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作者：胡畔 蒋家傅
摘要
在教育云服务与智能终端技术快速发展的背景下，数字教材成为智慧教育的重要环节。如何增强数字教材的有用性与易用性，进而提升学生使用数字教材的行为意愿，是推动数字教材普及应用的关键因素。本研究以小学生、初中生及高中生为实验对象，通过问卷调查研究学生对数字教材的技术接受程度。结果表明，学习者对数字教材的技术接受度取决于数字教材学习系统各项功能有用性与易用性的整体表现。同时，研究发现小学生与初中生对数字教材的使用意愿显著高于高中生，且学习者阅读电子书与使用平板电脑的经验会影响其对数字教材的技术接受度。依据研究结果，从数字教材的内容组织、交互设计、应用部署及推广策略等方面给出相应建议。
关键词：数字教材；技术接受度；有用性；易用性；行为意愿
在“互联网+”时代背景下，数字教材已成为个人发展与终身学习的关键要素，也是国家教育信息化发展与改革的重要基础。目前，在政府、学校、出版社及相关厂商等多方推动下，国内许多地区都在积极开展数字教材试点应用，并取得了有益成果。其中，2019年3月广东省教育厅发布《国家课程数字教材规模化应用全覆盖实施方案》，在全省范围内推动中小学数字教材普及应用。然而，许多问题在数字教材应用过程中也逐渐显现，如用户操作体验差、个性化学习支持不足、缺乏高质量内容资源等，阻碍了其进一步推广普及。
随着云计算、智能终端技术快速发展，数字化内容与硬件终端、软件系统及云服务之间的功能界限愈加模糊。数字教材已不再只是纸制教材的数字化“复制品”，而是一种以数字化学习内容为核心，以智能学习终端、学习软件及教育云服务为支持环境的数字化学习系统。因此，从系统角度全面剖析数字教材设计与应用过程中存在的隐性问题，从功能上持续优化数字教材系统，提升数字教材用户体验与使用意愿，是推动数字教材大规模、常态化应用的必由之路。
一、相关研究述评
（一）“教育云服务+云终端”模式下数字教材的新发展
云计算时代，终端设备是获取云服务的主要接口，两者在教育领域的应用催生了“教育云服务+云终端”这一全新的应用模式，也极大地增强了数字教材的动态性、交互性与开放性，并由此形成了终端、内容和服务一体化的教育产业生态。教育云服务具备大规模用户和海量数据支撑能力，能够有效整合分散的教育资源，并给用户提供自下而上的虚拟化教育服务。云终端指能够借助互联网获取云服务的所有客户端设备，其中，以平板电脑和智能手机为代表的移动智能终端不仅具备移动便携特性，还具有PC级的处理能力和丰富的人机交互方式，是数字教材的主要硬件载体。
在“教育云服务+云终端”模式支持下，数字教材不只是数字化的教学内容，而且是一个有效整合了内容、终端、教学工具与服务的数字化学习系统[1]。“教育云服务+云终端”模式下数字教材呈现出以下特点[2]：数字教材能够在多种终端、不同操作系统中应用；用户可实时、高效、快速地接入和访问教育云服务并实现教材内容同步；云平台可主动向数字教材用户推送资源，跟踪用户行为，增强用户粘性。
（二）技术接受模型
在信息系统研究中，理解人们对信息技术的认知或接受程度，是最具挑战性的问题之一。为研究个体接受新事物的动机、过程以及影响因素，20世纪70年代开始就有学者进行用户接受度的相关研究，并提出了理性行为理论、计划行为理论、动机模型、计算机使用模型、技术接受模型等相关理论模型。其中，Davis[3]提出的技术接受模型（Technology Acceptance Model，简称TAM）是信息系统研究领域应用最为广泛的模型之一。技术接受模型主要从感知有用性（ Perceived Usefulness，PU）、感知易用性（Perceived Ease of Use，PEOU）及行为意愿（Behavioral Intention，BI）等方面来解释、预测用户对信息技术的接受程度，其结构与价值已经被各种实证研究证实。
在TAM中，感知有用性是指用户主观上认为某一特定系统所提升的工作绩效程度。感知易用性是用户主观上认为使用某一特定系统所付出努力的程度。外部变量主要包括用户特征、任务要求及政策支持等因素。如图1所示，外部变量会影响用户对信息技术的PU与PEOU，同时PEOU会影响PU，而PEOU与PU共同影响用户对信息技术的使用态度，并进一步影响用户的行为意愿，最终决定用户对信息技术的使用行为。
（三）数字教材接受度相关研究
数字教材自诞生以来就肩负着取代纸质教材的历史使命，与数字教材接受度相关的研究也大都以纸质教材作为参照对象。在PC时代，终端设备的性能不足与形态缺陷限制了数字教材的应用场景与教学效果，学习者难以获得良好的操作体验[4]。因此，早期学习者对数字教材的满意度与接受度都比较低。基于E-ink技术的便携式电子书阅读器出现后，极大地提升了数字阅读的用户体验，特别是亚马逊2007年推出 Kindle后，在全球范围内掀起了数字阅读的新浪潮。这一时期，许多研究者都试图用数字教材替代纸质教材，但结果并不理想。Shepperd[5]等研究表明，学生对于数字教材的喜爱程度整体持中立态度，并建议教师慎重考虑使用数字教材进行教学。普林斯顿大学针对电子书阅读器在教室环境中应用开展了试点实验，结果表明电子书阅读器的课堂应用体验要比纸质书差[6]。Woody[7]等研究表明，尽管电子书能够提供大量易于获取的内容资源，但大学生更倾向于使用纸质书，Berg[8]、Mitchell Weisberg[9]、Liao[10]等也得出了大致相同的研究结论。
随着ICT技术的进步，云计算与智能终端使得数字教材性能进一步提升，数字教材相较于纸质教材的优势也更加明显。特别是以iPad为代表的移动智能终端出现后，赋予了数字教材全新的特性与强大的功能，许多教育研究者都寄望这一新型数字教材能够取代纸质教材，甚至颠覆传统课堂教学模式。研究表明，小学生对数字教材的接受程度要高于纸质教材[11]，并且数字教材能够使小学生表现出更强的学习兴趣、学习动机和课堂参与度[12]，获得更高的自我效能感与满意度[13]，并能增强他们的学业表现[14]。同时，也有针对高中生的调查研究表明，高中生更倾向于把数字教材和纸质教材结合使用，并且认为纸质教材对学习的帮助更大[15]。Edmondson[16]对大学生的调查发现，即使在没有价格优势的情况下，大学生仍然更倾向于纸质书。
尽管新技术支持下的数字教材具备诸多优势，但学生对数字教材的接受度并没有达到人们的预期，相关研究的结论也各不相同。深入分析不难发现，主要原因在于决定数字教材接受度的影响因素过于复杂。从学生特征分析，影响因素包括学生使用数字教材的经验、年龄、性别、学习方法、学习效能感、深层学习动机与学习策略[14,17-18]，以及期望值、愉悦感等因素；从数字教材自身属性分析，影响因素包括数字教材的价格、易用性、有用性、技术装备性能[16]，以及数字教材与纸质教材的相对优势等因素[20]。
（四）数字教材功能设计的相关研究
学生使用数字教材的行为意愿本质上源于数字教材自身的有用性与易用性，因此数字教材的功能设计至关重要。数字教材兼具阅读与教育双重属性，其功能也可分为阅读功能与教学功能两个方面。阅读功能一般包括对字体、字号、背景与亮度等阅读环境设置，以及翻页、内容标识、书签、注释等[21]。教学功能包括文本发音、内容交互、学习行为分析、个性化资源推送、笔记分享等[10-11,22]。相关研究中，Nakajima等[23]对数字教材的功能分析较为详尽，从技术验证、版权管理、内容呈现、关联信息、学习者附加信息、学习支持、内容与平台共7个方面列出了52项功能。结合相关文献及对国内主要数字教材系统的分析，数字教材的主要功能可以归纳为内容形式、应用软件、硬件终端、教育云服务等四个方面，如表1所示。
二、研究设计与实施
（一）研究问题与假设
目前，数字教材接受度的相关研究主要存在三方面不足。第一，研究对象选择的学生群体单一，大多数研究的调查仅仅面向一个学段中的某一个年级，极少有研究对不同学段学生进行比较分析，相关结论并不能够全面反映数字教材的实际应用情况。第二，由于数字教材并没有形成统一标准，不同研究选择的数字教材学习系统各不相同，某一项研究的结论对于其它类型数字教材的参考价值与借鉴意义十分有限。第三，大多数研究都是从整体上探讨学生对数字教材的技术接受度，而很少对数字教材具体功能设计进行分析。
尽管不同类型的数字教材学习系统在整体上存在差异，但每个系统具备的基本功能却大致相同，如“字典”“标注”“笔记”“文本发音”等。因此，从数字教材的系统功能出发，研究不同学段学生对数字教材的技术接受度，分析数字教材应用过程中存在的共性问题，将为数字教材设计、开发与推广应用提供更全面的考察视角。
本研究聚焦于数字教材学习系统各项主要功能的有用性与易用性分析，在保留TAM模型中PU、PEOU及BI三个基本变量的基础上，以小学、初中与高中三个学段学生为研究对象，提出如下假设。
假设1：学生对于数字教材整体的PU与PEOU源于数字教材学习系统每一项功能的PU与PEOU，并影响学生对于数字教材的BI。
假设2：学生使用平板电脑及阅读电子书的经验会对其数字教材技术接受度产生影响。
假设3：小学、初中、高中三个不同学段的学生对于数字教材的PU、PEOU及BI存在差异。
（二）问卷设计
为了对研究假设进行验证，研究者设计了问卷量表，该问卷共分3个部分。第1部分是学习者背景信息，包括学生学段、性别以及使用平板电脑频次、阅读电子书频次等。第2部分主要从学生对数字教材的PU、PEOU、BI三个维度编制测试题目，以分析学习者对数字教材的技术接受程度。根据数字教材服务平台数据显示，所有学科中英语数字教材的使用人数最多，时间最长，因此第2部分主要针对英语数字教材的功能应用进行提问。第3部分是开放问题，包括“你最喜欢数字教材中的哪个功能模块”“你认为操作最不方便的是哪个功能模块”“对数字教材功能的改进意见”等问题。
（三）问卷试测
1.效度分析与因子提取
基于以上内容设计的问卷，研究者选取同一区域内的小学、初中、高中三个学段的学生进行问卷试测。研究通过KMO样本测度和Bartlett球体检验对问卷进行探索性因子分析，KMO的值为0.941＞0.8，显著性概率值P＝0.000 < 0.05，表示相关矩阵间有共同因子存在，适合进行因子分析。研究采用主成分分析法和最大方差法，提取PU、PEOU及BI三个因子，各题项的因子载荷量均大于0.5。其中关于PU调査有8个题目，分别对应8项数字教材系统功能的有用性；PEOU调查有6个题目，分别对应6项数字教材系统功能的易用性；BI调查有4个题目。
2.信度分析
信度是鉴定测量结果一致性和稳定性的度量。信度越大，测量的标准误差越小。本研究应用Cronbach’s α系数检验问卷的信度。Cronbach’s α 系数普遍在0与1之间，Cronbach’s α 系数越接近1，则问卷的内部一致性越高。George等[24]提供了一个评估的指标：“α ≥ 0.9为极好，0.9 ＞ α ≥ 0.8为良好，0.8 ＞ α ≥ 0.7为可接受，0.7＞ α ≥ 0.6为有怀疑，0.6 ＞ α ≥ 0.5为不良，α ＜ 0.5为不可接受”。表2显示问卷三个因子的内部一致性 α 系数均高于标准参考值0.7。因此，认为该问卷具有良好的信度。
（四）问卷调查与实施
在前期工作的基础上，本研究选取小学四年级学生276人、初中一年级学生352人、高中一年级学生158人，共计786人作为研究对象，进行问卷调查。学生使用定制平板电脑学习终端学习数字教材，并配备专用手写电容笔。学习终端上预装有数字教材阅读软件，并提供相应的英语数字教材，各学段使用的英语数字教材的媒体呈现形式、操作功能、界面风格等基本一致。此外，学生也可以通过台式电脑或手机使用数字教材。在为期4个月的数字教材试用后，向每位学生发放纸质问卷量表，共回收有效调查问卷779份，其中，小学272份，初中349份，高中158份。最后，研究者对学生、教师使用数字教材的情况进行访谈调研。
三、数据分析与结果
（一）学生背景信息数据统计
对学生使用平板电脑和阅读电子书的背景信息进行统计，结果如表3所示。在三个学段学生样本中，小学生经常使用平板电脑的人数占比最高，达到75％，而高中生这一比例最少，只占22％。另一方面，小学生中经常阅读电子书的比例最低，只有29％，高中生则正好相反，达到了52％。
（二）核心变量的描述性统计
对三个主要因子及各个题项进行描述性统计计算小学生、初中生、高中生及全体学生的平均值，如表4所示。全体学生对数字教材的PU与PEOU均值分别为4.16和4.12，表明大多数学生认为数字教材易于操作且有助于学习。对单个题项进行分析可以发现，全体学生对于“视音频及动画媒体”“字典词典”“情景对话与角色扮演”及“文本点读”等功能的感知有用性认同度都比较高，均值都达到4.2以上。全体学生对于“文本内容的选取与标注”及“手写输入文字”两项功能的感知易用性较低，其均值为3.91和3.72。同时，由背景信息题项可知在平板电脑上输入文本时，高达79.6％的学生选择使用虚拟键盘输入，而选择使用手指直接书写和手写笔书写的学生分别占14.6％和5.8％。此外，小学生对“学习行为记录与分析”等功能的感知有用性较低。从学生使用数字教材的行为意愿来看，在与纸质教材比较时，学生对数字教材的使用意愿并不十分强烈，整体均值为3.88，高中生均值仅为3.48。
（三）相关性分析
1.积差相关分析
积差相关用来分析三个以上变量平均数之间的关系。采用 Pearson积差相关方法对PU、PEOU与BI三个因子变量进行相关分析。Pearson相关系数的绝对值r表示变量之间关系的强弱。r＜0.4表示低度相关，0.4≤r≤0.7表示中度相关，r＞0.7表示高度相关。积差相关系数r的平方值r²为决定系数，表示在依变量的总变异量中可以被自变量解释的变异量百分比。
表5分析结果表明：①PU与BI之间存在显著的中度正相关，表示学生对数字教材感知有用性越高，其使用数字教材的行为愿意越高。两者决定系数r²为0.435，表示PU的总变异量可以解释BI变异量的43.5％；②PEOU与BI之间存在显著的高度正相关，决定系数r²为0.497，表示PEOU的总变异量可以解释BI变异量的49.7％。③PEOU与PU之间存在显著的高度正相关，表示学生对数字教材感知易用性越高，其感知有用性也越高。以上分析结果验证了假设1关于技术接受度模型的假设关系，即数字教材整体的PU与PEOU由其各项功能的PU与PEOU共同决定。同时，学生的PEOU会影响其PU，而PEOU与PU两者都会对用户的BI产生影响。
2.独立样本T检验
通过独立样本T检验，分析“是否经常使用平板电脑”“是否经常阅读电子书”“性别”等变量对于数字教材的PU、PEOU及BI是否存在差异。
从表6数据可以得出以下结论：①学生“是否经常阅读电子书”在PU、PEOU和BI三个因子上都存在显著差异，经常阅读电子书的学生PU、PEOU、BI均值都高于不经常阅读的学生，表明经常阅读电子书能够显著提高学生对数字教材的技术接受度。②学生“是否经常使用平板电脑”在PEOU上存在显著差异（P＝0.008＜0.05），经常使用平板电脑的学生PEOU均值高于不经常使用的学生，表明经常使用平板电脑有助于提高学生对数字教材的感知易用性。上述分析结果验证了假设2成立。此外，全体学生的性别因素在PU、PEOU和BI三个因子上都没有显著差异，即性别因素不会影响中小学生对数字教材的技术接受度。
3.方差分析
通过方差分析对三个学段学生在PU、PEOU和BI之间是否存在显著差异进行检验，整体检验的F值分别为7.131（P＝0.000 < 0.05）、3.543（P=0.015＜0.05）、3.646（P＝0.013＜0.05），均达到显著水平，表明对于三个因变量而言，小学生、初中生、高中生三个学段两两之间均存在显著差异。为进一步明确三个学段两两之间的关系，采用 Scheffe法进行分析，结果如表7所示。在PU方面，小学生与高中生之间存在显著差异，高中生对数字教材的感知有用性要高于小学生；在PEOU方面，初中生与小学生之间存在显著差异，初中生的感知易用性均值要高于小学生；在BI方面，小学生、初中生同高中生之间都存在显著差异，小学生、初中生使用数字教材的行为意愿要显著高于高中生。以上分析结果验证了假设3成立，即小学生、初中生与高中生对于数字教材的技术接受度存在差异。
四、研究结论与启示
影响中小学生对数字教材接受度的因素既包括微观层面的功能设计，也有宏观层面的系统性原因。在上述数据分析结果的基础上，结合对中小学生及教师的访谈调研进一步深入分析后，对数字教材的设计、应用与推广提出以下建议。
（一）数字教材内容组织要充分考虑各学段学生的特点与差异
数据分析结果表明，小学生对数字教材的感知有用性与高中生存在显著差异。从单项功能分析，对于“视音频及动画媒体”“文本点读”等功能的感知有用性而言，小学生与高中生之间并没有太大差异，但小学生对于“自测练习与自动评判”“学习记录与分析”等功能的感知有用性要明显低于高中生，主要原因在于小学生的自主学习与元认知能力较弱，学习过程中缺乏主动反思与自我监控的意识。数字教材服务平台数据显示，小学生每天进行自测练习的平均时间要远远少于高中生。相对而言，高中生具有更强的学习动机和更清晰的学习目标，学习过程中进行自我测验与评估的意愿更强，因而对相关功能的感知有用性更高。
基于上述分析，数字教材内容制作者要充分考虑不同学段学生在知识结构、认知风格与思维方式等方面的差异，灵活运用媒体形式对知识内容进行组织与呈现。就小学数字教材自测练习而言，要突破传统试题的内容组织形式，尽量融入游戏化学习元素，增强测验的交互性与趣味性[25]，激发小学生的学习兴趣与动机，并实时、主动地向学生反馈学习结果。
（二）数字教材交互设计要尽量精简各项功能的操作步骤
结合数据分析结果与访谈调研发现，中小学生对数字教材“文本内容的选取与标注”功能的感知易用性较低，学生普遍反映这一功能操作步骤过于复杂，且容易出现误操作，进而降低学生使用该功能的行为意愿。然而，有研究表明，学生在使用数字教材学习过程中，笔记与标注行为对学习效果产生直接影响。在访谈过程中，部分中小学老师都提到并认同信息技术应用的“三步原则”，即某一项功能操作如果超过三个步骤，则很难被学生接受和使用。因此，对数字教材软件开发人员来说，应尽量精简各项功能的操作步骤，优化交互逻辑，确保学生操作能够得到快速、准确地反馈，进而提升其对数字教材的接受度。就“笔记与标注”功能而言，数字教材学习系统可以引入学习者行为数据分析与人工智能技术，智能识别学习者标注操作意图，简化学生标注文本操作的流程与步骤。
（三）数字教材部署应用需要构建系统、完善的支撑环境
文字书写是中小学生必须具备的基本能力，在数字教材应用过程中，手写文本输入对学生书写能力发展至关重要，并将影响学生的学习效果及其对数字教材的接受程度。数据分析结果显示，学生对“手写输入文字”功能的感知易用性最低，进而导致大多数学生更愿意选择虚拟键盘输入文本。同时，在问卷开放问题部分，学生回答“数字教材中哪个功能操作最困难及其原因”时，认为“手写文本输入”操作最困难的学生占比最高，许多学生认为书写过程中存在“反应延时过长”“单词识别不准确”等问题。此外，也有学生反映“下载速度慢”“拍照不清晰”等问题。
上述问题涉及数字教材学习系统的终端设备软件系统及网络服务等各个方面。在对十余所中小学校调查后发现，由于价格等多方面原因，许多学校选择的平板电脑性能较弱，并且部分学校网络设施建设不完善，在具备优质数字教材内容资源的情况下，实际应用效果大打折扣。因此，对数字教材提供商与学校行政管理者来说，需要从系统工程视角部署推进数字教材的应用，构建高性能的软硬件支撑环境，将内容资源与应用软件、终端设备及网络服务有效整合并不断优化，确保数字教材的高效应用。
（四）数字教材推广普及要从低龄学段向高龄学段逐级实施
数据分析结果表明，相比较于高中生，小学生与初中生选择使用数字教材的行为愿意更高，分析原因主要有以下三方面。第一，小学生与初中生更偏好具象的认知材料，相比于纸质教材，小学与初中数字教材中包含大量音、视频及交互动画，更加容易受到小学生与初中生的青睐；而高中数字教材内容以课文与试题为主，嵌入的富媒体资源相对较少，其相较于纸质教材的优势主要体现在试题自动评测功能。第二，高中生更加关注成绩的提升，对数字教材的评价与需求往往更加客观和理性。在访谈调研中，大部分高中生认为单纯课文阅读学习时更倾向于使用纸质教材，而测试答题时则更愿意使用数字教材，这与 Ngotngamwong[15]的研究结论相似。第三，研究结果表明，经常阅读电子书能够显著提高学生对数字教材的技术接受度。作为“数字原住民”，低龄学段学生具备更加天然的数字阅读与认知能力，也更容易接受和适应数字教材与数字化学习。因此，对教育政策制定者来说，要实现数字教材大规模、常态化的应用，应首先在低龄学段推广实施，通过一个较长时期的用户培养后，再逐步向高龄学段普及。
基金项目：2018广东省哲学社会科学规划项目“数据驱动下基于在线编程的中小学生计算思维测评研究”（编号:CD18XJY03）。
作者简介：胡畔，博士，佛山科学技术学院人文与教育学院讲师，硕士生导师；蒋家傅，佛山科学技术学院人文与教育学院教授，硕士生导师。
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