数字化教学辅助资源建设的探索实践

周万灏

摘 要：本文以中国科技出版传媒股份有限公司开发的高等教育类辅助教学数字产品“细胞生物学3D模型与3D动画教学资源库”为例，围绕市场需求调研、产品形态设计、内容资源聚集、产品盈利模式设计等四个方面，探讨了如何利用出版社现有出版资源，通过市场调研，分析高校课堂教学的“痛点”，进而形成高等教育类辅助教学数字产品开发思路的探索过程，希望能为同业者提供一定的借鉴。

关键词：数字产品 市场需求 资源聚集 盈利模式

随着2018年国家正式启动“双一流高校建设”“双一流学科建设”重大工程以来，国内各级政府、各大高校均投入了大量的人力、物力、财力进行高等教育的学科建设、课程建设。教育部出台的针对国内高校“学科建设”“课程建设”的“双万”计划，更是将高校的课程建设热情推向了一个更高的层次。在此背景之下，国内一批课程录制机构，借鉴了培生集团在线教育业务模式，如雨后春笋般迅速发展起来，并取得了惊人的市场收益。[1]但是传统的课程录制仍然无法摆脱“先生上面教，学生下面学”的教学方式，这种教学模式不但无法满足出生在“数字时代”的零零后的求学需求，也非常不便于老师们在课堂上的灵活教学，更是与国家教育主管部门对于高校相关专业实行“虚拟仿真教学”的要求相差甚遠。因此，如何在传统录课基础上，充分运用数字技术、互联网思维，将虚拟仿真技术应用于我国各高校课堂教学，将是一项重要的、基础性工程。[2]

目前，在国内高校课堂教学方面利用计算机等技术手段实现教学内容的三维可视化的3D图像、视频产品已经有部分不算成熟的成果问世，但同时这些面世的产品由于技术原因、维护原因、开发进度、与高校实际教学匹配程度、推广平台、版权问题等因素的制约，一直无法，也很难真正走进高校，应用于实际教学之中。本文以“细胞生物学3D模型与3D动画教学资源库”项目的建设为例，围绕知识服务战略中四大业务方向的智慧教育服务，通过市场需求调研、产品形态设计、内容资源聚集、产品盈利模式设计等四个维度，探讨如何在融合发展、精品出版总体战略的指引下，依托出版社现有教学资源，实现以数字化资源建设推动高等教育——“细胞生物学”的课程建设及教学改革，满足移动互联网时代下的教学需求，为“双一流”学科建设提供教学服务支撑。

一、市场需求调研

一个好的数字产品的推出，首先要经得起市场长期的检验，市场认可的产品，一定是市场急需的产品。因此，我们在进行“细胞生物学3D模型与3D动画教学资源库”项目设计之初，通过广泛的高校教学调研，发现在我国基础学科发展规划中，细胞生物学与分子生物学、神经生物学和生态学并列为生命科学的四大基础性学科，具有无可替代的重要作用。从宏观的动物、植物，到微观的微生物、细胞、分子、遗传学等，“细胞生物学”都是这些学科的必修课程，并与其他课程紧密连接，是打通上下游教学活动的必修课程之一。目前，国内各类高校基本都设立了生命科学学院，或者生命科学类的相关课程群。这些市场信息的捕获，为我们数字产品的生存环境提供了可以推广的广阔空间。

同时，我们在广泛的市场调研中还发现“细胞生物学”的课堂教学存在非常明显的“教学痛点”：①在现有授课环节中，均以教师课堂讲授为主，看PPT、模型或显微镜等教学方式为辅。现有的视听模式只能帮助学生建立二维平面结构，不能营造一个立体的空间结构观念，学生很难在第一时间接受所学知识。②教师没有很好的空间结构描述、表达能力，或学生没有很好的立体结构思维，很多名词、复杂结构及其变化过程将变得难以理解，且易遗忘，使学生对细胞生物学望而却步，失去探索兴趣。③学生课后复习主要是在图书馆、自习室或寝室根据教材、课堂笔记、教科书上的图片进行理解、复习。这种学习模式不能将教材中抽象、复杂的内容直观、立体地表现出来，制约学生对细胞微细结构的认知和理解。

我们对于以上信息进行综合分析后，得出了一个初步结论：针对高校普遍开展的生命科学领域的桥梁课程“细胞生物学”的“教学痛点”需求，打造一个解决实际教学效果不佳的辅助教学课件，将会有很广阔的市场空间。因此，我们初步确定了我们数字教育产品的最雏形属性——数字辅助教学资源库。

我们认为市场需求调研是数字化产品建设中最关键的一步，决定了产品设计、产品功能完善、产品营销、产品迭代升级等若干重要环节的发展方向，是属于最基础、最重要的核心要素。

二、产品形态设计

在通过广泛市场调研，并确定了产品属于数字辅助教学资源的最初属性之后，就需要认真思考产品的形态设计了。产品的形态设计不但要考虑产品的功能属性，还要考虑产品的使用场景、支持系统等。

在人类的记忆和认知系统中，视觉记忆是重要的组成部分，是视觉感知和概念表征建立联系的直接渠道。视觉条件下看到的物体越接近真实，对概念和构成的理解与记忆也就越准确。因此，细胞生物学中知识理解、学术体系的构建等方面可以向信息可视化、知识可视化领域应用和拓展，我们的产品使用场景上也可以向可视化视觉转向。可视化技术是利用计算机图形学和图像处理技术，将海量数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来，进行交互处理的技术;也就是说，在计算机显示屏里看到的三维图形，其实就是真实三维空间的一个影印版。

我们基于此使用场景的思考，广泛调研了众多高校的一线教师，并得到了肯定的印证。在高校“细胞生物学”实际教学中，3D图像可多角度、多层次地给学生以感官冲击，激发学生学习兴趣，3D可视化图像将传统二维平面的内容“立”起来，使其结构深深地印刻在学生记忆中，实现教学过程更加直观化、立体化与精细化。同时，我们在调研中还了解到，3D可视化教学资源如果实现动态的视觉展示，便可以更加完美地重现细胞在整个生命周期的各种重要生命活动事件，这对于提升高校课堂教学效果的“最后一公里”问题，起到了决定性的作用。

基于以上情况，我们最终确定了“细胞生物学3D模型与3D动画教学资源库”的教学使用场景：操作者以第一人称视角进入细胞内部，交互式学习过程充分满足所见即所得的使用体验，对细胞3D模型及3D动画可进行任意缩放、旋转，从而实现360°全方位、多角度观察，从显微到亚显微直至分子层面，逐级深入观察与学习细胞的结构、功能与作用机制。同时，考虑到各高校目前大力开展的虚拟实验室建设，以及高校图书馆数字化资源采购的需求，我们进一步完善了本数字资源的使用支持系统：针对toB的用户，我们可以提供局域网IP段使用管理的模式;针对toC的用户，我们可以提供激活码注册使用管理的模式。

产品的形态设计不仅仅可以充分展示本产品的使用属性，更可以满足用户的使用需求，并依托设计者针对不同使用场景的设计，进一步加深用户对于产品的使用黏附性，挖掘用户的潜在需求，为产品质量、服务模式的不断提升提供可能。

三、内容资源聚集

内容资源是数字产品的核心，集聚优质的内容资源是数字产品建设的基础。优质资源要具备权威性、系统性、大当量、多样化的特点。[3]数字产品设计之初，就要仔细考虑，有多少可以合理应用的自主版权的内容资源？有多少需要整合，或重新开发的数字资源？这些内容资源是否具备优质的特性？作为教育服务类的数字产品，资源的权威性是首要条件，代表了教育领域的最高水平。资源的系统性要求资源内容具备完备的知识体系，能在特定专业领域内实现一定深度的全覆盖，这是产品能够在众多同类产品中脱颖而出的必备条件之一。数字资源总的当量要大，只有形成了一定的规模资源，才能给用户提供最完美的知识服务功能。数字资源展现形式的多样化，可以支持使用者在不同使用场景之间的体验转换。

科学出版社在长期的图书出版过程中积累了大量的“细胞生物学”类教材、教辅，以及数量众多的生命科学类的各系列教材，进而构建成了权威性、体系化的内容资源网络，可以为“细胞生物学3D模型与3D动画教学资源库”的底层内容资源构建提供全面的支撑。同时，科学出版社近几年围绕高校课堂教学的辅助教学资源建设已经初具规模，我们目前拥有了五种常见模式动物——牛、猪、犬、马、羊的3D数字资源标本库，每种模式动物的3D数字资源涵盖了动物全体及局部皮肤、肌肉、血管、骨骼、神经、淋巴等解剖结构，同时提供全部解剖位点指示线及文字说明等。我们还自主构建了植物资源标本库：包括常见的467种裸子植物和被子植物，每种植物均含有从整体到微观的解剖结构，共计5000余张包括电镜照片、实体照片等高清晰图片。这些数字资源可以为“细胞生物学3D模型与3D动画教学资源库”的底层数字资源构建提供一定的支撑。

另外，科学出版社在多年的发展进程中拥有了一大批生命科学教学领域内的知名专家，如中山大学、北京师范大学、四川大学等校的国家级教学名师、国家级教学团队等，这些教育专家们在我们的数字产品建设过程中，能结合教学实际情况，参与整个项目的开发建设过程中，给予了我们大力的支持，保证了我们数字产品内容、细节的准确性、科学性、权威性，符合高校教学实际，并协助我们通过教师、学生们的使用反馈不断对产品进行完善。

权威的内容质量保障，大量的内容资源基础，是产品能为用户提供长期服务的一个根本性的保障，也是產品能区别于其他同类产品的一个重要显著性标识，是产品长期生存、发展的核心。

四、产品盈利模式设计

数字产品的建设，不但要秉承“社会效益第一”的建设理念，也要始终坚持“从市场中来，到市场中去”的理念，如何在市场中持续获得经济盈利，对于出版机构来讲，也是必须要认真思考的问题之一。出版机构不仅关心如何利用数字技术实现传统出版产业升级，更关心如何通过数字化转型实现企业利润增长。[4]

“细胞生物学3D模型与3D动画教学资源库”主要面向国内高校生命科学类本科生及研究生的课堂教学，也可以用于相关人群的科研及科普教育，教材出版的供图方等。高校是主要的目标客户。[5]“细胞生物学3D模型与3D动画教学资源库”本身的销售方式，主要为两种方式：①以授权访问浏览为主要方式，高校教师可以在授权期间，访问我社服务器上的细胞生物学3D教学资源，用于教学演示，学生自由探索等。出版社收取资源购买费用。[6]②以一次性购买为主要方式，出版社可以根据高校购买的具体数字资源，安装在高校的局域网中，供其使用。“细胞生物学3D模型与3D动画教学资源库”中的全部数字资源，均以二维码扫描，或者科学出版社“coursegate平台”等端口为链接，为纸质教材、教辅提供附加数字阅读资源。一个好的数字产品，一定会为市场提供不同模式的服务，也一定会为企业带来可观的经济效益。这不但为产品自身质量进一步提升提供支持，更可以激励企业投入更多的热情，从事其他的产品创新，为市场提供越来越全面的服务。

五、项目实践的成绩及影响

自“细胞生物学3D模型与3D动画教学资源库”上线运行以来，本库得到了良好的市场反馈，我们的技术团队，在不到三个月的时间内，在15个省市自治区，完成了22场专题数字产品使用培训交流会。截至目前，已经有331所高校、9所科研院所、3所高中的831位用户（全部是一线教师）正在使用我们的产品，其中教研室主任94人，副院长以上37人。在全部用户中，有93.98%的用户对本库的评价是“非常完美”“不错”，其中有732位用户认为本库非常适合细胞生物学的教学，占比88%;只有约6%的用户认为本库“还需打磨”“不适于工作需要”。截至本文撰写之日，已经有十余家高校与我社签订了购买使用协议。

在新冠疫情当时还不明朗的时期，在众多高校、企事业单位办公经费大幅缩减的情况下，“细胞生物学3D模型与3D动画教学资源库”的市场反馈出乎了我们的预料。我们在感到欣慰的同时，也在积极地思考。作为出版企业，为市场提供优秀的产品是企业谋求生存、发展的必经之路。[7]同时，在产品建设的过程中，如何把握、重视产品的自主知识产权，更是关系到企业长久发展的核心要素之一。科学出版社在未来的持续数字化转型过程中，将始终把市场作为检验产品的唯一试验田，把建设、拥有产品自主知识产权作为企业未来迭代升级数字项目的重要抓手，把给广大读者、用户提供最好的阅读、体验作为我们最核心的发展愿景。

参考文献：

[1]聂震宁.数字时代：今天我们怎样“走出去”[J].出版广角，2010（9）：4-4.

[2]郭向晖.传统出版单位如何推进传统媒体与新媒体融合发展——以人卫社数字出版转型升级实践为例[J].科技与出版，2015（5）：22-24.

[3]王静.精品学术资源数字化建设的探索和实践——以“中国生物志库”为例[J].出版参考，2020（5）：61-63

[4]全希.数字出版转型的若干模式[J].出版参考，2015（6）：22-22.

[5]李婷婷.数字出版常见类型及盈利模式[J].西部广播电视，2016（2）：20

[6]乔丽.传统出版社数字出版盈利模式探析[J].科技与出版，2009（9）：46-47.

[7]王双林.企业知识产权与企业核心竞争力[J].安徽建筑，2009（003）：171-174.

（作者单位系中国科技出版传媒股份有限公司）