智慧圖書館輔助教學的設計研究

門紅悅

（中國民航大學圖書館，天津300300）

當今，信息技術下“互聯(lián)網(wǎng)+”的概念已經(jīng)成為我國重要的國家發(fā)展戰(zhàn)略，影響著人們的思維觀念，影響著傳統(tǒng)行業(yè)的變革。信息技術的發(fā)展給人們利用網(wǎng)絡搜索引擎獲取數(shù)據(jù)帶來便利，也給高校圖書館的服務變革帶來巨大的動力。隨著數(shù)字技術、互聯(lián)網(wǎng)技術和智能設備的發(fā)展和應用，學者們開展了圖書館服務智慧化設計和數(shù)字圖書館智能化服務的研究[1][2][3]，并基于用戶到館行為和用戶行為數(shù)據(jù)開展了圖書館服務策略的探討[4][5]。

如何依照教育部《普通高等學校圖書館規(guī)程》要求，發(fā)揮高校圖書館第二課堂的作用，使圖書館全面參與學校人才培養(yǎng)工作，面對信息技術的迅猛發(fā)展，用戶思維模式不斷創(chuàng)新，對教學信息資源的加工、存儲、查詢、利用等方面的需求提出的更高要求，開展教學服務智能化研究是圖書館迫切需要認真對待的一項重要工作。從研究高校各專業(yè)培養(yǎng)目標、課程教學目標為出發(fā)點，按教師教學策略，針對學生自主學習能力培養(yǎng)，以及學生的學習需要、存在的困難、知識結構的構建等提供智能化幫助，將智能化服務嵌入到教學過程中，通過有效組織和管理日益增加的信息資源，分析研究高校用戶教學活動的需求，搭建智能化服務平臺。圖書館智能化輔助教學系統(tǒng)的設計研究，結合高校教育模式的改革，將高校圖書館嵌入到高校課程體系[6]，通過信息數(shù)據(jù)收集、分析，將知識與創(chuàng)新結合，融合人工與智能，使數(shù)據(jù)、信息和知識上升到智慧的高度，在互聯(lián)網(wǎng)平臺下實現(xiàn)圖書館智能化服務，為高校教學提供軟硬件一體化的知識型與智慧型相結合的動態(tài)服務平臺，開展智能化知識服務，以適應高校用戶對認知模式的發(fā)展，使師生用戶通過圖書館知識服務智能化，不斷獲取和更新知識、創(chuàng)新知識，實現(xiàn)自我完善。使圖書館在服務過程中不斷提升館藏信息資源的利用效率和服務質(zhì)量，實現(xiàn)高校圖書館教育職能進一步發(fā)展。

一、圖書館智能化服務的內(nèi)涵

教育部頒布的《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020 年）》指出，要以優(yōu)質(zhì)教育資源和信息化學習環(huán)境建設為基礎，以學習方式和教育模式創(chuàng)新為核心，以體制機制和隊伍建設為保障，在構建學習型社會和建設人力資源強國進程中充分發(fā)揮教育信息化支撐發(fā)展與引領創(chuàng)新的重要作用[7]。建設圖書館智能化輔助教學環(huán)境的核心是“互聯(lián)網(wǎng)+用戶需求信息+知識化服務”，一是對用戶需求信息有序化整理；二是針對用戶需求將關聯(lián)的顯性知識進行有序化組織并可隨時調(diào)取；三是將圖書館員自身的知識和聰明才智激發(fā)出來，促使他們將信息進行整合并形成新思想、新方案和建議傳遞給師生的過程；四是將圖書館館藏資源通過計算機及網(wǎng)絡信息技術模擬人的智能行為。實現(xiàn)對教師教學策略和教學風格的了解，跟蹤分析教師教學進度、教學內(nèi)容、作業(yè)安排等；實現(xiàn)對學生學習基礎、學習行為的了解，實時跟蹤分析學生的上課前后及學習過程中的學習行為動態(tài)等，系統(tǒng)基于圖書館員設計的程序策略，智能分析師生個體需求意向，優(yōu)化各類信息，為師生用戶提供優(yōu)質(zhì)數(shù)字教育資源和學生學習發(fā)展性評價，有助于學生進行啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式學習的開展，培養(yǎng)學生個性化學習、終身學習的能力。

智能化輔助教學服務具有能主動分析、預測用戶需求及期望目標；信息資源是圖書館內(nèi)外部各類資源的有機融合，多元并存和互聯(lián)互通；在空間上不受時間、地點及虛擬空間的限制；能根據(jù)不同需求的用戶，提供個性化服務；具備自我學習和自我調(diào)整功能，即時更新知識庫[3]。

二、用戶信息行為分析

用戶信息行為是用戶為解決某些問題以及為實現(xiàn)某種信息需求，對事實數(shù)據(jù)、觀點等信息采取的相應行動，通過數(shù)據(jù)查找和信息采集獲取所需信息，并通過對信息吸收、加工進行利用的活動方式。高校圖書館用戶行為主要體現(xiàn)在，用戶直接到圖書館各閱覽室或閱覽區(qū)進行資料瀏覽和查找，查詢圖書目錄，對滿足個人需求的圖書資料進行借閱，或直接咨詢圖書館員問詢其它信息資源等事項；另外是用戶的網(wǎng)絡行為，師生用戶通過用戶終端登錄互聯(lián)網(wǎng)平臺，在圖書館網(wǎng)站和互聯(lián)網(wǎng)上進行信息瀏覽、搜索、開展問題討論和咨詢、問題留言、發(fā)表文字和圖片信息或下載相關電子信息資料等信息需求行為[5]。

為教學科研以及學生課業(yè)提供信息資源保障與信息服務的高校圖書館，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，用戶便捷獲取信息的途徑得以拓寬，獲取信息的習慣和方式也發(fā)生了新的變化，用戶不再依賴圖書館獲取信息，越來越多的用戶通過互聯(lián)網(wǎng)自行查找所需的資源。調(diào)查表明，目前高校師生用戶仍缺乏對圖書館文獻資源和服務的全面了解和有效利用，高校圖書館的自主學習中心、教學科研支持中心和文化傳播交流中心的作用尚未得到師生的認可，對圖書館的利用更多地停留在圖書借閱、自習和休閑的層面上[4]。在這樣的背景下，深入開展信息技術下圖書館智能化服務系統(tǒng)研究，跟蹤用戶行為變化和特點，感知用戶信息需求，才能有效利用高校圖書館自身的專業(yè)優(yōu)勢為高校教學提供相應服務。

三、圖書館信息數(shù)據(jù)存儲現(xiàn)狀

在信息存儲和網(wǎng)絡通訊技術的迅猛發(fā)展下，高校圖書館經(jīng)歷著數(shù)字化建設和智慧化研究的發(fā)展過程，圖書館信息智能設備將各類信息數(shù)據(jù)，如書目數(shù)據(jù)、報刊數(shù)據(jù)和用戶借閱書刊數(shù)據(jù)等進行結構化數(shù)據(jù)存儲，此外，圖書館也對用戶的網(wǎng)絡行為進行半結構化和非結構化數(shù)據(jù)存儲，在網(wǎng)絡大數(shù)據(jù)環(huán)境下，圖書館累積數(shù)據(jù)信息總量及其中包含的應用價值對高校圖書館智能化建設發(fā)揮著重要作用。

由于高校圖書館受自身技術能力的限制，對現(xiàn)存數(shù)據(jù)沒能實現(xiàn)數(shù)據(jù)源之間有效的融合與利用。此外，也缺乏關于教學信息的收集和利用，如教務處、各教學學院、研究院所、系的需求信息等，校園信息采集不深入，網(wǎng)點鋪設面小，大多數(shù)數(shù)據(jù)還孤立在圖書館數(shù)據(jù)庫之外。而圖書館已有數(shù)據(jù)也是以孤立形式存在。不同規(guī)模、不同結構的用戶行為數(shù)據(jù)未能彼此相關聯(lián)，在輔助教學方面沒能使信息需求與圖書館服務之間構成有效互動。這為依托網(wǎng)絡大數(shù)據(jù)和信息技術，構建智能化輔助教學服務平臺，整合并分析用戶行為數(shù)據(jù)，有針對性地對師生用戶開展個性化信息智能服務設計提供可能。

四、智能化輔助教學系統(tǒng)的設計研究

（一）基于教學信息數(shù)據(jù)構建知識服務環(huán)境

數(shù)據(jù)采集、實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換形成大數(shù)據(jù)是智能化的核心，教學數(shù)據(jù)采集要面向各專業(yè)培養(yǎng)目標與學科課程等諸多方面，運用計算機軟件工具和技術服務手段，通過數(shù)據(jù)解決方案，利用云計算技術將多渠道采集的數(shù)據(jù)智能化實時處理，構建智慧型數(shù)據(jù)。在這里，數(shù)據(jù)采集與描述的相關問題是構建教學數(shù)據(jù)知識環(huán)境的前提。所以，對數(shù)據(jù)進行特征描述，通過數(shù)據(jù)解決方案建立數(shù)據(jù)標識系統(tǒng)，以專業(yè)方向、課程體系設置、學科課程、教學大綱以及教學大綱中涉及到的課程目標、教學內(nèi)容、學時安排、教學方法、教學策略、實驗教學、學生作業(yè)、學生學習過程等組織相關數(shù)據(jù)庫，對收集數(shù)據(jù)進行篩選和分類，完成教學數(shù)據(jù)處理。

針對數(shù)據(jù)采集，從學校層面協(xié)調(diào)圖書館、教務處、各教學學院、研究院所之間的責任關系，出臺相關制度文件，明確責任人的工作職責，建立信息數(shù)據(jù)采集機制，從制度上保障這項工作的開展。此外，加大數(shù)據(jù)采集的資金投入，在除圖書館之外的學生活動場所，如各學院教學樓、教室、宿舍樓、學生活動場所等布置數(shù)據(jù)采集節(jié)點，建立除個人設備之外的用戶訪問網(wǎng)站后臺以及信息設備應用后臺終端，利用網(wǎng)絡技術，實現(xiàn)智能化信息采集的嵌入來代替圖書館館員人工工作，跟蹤用戶的信息搜索、信息交互情況和閱讀軌跡行為，感知采集用戶在教學活動中的使用信息數(shù)據(jù)。同時，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也要兼顧用戶社交網(wǎng)絡數(shù)據(jù)和各類實時動態(tài)信息，并將網(wǎng)絡的匯聚節(jié)點或基站上的信息數(shù)據(jù)傳到圖書館云平臺數(shù)據(jù)庫以便系統(tǒng)分析使用。系統(tǒng)檢索模塊利用數(shù)據(jù)查找與數(shù)據(jù)反饋工具，通過智能技術和“互聯(lián)網(wǎng)+”技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，為數(shù)據(jù)檢索服務的開展提供基礎，完成用戶基本信息的教學數(shù)據(jù)知識服務環(huán)境建設。

此外，將參考文獻數(shù)據(jù)、教學實驗數(shù)據(jù)和軟件數(shù)據(jù)等補充到數(shù)據(jù)標識信息環(huán)境中，通過數(shù)據(jù)關聯(lián)技術將不同類型數(shù)據(jù)進行有效關聯(lián)，提高數(shù)據(jù)的可檢索性，系統(tǒng)通過索引不同格式的數(shù)據(jù)實現(xiàn)推送服務。

（二）教學信息數(shù)據(jù)個性化處理與服務集成的智能化

根據(jù)師生用戶個性化教學需求處理教學信息數(shù)據(jù)，遵循專業(yè)培養(yǎng)目標、課程體系教學設計和教學模式等，通過學科課程展開。如學習某一專業(yè)的學生教學需求，按照學生能力達成路線，在不同學期設置相應的學科課程，每門課程又有自身的課程目標，為實現(xiàn)課程目標教學大綱制定了相關教學內(nèi)容、教學環(huán)節(jié)和學生學習任務、考核手段等。所以，在信息需求處理上，系統(tǒng)要對不同相關教學信息數(shù)據(jù)進行關鍵詞抽取和查新點確定，比對國內(nèi)外文獻數(shù)據(jù)建立系列子需求模塊，同時，將每個服務子需求發(fā)送到不同的服務集成模塊，按不同屬性進行服務集成，匯總后向用戶推送服務信息。

1.教學信息及學科課程知識匹配推送

師生用戶通過圖書各類終端，首次登陸智能服務系統(tǒng)后，系統(tǒng)能根據(jù)用戶基本的歷史數(shù)據(jù)為用戶推送相關教學信息和課程知識匹配。當智能服務系統(tǒng)收集到用戶新的需求信息后，數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)會為師生用戶重新自動生成需求特征標識，更新信息匹配。如：學生按校園一卡通登陸系統(tǒng)后，系統(tǒng)會依照學生所學專業(yè)進入個人學習平臺，平臺包括：專業(yè)培養(yǎng)目標，該專業(yè)國內(nèi)外發(fā)展情況比較、研究重點、課程設置等；本校專業(yè)培養(yǎng)目標、課程體系設置、學生學習能力培養(yǎng)達成路線等；每學期課程設置、及課程設置的意義及之間關系；每門課程的課程目標、教學大綱、教學日歷和課程知識結構、內(nèi)容分布等，并根據(jù)個人的教育背景、信息需求情況等進行課程知識匹配，包括學校網(wǎng)絡課程資源的推送和相關的圖書館館藏資源的參考推薦，指明資料館藏位置。

此外，系統(tǒng)也會對信息需求特征指標相似度高的信息和關聯(lián)度高的課程進行整合，推薦給群內(nèi)的其他用戶，進行群內(nèi)的交叉推薦。課程知識匹配與推薦是為用戶教學活動開展營造適合的學習環(huán)境，實現(xiàn)因材施教的教育目的。

2.跟蹤網(wǎng)絡課程教學信息輔助課程在線教學

結合信息技術，教育界進行了大規(guī)模的教學模式改革，MOOCs 的應用、學校網(wǎng)絡開放課程的建設與越來越多的“線上線下”教學模式的開展，將圖書館智能服務系統(tǒng)嵌入到網(wǎng)絡課程，跟蹤師生用戶在網(wǎng)絡課程上的教學活動信息，抓取用戶教學行為數(shù)據(jù)，如教師開展課程建設時行為信息；學生利用網(wǎng)絡課程學習時對各教學模塊的使用，如觀看教學視頻、習題解答視頻、完成網(wǎng)絡作業(yè)、參與問題討論時發(fā)表的內(nèi)容，以及學生在各知識點學習上停留的時間、對同一內(nèi)容學習的次數(shù)等，系統(tǒng)從這些行為數(shù)據(jù)中分析用戶的學習情況，評估其信息需求意向，智能系統(tǒng)針對需求意向，從數(shù)據(jù)資源中篩選整合相關知識和參考資料，對應內(nèi)容需求向用戶推送服務。同時將這些信息推送給網(wǎng)絡課程建設教師，通過教師尋求解決方法，完成學生課程學習輔導。另外，將學生“線上”學習的問題需求推送給相關課程的“線下”教師，作為教學參考，利用“線上、線下”全方位教學策略運用，提高學生學習的產(chǎn)出效率。

3.輔助網(wǎng)絡課程互動與考核

網(wǎng)絡課程中均設置用戶在線討論或論壇模塊，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該模塊利用率低下，大多數(shù)用戶行為表現(xiàn)只是瀏覽，基本不發(fā)表問題討論，難以發(fā)揮教學輔助作用，一是論壇討論沒有與課程學習過程考核相關聯(lián)，另外是用戶問題不能得到及時解答[8]。智能化輔助教學系統(tǒng)在教學信息數(shù)據(jù)個性化處理與服務集成過程中，通過采集用戶在論壇上信息需求，對用戶的信息行為分析后，從智能數(shù)據(jù)資源中查找對應的信息資源和學習材料，為不同學習用戶推送相關內(nèi)容的知識匹配服務，友好完成人機互動，激發(fā)用戶探討問題的積極性。

智能系統(tǒng)嵌入輔助課程考核后，由于智能系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的精細化，系統(tǒng)對用戶個性化信息的跟蹤識別具有用戶身份跟蹤機制，利用該機制可以杜絕用戶在網(wǎng)絡課程學習中的替學和替考現(xiàn)象，監(jiān)督用戶利用網(wǎng)絡課程開展自我、自主學習。

五、結語

高校圖書館智能化輔助教學服務是一項復雜過程，學校必須通過制度和機制保障智能化系統(tǒng)建設。參與智能化建設的教學數(shù)據(jù)館員、技術館員要具有專業(yè)學科背景和應用計算機知識、情報學和圖書館管理學知識等。在團隊內(nèi)部形成館員職責分明且優(yōu)勢互補、協(xié)同發(fā)展的合作模式，館員根據(jù)用戶需求，研究各類數(shù)據(jù)管理、分析方法，發(fā)揮成員自身優(yōu)勢和智慧。

此外，跨部門協(xié)調(diào)與合作是實現(xiàn)高校圖書館智能化輔助教學的關鍵，用戶需求數(shù)據(jù)采集僅靠教學數(shù)據(jù)館員團隊是不夠的，應從學校層面協(xié)調(diào)各教學職能部門之間的工作，使其配合圖書館智能化服務建設。

智能化輔助教學系統(tǒng)通過對數(shù)據(jù)進行智能收集和處理，減輕了學科館員的重復勞動，解決了人工可能無法滿足的用戶需求，有利于教學效率的提升，從而最大限度地提高高校圖書館知識服務能力。