认识该情况下数字教材知识研用路径的更多可能性及其过程的复杂性。其二,联通主义学习观主张,“学习即连接的建立和网络的形成”[18],而网络主要包括内部认知神经网络、概念网络和社会网络三部分,[19]这为GAI赋能下数字教材的产品功能设计与行动方案落实提供了发展向度,即要符合学生身心发展的认知负荷、顺应学科知识发展的内部规律以及回应经济社会发展的外在诉求。其三,联通主义课程观主张开发主体多元、空间拓展、机制畅通、关注体验的开放性网络课程,[20]而数字教材本就是在线网络课程的重要内容,支持动态交互、群体协作以达成数字教材的知识共创与共享。并且,西蒙斯主导的全球人工智能学习和教育研究联盟(GRAILE)本就是一个旨在将人工智能研究应用于联通主义视域下的学习与教育实践的学术组织。[21]可见,联通主义与GAI、数字教材之间存在诸多内在联系,三者的融汇与协作存在理论与实践的双重可行性。就此,以联通主义为理论指导,廓清GAI赋能数字教材研用的流程机制改善与产品质量提升的发展方向,实现数智时代下理论、技术、教材、人与环境间的互融互通。  2.联通主义教材观——适切于GAI赋能数字教材研用的教材观  所谓教材观是指对教材的内容、结构、功能、属性等的基本看法与主张,不同的教材观体现了不同的教材内容观、组织观、功能观与教学观。[22]联通主义教材观不同于“圣经式”教材观“教教材”的机械固化,是在经验取向、科学取向、人本取向等基础上“用教材教”的进一步升级改造,是GAI赋能数字教材研用的重要理论支撑。详言之:一是在教材内容选择上,运用GAI将互联网场域内合法开放的公域与私域资源进行智能互联,继而使用数据爬虫软件,按照规范采集相关内容并用于数据集构建与大模型训练,进而提升知识生产的效率与质量,还要关注学生的真实生活与个性化发展诉求,在课程标准的指导与学生培养目标的要求下有效整合不同形态的数字教材知识,构建丰富开放的数字教材知识体系。二是在教材结构组织上,通过GAI、知识图谱、自然语言处理等技术的融汇与赋能,协同纸质教材的内容编写,实现教材内容组织学科逻辑与认知逻辑相统一、“直线式”与“螺旋式”相统一、纵向组织与横向组织相统一。[23]并依据师生的审美认知规律与诉求去持续优化数字教材的用户界面、教学构件、学习插件等内容,确保教材内容与教材形式相契合。三是在教材功能设计上,不仅要在“面”上强化数字教材在知识传递、文化传承、能力培养、价值观塑造等方面的功能体系,还要在“点”上借助大数据、交互引擎、GAI等数智技术,优化其信息检索、实时交互、资源下载、作业管理、评价管理、服务反馈等基础功能,从而以“点”“面”联通去满足数智时代师生个性化教与学的多元诉求。四是在教材教学实施上,借助GAI、自适应组合系统、多模态融合技术等为教学活动开展提供定制化与开放性的教学资源,强化“人—机—内容”之间的交互协作与群智共生,[24]促成学生的智慧学习、具身学习与深度学习,同时做好教学过程中的数据收集存储、学习画像描摹与信息诊断反馈。  (二)联通主义理论下GAI赋能数字教材研发应用的运行框架  GAI赋能数字教材研究与应用,涉及多主体、多要素、多环境的联结与协作,本质上是一个能够动态演进、持续提升生产力的自适应生态系统,需要教材研用主体、依据、媒介、内容、目标等核心要素的序列化重组与高效能协作。故此,GAI赋能数字教材的研用过程可基于联通主义理论,依循“主体—依据—媒介—内容—目标”的逻辑链条去构建其运行框架,借此清晰呈现其内容要素与运行机制,具体如图1所示。总的来看,GAI赋能数字教材研用涉及“5大主体”“5大依据”“3大媒介”“5大内容”与“4大目标”的联通与交互。

生成式人工智能何以赋能数字教材研发应用——基于联通主义理论视角

图1 生成式人工智能赋能数字教材研发应用的运行模型  1.“5大主体”——数字教材的“管—研—技—发—用”主体  GAI赋能数字教材研用的过程涉及教材建设共同体的多元协作,主要有教育行政管理者、教材编研者、技术支持者、出版发行者与社会使用者5大类。[25]其中,教育行政管理者主要指负责数字教材建设政策供给、质量监管与过程督导的管理人员,如国家层面的中华人民共和国教育部教材局、地方层面的教材处,负责数字教材研用的项目规划、组织协调、方向引领等工作;教材编研者主要指参与数字教材研发的课程专家、教材专家、教研员、骨干教师与出版社编校人员,负责数字教材研用的理论支持、培训指导、脚本设计、内容编写等工作;技术支持者指通过市场调研、招投标等方式选择的符合数字教材研用标准与要求的GAI等数智技术企业的专业技术人员,负责数字教材研用的技术开发、模型测试、系统运维等工作;出版发行者主要指负责数字教材编辑、审校、发行的出版社文字策划编辑、营销美术编辑与发行销售人员;社会使用者主要指选用和使用数字教材的学校、师生、家长与其他社会代表,是数字教材研用的直接受益人与质量监督反馈的重要主体。顺应我国教材管理“统分结合”的基本原则,通过考察数字教材研用过程中国家权力的运行方式可知,数字教材研发的模式主要有两种:一种是由国家教育行政部门统一组织设计、编写、审查与选用的数字教科书,如语文、历史、道德与法治(政治)教材的数字化;另一种则是国家部分授权与社会共同开发的非统编类数字教材,如除三科统编教材外的其他学科教材数字化、跨学科素质拓展类数字教材。[26]显然,教材建设共同体在不同模式下参与数字教材研用的方式与程度有所不同,且运用GAI进行数字教材研发的方式与要求也会有所不同。总的来看,五大主体相互影响、协同互促,为提升GAI赋能数字教材研用的新质生产力而努力。  2.“5大依据”——数字教材研用的“政策—法律—课标—行标—育人”要求  “依据”是指GAI赋能数字教材的研发与应用过程中,在技术应用、内容编写、发行资质等方面,应遵循的我国相关政策文件、法律法规、课程标准、行业标准与育人要求。其一“政策文件”方面,指基于GAI技术研发数字教材要遵循《关于加强和改进新形势下大中小学教材建设的意见》《关于教材工作责任追究的指导意见》《中小学生成式人工智能使用指南(2025年版)》等政策文件对内容组织审定、主体权责判定、技术选用使用等的具体要求;其二“法律法规”方面,指GAI赋能数字教材研用要遵守《中华人民共和国著作权法》《中华人民共和国数据安全法》《中华人民共和国个人信息保护法》《互联网信息服务算法推荐管理规定》《生成式人工智能服务管理暂行办法》以及《中小学教材管理办法》等具有普遍约束力与强制力的法律性文件;其三“课程标准”方面,指在运用GAI技术进行数字教材的内容研发与推广应用时,要遵循基础教育阶段课程方案与标准对某一学科教材编写的内容、形式与技术要求;其四“行业标准”方面,指2022年中华人民共和国国家市场监督管理总局发布的首批中小学数字教材在元数据、质量要求和检测方法、出版基本流程等方面的规范性文件;其五“育人要求”方面,指基于GAI技术研发的数字教材,要围绕新课改下教师高效能地教、学生个性化地学与学校智慧化地管去系统展开,充分发挥数字教材培根铸魂、启智增慧、培育新人的预设价值。总的来看,五大依据缺一不可,唯有发挥其联通整合的效力,方能确保GAI赋能数字教材研用的全过程有据可依。  3.“3大媒介”——数字教材研用的物质基础、GAI与其他数智技术  “媒介”指GAI赋能数字教材研用过程中用以存储与传播信息的相关技术和中介工具,主要包含物质基础、GAI与其他数智技术三大类。其中,“物质基础”指数字教材研用所需的场地、经费、参考书、数字资源、移动终端等要素;“GAI”作为数字教材研用的重要技术载体,其中互动问答类、智能写作类、音视频处理类、编程设计类GAI产品能为数字教材研用提供差异化的技术支持;“其他数智技术”指除了GAI的驱动外,数字教材研用还需显示技术、存储技术、多媒体技术、网络技术、智能语音技术、屏幕触控技术、传感技术、云技术等的加持,用以优化用户界面、丰富教学构件以及支撑操作管理系统的运营。其中,大数据、区块链、物联网、VR、数字孪生等技术在数智时代的教育场景中愈发受到关注与重视。有学者还提出,“思维链提示技术”“检索增强生成技术”与“AI学习智能体”对数字教材搭建学习支架、提高内容生成质量、支持学生个性化学习、助力师生教学相长等具有重要意义。[27]总的来看,三类媒介相互联通、互相支撑,是落实数字教材研用诸种功能设想的现实基础。  4.“5大内容”——数字教材的“研究规划—内容生产—质量控制—出版发行—使用改进”过程  “内容”指GAI赋能数字教材研用的五项主要环节,即数字教材的研究规划过程、内容生产过程、质量控制过程、出版发行过程与使用改进过程。鉴于数字教材与GAI的属性特质及其二者联通与耦合所需遵守的外在规范,数字教材研用的每一环节都应有其明确的价值导向与内容要求。其一,数字教材研究规划过程应当在战略导向下引导与规范GAI赋能数字教材建设的选题策划、方案拟定、队伍搭建等整体设计工作,以精品数字教材研发推进教材强国、教育强国、科技强国与人才强国的一体化建设;其二,数字教材内容生产过程应当在质量导向下充分运用GAI赋能数字教材知识的生产、选择、加工、组织等工作,确保教材内容符合科学性、先进性、系统性、思想性等特征;其三,数字教材质量控制过程应当在安全导向下做好GAI赋能数字教材产品的内容编辑、人机审校、质量测试等工作,寻求GAI之“技术善”与数字教材管理者、研发者与使用者之“动机善”的充分耦合,不仅要确保数字教材的内容安全,还要保障用户个人以及组织机构的信息安全;其四,数字教材出版发行过程应当在公平导向下做好智慧化数字教材产品的版权保护、市场定价、出版发行等工作,尊重其作为教育公共产品的公益属性以及避免研用过程中的马太效应;其五,数字教材使用改进过程应当在发展导向下因应数字技术发展与教育规律演变,加快科研创新进度,进一步完善GAI赋能下数字教材产品的多场景使用、人性化服务与调试性改进,持续提升数字教材研用的新质生产力,由此为新一轮的数字教材研究规划、内容生产、质量控制等过程的重构提供现实依据与发展向度。  5.“4大目标”——数字教材研用的“简单联通—社会化联通—复杂联通—智能联通”  “目标”指在联通主义理论的牵引下,GAI赋能数字教材研用将实现从“人—机”的简单联通、“人—技术—环境”的社会化联通、“人—机—知识—环境”的复杂联通到“理论—技术—产品—实践”的智能联通的发展进阶,由此灵活应对外在环境变化、技术产品迭代与人民优质教材诉求,实现数字教材研用全过程的“智适应”。其一,“人—机”的简单联通是GAI赋能数字教材研用的前提基础,不仅要引导“5大主体”积极参与数字教材研用工作以及服务于学校智慧课程教学改革,还要结合GAI、教育大模型、虚拟数字人等媒介促成“师—生—机”的多模态交互;其二,“人—技术—环境”的社会化联通要求在实现人机联通的基础上,充分考量GAI技术应用于数字教材研用的现实环境,尤其是要满足国家战略发展诉求以及顺应数智技术发展前沿趋势,就此实现物理空间、社会空间与数字空间的贯通耦合;其三,“人—机—知识—环境”的复杂联通要求GAI赋能数字教材的研发应用,应当切实围绕特定时期数字教材知识的育人旨归展开,“以知识网络形式重构知识生成与组织方式,通过人工智能、语义关联及多模态融合技术,将教材内部知识与外部资源链接成连通网络,打破传统教材的线性知识结构与逻辑编排,实现跨领域知识资源的解构与重组”[28];其四,“理论—技术—产品—实践”的智能联通是GAI赋能数字教材研用的终极目标,即在明确前提基础、现实环境与育人主张后,以联通主义为理论基础、以GAI为重要媒介、以数字教材研用五大环节为中心任务,持续规范数字教材的研用过程及其产品质量,就此实现理论、技术、产品、实践四要素的互融共进。  (三)联通主义理论下GAI作为“协作者—分析者—促进者”的角色展演  国际上的生成主义数字教育框架将GAI在课堂中的角色分为三类,即基于社会存在的协作型人工智能、基于认知存在的分析型人工智能与基于教学存在的促进型人工智能,[29]为GAI在数字教材研发应用过程中的角色展演与运行机制提供了认识向度。首先,作为协作者的人工智能,在数字教材的研究规划与内容生产过程中扮演信息提供者、学习驱动者与协作学习者的角色,引导数字教材建设通过专业化的选题策划、方案拟定、队伍搭建等工作去确保教材内容生产、选择与加工的无风险表达,同时该过程中生成的数据信息也将进一步充实GAI大模型的训练数据集并促成其在技术架构上的完善。其次,作为分析者的人工智能,在数字教材的质量控制与出版发行过程中扮演数据交互者、情境创设者、过程性评估者与批判性思考者的角色,能为这两大环节的运行提供必要的信息反馈与内容要求,从而对过程中涌现的新问题、新情况进行智能督导,同时督导分析的结果将智能生成数字教材产品检测报告,这无疑能为GAI的教育应用改进提供建议。最后,作为促进者的人工智能,在数字教材使用改进过程中扮演学习路径导航者、内容管理者与反馈生成者的角色,能为学校师生便捷获取教材知识与科学使用数字教材提供针对性服务;同时对师生使用数字教材具体成效的诊断以及过程中学习者数字画像的描摹,将进一步用于完善GAI技术框架的设计以及数字教材研究规划过程的改进,就此确保GAI赋能数字教材研用的过程得到发展性调适。总的来看,各要素相互联系、交互影响,具有一定的逻辑演绎规律,就此在要素的联通耦合中创生一个系统有序、动态平衡的运行生态。

联通主义下GAI赋能数字教材研发应用的实践策略

  GAI赋能数字教材的研发应用是数字出版智能化与教育数字化转型同向发力的重要产物,有其技术可行性、教育应用价值以及潜在风险挑战。正如麦克卢汉所言,媒介即讯息,它与所获取、生产、传播的数据及意识杂糅在一起,已不是纯粹的媒介,具有整体性,且其尺度、速度、模式的变化对人类社会生存与历史变迁具有重大影响。[30]故为提升GAI赋能数字教材研用过程的新质生产力,实现“理论—技术—产品—实践”的智能联通,不仅需要构建GAI赋能数字教材研用的运行框架,还需进一步优化其顶层设计、创生其中国范式与夯实其实践基础,从而回应其在技术、伦理与教育层面的风险,促成该运行框架的落地与优化,提升数字教材的产品质量与育人成效,以及演绎数字教材研用的中国智慧与责任担当。  (一)顶层设计:“政策供给—理论研究—法律修订—标准体系”的协同耦合  GAI赋能数字教材研发应用的顺利推行,需进行系统科学的顶层设计,以期规范与引领其研用的全主体、全过程与全要素。一是由上至下加大政策供给,提高“政策组合拳”质量。在《生成式人工智能教育和研究应用指南》《中小学生成式人工智能使用指南(2025年版)》等文件的基础上,国家与地方根据其职能范畴去针对GAI赋能数字教材研用的关键事项颁发系列具有统摄性、指导性的政策文件,明确数字教材在内容选择组织、出版发行审定、学校选用使用、督导管理评价等方面的具体要求,加大资源、资金、技术、服务等方面的政策扶持力度,为学校层面颁发数字教材操作实施指南提供必要的方向,由此构建高质量、立体化的GAI赋能数字教材研发应用的政策供给体系。二是加强基础理论研究,引领数字教材研用实践。通过研究课题立项、研究机构创设、理论创新奖励等方式,鼓励高校课程教材专家、出版社编审发行人员、互联网企业技术开发人员、教研员等主体协同开展数字教材基础理论研究,深入联通主义教材观及其教学转化研究,加强联通主义理论下GAI教育应用研究,以及重视数字教材的智慧开发及风险治理研究,为GAI赋能数字教材研用提供强有力的理论支撑。三是修订相关法律法规,筑牢数字教材研用法治阵地。完善我国《生成式人工智能服务管理暂行办法》《中华人民共和国个人信息保护法》《互联网信息服务算法推荐管理规定》《中小学教材管理办法》等法律法规的应用场景与实施细则,明确GAI赋能下数字教材研究规划、内容生产、质量控制、出版发行、使用改进等过程中所涉及的主体权责关系并拟定相应的违法负面清单,规范算法推荐与超链接资源,加强知识产权与个人隐私保护,增强法律法规的前瞻性与适切性。四是构建全覆盖标准体系,规范数字教材研用运行秩序。构筑集知识内容与虚拟学具、教学服务与学习终端、教育管理与应用规范、服务管理与评价规范、安全伦理与隐私规范等于一体的数字教材标准体系,[31]搭建GAI赋能数字教材研用在知识内容传播、文化立场彰显、技术发展取向、行业价值判断等方面的伦理规范体系。五是构建协同推进体制机制,确保数字教材研用全过程有制可依。构建GAI赋能数字教材研用的高效协同机制,寻求教材建设共同体的价值共识、利益平衡与常态协作,完善GAI融入不同类型及不同学科数字教材的资格准入机制、审定修订机制、激励保障机制、预警反馈机制、评价退出机制,借此优化资源配置、划定行为边界与提升组织效能。  (二)范式建构:“内容体系—编写设计—功能谱系—教学效能”的优化改进  GAI赋能数字教材的研发应用,不仅要放眼世界、博采众长,选择性运用他国的GAI技术与借鉴其数字教材研用有益经验,还要扎根中国本土实际,尊重我国数字教材研用的特殊环境与时代要求,继而基于“联通主义教材观”探索GAI赋能数字教材研用的本土范式,走自主创新的中国特色高质量数字教材发展道路。其一,为优化数字教材内容体系,不仅要积极开展研发队伍培训、统一内容研发思路,[32]还要搭建数字教材内容共建共治共享机制,促成GAI赋能下跨学科知识、情境化知识、地方性知识的科学生成,搭建多模态、优质立体的数字教材知识网络。其二,为改进数字教材编写设计,不仅要科学绘制知识图谱以避免GAI赋能下数字教材内容泛化带来的知识“碎片化”“冗杂化”“低质化”问题,还要基于师生教学需求反馈去优化数字教材界面设计,[33]满足多种访问路径与阅读端口,丰富与创新学习支架、构件检索、超链接设置等的方式及路径,提升广大师生数字教材使用的意愿、频率与体验。其三,为健全数字教材功能谱系,不仅要利用GAI提升其教学系统、学习系统、交互系统、服务系统、干预系统、预测系统、更新系统等要件的智能化水平,还要为学校选用数字教材提供涵盖应用方案、培训指导、使用轨迹报告、质量反馈渠道的校本化与智能化全流程支持,以提升数字校园治理水平。其四,为提升数字教材教学效能,不仅要探索教学智能体、智能学习助手等融入数字教材的方式方法,创新“双师”教学与人机协同学习,还要创建高集成度、高覆盖面、高推广率的优秀数字教材教学案例智库,探讨如何科学测度数字教材对课程教学改革的贡献。由此,依循“试点先行、逐步推广”的思路,坚持“自上而下的规划”和“自下而上的先行先试”同步开展,[34]围绕数字教材的内容体系、编写设计、功能谱系与教学效能,因地制宜探索GAI赋能数字教材研用的本土经验,实现“主体—依据—媒介—内容—目标”要素的联通耦合,在“实践—反思—改进—实践”的发展进路中构建纵向衔接、横向配合、类型齐全的数字教材体系,[35]打造具有中国特色的精品数字教材品牌,为其他国家开展数字教材建设提供中国经验。  (三)实践支撑:“生态—技术—模型—平台—素养”基础的系统性建设与全面提升  GAI赋能数字教材研发应用的顶层设计开展与本土范式建构,需要生态、技术、模型、平台、素养等多方面基础的必要支撑。一是营造技术赋能数字教材研用的和谐生态。秉持包容性与合法性相统一的原则,促成“技术—教材—人”的和谐共生,以GAI为抓手实现数字教材研用符号世界、虚拟世界与现实世界的多维融通。二是提高GAI的技术研发质量。通过持续优化数据挖掘技术、自然语言处理技术、区块链技术、深度学习技术、思维链提示技术、检索增强生成技术等,改进GAI技术框架并拓展其角色展演定位,为数字教材研用提供高品质和跨模态的知识问答、智能写作、图像处理、音视频生成、情境感知、学习社群、模拟演练、情感支持、在线追踪、类人化指导等服务。三是构建针对数字教材研用的国产通用大模型。持续完善GAI大模型的数据来源、语言分布与运行算法,提高其识别、理解、生成、推理等能力,以及模型运行的可解释性与鲁棒性,继而开发赋能数字教材研用的资源类、工具类、评价类、学习活动类、教学活动类等构件。四是强化数字教材研用的平台建设。在国家与地方中小学智慧教育平台基础上,以精品数字教材建设为依托搭建GAI赋能数字教材研用的平台体系,如群智协作式研发平台、立体智能化审查平台、交互共享式智慧学习平台、自适应化全数据管理平台,持续加大平台的宣传力度与优化平台的使用方式。五是完善数字教材建设者的素养框架。为理性认识与正确使用GAI技术及其赋能的数字教材,数字教材研发者、管理者和使用者还需有意识地提高其智能素养水平。所谓智能素养,即为适应智能时代工作、学习、生活,公民所需的AI知识、AI能力与AI伦理,其中AI能力主要包括数据能力、信息能力、算法能力、编程能力、计算思维能力、人机协同能力与跨学科能力。[36]国外学者马克·沃沙尔团队提出的生成式人工智能素养模型,包括理解、接入、提示词、印证和整合五个层级,[37]为GAI赋能数字教材研用提供了更有针对性与操作性的主体素养进阶指南。

▏参考文献:
  [1]黄荣怀.数字化教材、大数据测评 未来学习要构建智慧教育新生态[EB/OL].(2022-04-05)[2026-03-24].https://m.gmw.cn/baijia/2022-04/05/1302883197.html.  [2]李志民.人工智能时代教育哲学的范式转型[J].中国教育信息化,2025,31(7):3-10.  [3]魏晨曦.人气超ChatGPT的“东方力量”,DeepSeek强在哪?[N].环球时报,2025-01-29.  [4]李森,郑岚.生成式人工智能对课堂教学的挑战与应对[J].课程·教材·教法,2024,44(1):39-46.  [5]柯清超,鲍婷婷,马秀芳,等.教育强国的数字化特征、关键指标与发展路向[J].电化教育研究,2024,45(2):5-12.  [6]周启毅.数字教材建设中的常见问题分析[J].出版广角,2021(21):56-58.  [7]周文,许凌云.论新质生产力:内涵特征与重要着力点[J].改革,2023(10):1-13.  [8]沙利文.AI大模型市场研究报告(2023)——迈向通用人工智能,大模型拉开新时代序幕[EB/OL].(2023-04-26)[2026-03-24].https//img.frostchina.com//attachment/16871040/3NsDdkbtMm5VWZXhxG8bm5.  [9]刘邦奇,聂小林,王士进,等.生成式人工智能与未来教育形态重塑:技术框架、能力特征及应用趋势[J].电化教育研究,2024,45(1):13-20.  [10]卢宇,余京蕾,陈鹏鹤,等.生成式人工智能的教育应用与展望——以ChatGPT系统为例[J]. 中国远程教育,2023,43(4):24-31,51.  [11]高静.巩固中华文化主体性要着力处理好四对关系[N].重庆日报,2024-02-26.  [12]段永杰,李彤.数字出版中AIGC生成物的应用场景及其伦理规制[J].出版科学,2023,31(6):84-93.  [13]苗逢春.生成式人工智能及其教育应用的基本争议和对策[J].开放教育研究,2024,30(1):4-15.  [14]赵汀阳.人工智能的神话或悲歌[M].北京:商务印书馆,2022:5.  [15]王雯,李永智.国际生成式人工智能教育应用与省思[J].开放教育研究,2024,30(3):37-44.  [16]唐·伊德.技术与生活世界——从伊甸园到尘世[M].韩连庆,译.北京:北京大学出版社,2012:6-9.  [17]陈丽,徐亚倩.联通主义的哲学观及其对教育变革的启示[J].教育研究,2023,44(1):16-25.  [18]王志军,陈丽.联通主义学习理论及其最新进展[J].开放教育研究,2014,20(5):11-28.  [19]SIEMENS G. Connectivism: learning as network-creation[DB/OL]. ASTD Learning News10(1). Retrieved on June 19, 2014 from: http://www.elearnspace.org/Articles/networks.htm.  [20]王牧华,邱钰超.联通主义视角下课程开发的未来走向[J].课程·教材·教法,2021,41(12):26-32.  [21]王志军,滕志强,苏晨予.国际生成式人工智能教育应用创新——全球人工智能学习和教育研究联盟之“人工智能赋能学习者会议”综述[J].远程教育杂志,2024,42(2):65-74.  [22]陈柏华,高凌飚.教材观研究:类型、特点及前瞻[J].全球教育展望,2010,39(6):63-69.  [23]乐进军.从纸质教材到电子教材——教材数字化变革研究[M].北京:北京师范大学出版社,2017:34-38.  [24]石娟,石鸥.数字教材的多维样态与开发逻辑[J].教育科学,2023,39(1):50-55.  [25]乐进军.从纸质教材到电子教材——教材数字化变革研究[M].北京:北京师范大学出版社,2017:95.  [26]张玉,罗生全,杨柳.数字教材落实国家事权:要义证成、逻辑图景与实践探索[J].教育科学研究,2024(11):43-50.  [27]李锋,叶宜涛,程亮.生成式人工智能在数字教材建设中的现实问题、改进方法与实践策略[J].中国电化教育,2024(12):23-30.  [28]金牧兰,钟绍春,杨澜,等.生成式人工智能赋能数字教材建设:结构框架与实践路径[J].电化教育研究,2025,46(10):121-128.  [29]PRATSCHKE B M. Generativism: the new hybrid[EB/OL].(2023-09-21)[2026-03-24].https:/arxiv.org/abs/2309.12468.  [30](加拿大)马歇尔·麦克卢汉.注释点评:特伦斯·戈登.理解媒介:论人的延伸[M].何道宽,译.北京:译林出版社,2011:16.  [31]庞鹏,徐信贵.数字教材落实国家事权:潜在风险、应然路向与行动策略[J].课程·教材·教法,2024,44(2):55-62.  [32]王润,余宏亮.数字教材编制的动态模型、关键要素与优化路径[J].全球教育展望,2024,53(7):60-71.  [33]胡嘉康,田莉.指向深度学习的数字教科书设计:内涵重塑、应然路径与实践策略[J].远程教育杂志,2023,41(5):104-112.  [34]阚维.加快建设支撑高等教育人才自主培养的系列教材[EB/OL].(2024-03-20)[2026-03-24].https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU0MDg0NjMwMQ==&mid=2247492021&idx=1&sn=400cb4e45d5e8f1d0657bc29556fde80&chksm=fb305007 cc47d911063e629e9132c813a52d201087fd1eefef5d793d44e1937c2c26fcbe97d0&scene=27.  [35]张振.新时代教材体系建设的三重逻辑:价值、理论与实践[J].课程·教材·教法,2023,43(4):34-41.  [36]张银荣,杨刚,徐佳艳,等.人工智能素养模型构建及其实施路径[J].现代教育技术,2022,32(3):42-50.  [37]GRAILE AI. Day 2 intro & keynote: from print to digital to AI: preparing our students for the new literacy era[EB/OL].(2023-10-23)[2026-03-24].https://www.youtube.com/watch?v=C-CQqcsZvgA.
Generative AI Empowering the Development and Application of Digital Textbooks: From the Perspective of ConnectivismYu ZHANG1, Xing AI2(1.Chongqing Academy of Educational Sciences, Chongqing 400015;2.The Faculty of Education, Southwest University, Chongqing 400715)
Abstract:Integrating Generative Artificial Intelligence (GAI) appropriately into the research and application of digital teaching materials is an important practice in the digital intelligent era to promote the integrated development of education and technology and effectively improve the quality of digital teaching materials products. Based on a comprehensive examination of the unique advantages, technical difficulties, ethical risks, and educational challenges brought about by GAI-enabled development and application of digital teaching materials, and guided by the theory of connectivism, an operational framework for GAI-enabled digital teaching materials development and application is systematically constructed from five levels: “subject, basis, medium, content, and goal”, clarifying its overall layout and key mechanisms, with the aim of achieving the developmental progression of various elements in the process of digital teaching materials research and use from simple connectivity, social connectivity, complex connectivity to intelligent connectivity. To enhance the new quality productive forces of GAI-enabled digital teaching materials research and use, and achieve intelligent connectivity of “theory-technology-product-practice”, it is also necessary to realize synergistic coupling in top-level design through “policy supply-theoretical research-legal revision-standard regulations”, promote optimization and improvement in paradigm construction through “content system-compilation design-function spectrum-teaching effectiveness”, and achieve comprehensive construction and enhancement in practical support through “ecology-technology-model-platform-literacy”, thereby addressing risks and challenges, optimizing operational framework, improving educational outcomes, and demonstrating Chinese wisdom in digital teaching materials research and use.
Keywords:Digital teaching materials; Generative Artificial Intelligence; Connectivism; New quality productive forces; Operational framework
编辑:王天鹏 校对:王晓明
往期推荐
《中国教育信息化》2026年第04期《中国教育信息化》2026年第03期《中国教育信息化》2026年第02期《中国教育信息化》2026年第01期
点击此处投稿
生成式人工智能何以赋能数字教材研发应用——基于联通主义理论视角
© 版权声明

相关文章