进入信息化时代，信息通信技术在教育中的作用日渐显著，传统纸质教材在走向具体的教育情境时，它所固有的稳定性、封闭性和静态性与现代教育情境的多样性、开放性和动态性之间存在的必然冲突和矛盾也日益显著。教育部2010年9月委托北京师范大学进行中国基础教育数字教材发展战略调研，调研结果表明数字教材是教材改革的必然趋势，数字教材的应用有助于消除数字鸿沟、提升教育质量、促进教育公平。　　目前基础教育数字教材试点开展的如火如荼，但就数字教材本身及其应用效果来看，并没有达到数字教材期望的高度。数字教材过于重资源和工具，忽视了个性化学习和协作学习的学习需求，缺乏有效的交流协作学习的设计。在实际教学应用中，注重数字教材知识呈现作用，忽视了数字教材为教与学提供的资源、工具、评价、活动等数字化学习服务，没有常态化的教学应用模式。　　本研究通过文献研究法对目前数字教材以及英语数字教材进行调查研究，在总结目前数字教材缺陷和不足的基础上，基于建构主义、教学设计、互动学习与自主学习等理论基础，融合教与学所需的知识内容、资源、工具、评价、交际和活动六个要素，从数字教材富媒体层、知识库层以及社会化学习环境三个层次上构建了一个“三层六要素”数字教材模型。该模型能满足智慧课堂环境下自主学习和互动教学，能够支持人机、人际交互实现分享学习。本研究根据翻转课堂教学模式，结合英语数字教材为学生提供的数字化学习服务，提出了基于数字教材的翻转课堂教学应用模式，课前学生基于数字教材进行自主学习，课中在师生互动下进行高效互动教学或协作学习。　　为了验证基于数字教材的翻转课堂教学模式的有效性和数字教材对学生自主学习的作用，本研究采取了准实验研究。研究结果表明，基于数字教材的翻转课堂教学模式具有一定的有效性，能提升学生的学习效果;在自主学习中，采用数字教材的学生的学习表现高于采用纸质教材的学生。为了研究教师和学生在使用数字教材后的主观感受，分别对教师和学生采取了调查问卷。研究表明，教师对数字教材的应用持积极的态度，认为数字教材在加深学生对知识的理解等方面起着促进作用;学生对使用数字教材的期望很高，数字教材功能本身也具有很高的有效性和易用性。但是，也需要注意一些教师和学生的建议，对数字教材的设计进行改进和完善。