摘要：作为高校培养学生的重要载体，高校教材顺应时代变化，借助互联网、云平台、大数据、人工智能等现代技术进行数字化转型，正从传统形态逐步走向新形态。基于虚拟现实、增强现实、数据分析、深度学习、智能语音、体感交互等新一代数字技术开发的数字教材充分发挥了信息技术优势，融合了文字和音频、视频、图片及动画等元素，具有表达更加生动形象、有利于互动交流、有利于分层施教、有利于修订完善等优势。

关键词：高等职业教育；数字教材；虚拟现实；立体课堂；数字孪生

1 引言

随着大数据、云计算、人工智能、物联网、移动互联网、虚拟现实、区块链、网络社区、5G、全光网等新一代信息技术和媒介的快速发展与普及，整个社会已经进入数字化时代。慕课、翻转课堂、云课堂、混合式教学等新兴教育技术也在高等教育领域蓬勃发展。高等教育的数字化转型是数字与智能时代的必然要求，是大势所趋。

教师、教材、教法改革三者是一个有机整体，教师改革作为“三教”改革中有关人的唯一要素，教材和教法都是通过教师呈现的，是改革的核心要素；教材改革决定了教师“教什么”，学生“学什么”，直接关系到在线精品课程建设、校企“双元”开发教材、活页式教材、工作手册式教材的质量。教法改革是教师呈现教材内容的具体课堂活动实施手段，是三教改革的重点，也是数字技术发挥作用的主战场。

作为高校培养学生的重要载体，高校教材顺应时代变化，借助互联网、云平台、大数据、人工智能等现代技术进行数字化转型，正从传统形态逐步走向新形态。高校教材的数字化转型不是简单的纸质媒介向数字媒介的叠加或切换，而是要对转型过程中技术与价值的共生关系、重构与继承的统一关系、出版与服务的双驱关系、发展与未来的调适关系等多维关系进行深入梳理与重新定位。作为未来教育课程转型的必然结果，高校数字教材的发展处于机遇和挑战并存的阶段。

基于虚拟现实、增强现实、数据分析、深度学习、智能语音、体感交互等新一代数字技术开发的数字教材充分发挥了信息技术优势，融合了文字和音频、视频、图片及动画等元素，具有表达更加生动形象、有利于互动交流、有利于分层施教、有利于修订完善等优势。

2 国内外研究现状

李晓锋在分析已有的教材编审标准、数字教学资源技术标准和出版标准基础上，总结基于教育、技术和出版三维度数字教材标准规范体系^[1]。许远研究了职业教育数字教材的基本模式与质量评价和监管^[2]，徐诗雨分别从学生和教师视角构建了数字化教材的使用模型^[3]，叶波探讨了数字教材的知识观念、形态及编制^[4]，张治梳理了智能型数字教材系统的核心理念和技术实现^[5]，唐鸣、周启毅、高枫、张丹等分析了数字教材建设路径和常见问题^[6-9]。吴剑锋、吴学仕、韦铀等研究了数字教材编写和出版的相关问题^[10-12]。刘敏、赵丹、陈淑清等探讨了欧美国家数字教材的发展、开发、应用、举措等^[13-15]。

3 企业调研

提供面向教育数字化整体解决方案服务的公司“杭钢炽橙”，是由浙江省国资委所属企业杭钢职业教育集团与资深数字化应用企业炽橙数字共同成立的国家高新技术企业，自主研发了混合现实多人协作系统、混合现实智能辅助及远程协同系统、增强现实智书立体教材系统等30多种教育数字化应用。

公司基于XR扩展现实（包含VR、AR、MR）、人工智能和云计算等新一代数字技术，专注于教育元宇宙产品和整体解决方案。 业务主要涵盖数字教育和数字孪生两大板块，目前已打造出以元智书编辑器为核心的立体课堂2.0系列产品。公司成立以来，已发展成为元宇宙教育行业的主要新兴企业之一。

立体课堂2.0是一套以元智书XR课件编辑器为基础，在线资源平台为载体，综合运用微课、动画、视频、PPT、3D课件、虚拟仿真软件等各种数字化教学资源，具备教、学、练、考、管、评等完整的教学功能，集教学模式立体化、数字资源立体化为一体的数字化教学应用系统。立体课堂2.0系统由课堂教学管理平台、元智书编辑器、元智书平台等三个主要模块组成。典型的应用场景包括“理、虚、实”一体化实训室、VR数字红色党建、VR数字安全教育等。

数字孪生是指基于三维虚拟现实的最佳形式，实现对智慧工厂的真实展现，把“实体空间”和“虚拟呈现”融合在一起，采集实体智能制造过程中的所有实时数据，在虚拟环境中实现集成展示。

数字孪生虚拟仿真系统：虚拟环境中的生产仿真与现实中的生产无缝融合，利用数字孪生工厂的灵活优势，提高智能制造管理与生产的透明化程度，提高企业领导经营分析与管理决策的工作效率，为数据化驱动的智能制造奠定坚实的基础。

仿真数字工厂：仿真数字工厂支持并融合工业大数据、物联网、人工智能等各类信息技术，整合厂区现有信息系统的数据资源。有效提高厂区综合监管能力、降低企业厂区运营成本，实现管理精细化、决策科学化和服务高效化，可广泛应用于态势监测、应急指挥、数据分析、成果汇报等多种场景。

智慧社区：通过数字孪生技术，整合社区各个系统的数据源，将社区运维数据、IoT设备数据与三维城市空间数据相结合，对社区周围环境以及内部物业管理和社区党建等进行了统一管理，从而提升了数据维度，实现了更加直观、更加精细化的社区管理，提升管理水平。

智慧园区：高度融合园区多种数据资源，运用3D技术制作园区三维模型，对园区产业、资产、基础设施、能效、安防等领域的关键指标进行综合监测分析，打造智慧园区管理一张图，实现更加高效科学的园区管理，全面提升园区管理水平。

智慧校园：以数字孪生体为载体，建立校园数字空间运营体系，基于数据收集、存储、计算、分析、优化的过程同时形成各类管理场景，如平安校园：包含监控视频、周界巡更、安防消防等管理；绿色校园：包含用电、用水、空调、照明等管理；智慧学研：包含智慧教室、实验室、科研成果等管理等。

4 应用案例

（1）5G+XR新能源汽车理虚实一体化实训室： 5G新能源汽车闭环课程包括使用了AR、VR、三维立体可视技术，由专业老师出脚本，杭钢炽橙出技术团队合作开发的专业数字化课程。

（2）工业机器人理虚实一体化实训室：基于国家和省市有关职业教育的相关政策，使用先进的5G云服务+VR/AR技术，打造数字化工业机器人实训基地。围绕先进智能制造为代表的新兴产业，加大政策引导力度，充分调动各方面深化职业教育改革创新的积极性，引导行业企业深度参与技能人才培养。

（3）VR培训与技能管理系统：系统采用C/S架构模式，通过VR培训方式能够很好帮助员工学习理论基础知以及实际模拟训练工作，帮助新员工可以快速上岗，很大程度上解决公司人培训、人员流动等一系列问题。

参考文献：

[1]李晓锋，孙燕，数字教材的属性特征及标准规范体系研究[J]，出版科学，2021，29（3）：42-49.

[2]许远，职业教育数字教材的基本模式与质量评价和监管研究，职业技术教育（人大复印），2022（1）.

[3]徐诗雨. 数字化教材的模型构建和实践策略[J]. 教学与管理（理论版），2021（4）：73-76.

[4]叶波，贺丽，数字教材的知识观念、形态及编制[J]，课程.教材.教法，2021，41（3）：38-44.

[5]张治，刘德建，徐冰冰，智能型数字教材系统的核心理念和技术实现[J]，开放教育研究，2021，27（1）：44-54.

[6]唐鸣. 融合视角下职业教育数字教材建设[J]. 当代职业教育，2021（2）：105-112

[7]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，

[8]高枫，周碧芳，葛颖新，等. 化学工程基础数字化教材的建设与思考[J]. 西南师范大学学报（自然科学版），2020，45（3）：151-155. DOI：10.13718/j.cnki.xsxb.2020.03.024.

[9]张丹. 基于MOOC的大学英语数字化教材建设研究[J]. 出版广角，2019（24）：82-84. DOI：10.16491/j.cnki.cn45-1216/g2.2019.24.024.

[10]吴剑锋，方寅，"互联网+"背景下数字教材编写出版研究[J]，中国出版，2022（4）：42-46.

[11]吴学仕，田育蜜，职业教育数字教材出版的瓶颈与纾解[J]，中国电化教育，2021（6）

[12]韦铀，孙雅婧. 全息化数字教材融媒体出版探析——以高等教育音乐类为例[J]. 传播与版权，2021（4）：47-51，61.

[13]刘敏，周政，法国数字教材发展研究[J]，出版科学，2021，29（3）：115-121.沙沙，数字教材的边界问题分析及对策研究[J]，课程.教材.教法，2022，42（2）：67-72.

[14]赵丹，美国OpenStax高等教育数字教材开发与应用研究[D]，西南大学，2020.

[15]陈淑清，刘学智. 美国佛罗里达州推进数字化教材建设的举措与启示[J]. 外国教育研究，2019，46（12）：113-123.

作者简介：马晓薇，女，1986年9月生，浙江海宁人，学士，研究实习员、助理馆员，研究方向：国际经济与贸易、区域经济学；王少青，男，1983年12月生，安徽五河人，博士（在读），副研究员，研究方向：人工智能、虚拟化、信息经济等。

基金项目：嘉兴南洋职业技术学院2022 年校级一般科研课题（项目名称：高等职业教育视域下数字化教材建设研究；项目编号：Ky22015）。