面向大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐活動的圖書館大數(shù)據(jù)服務(wù)探析

何勝 吳智勤 馮新翎 趙小榮 柳益君

摘 要： 大數(shù)據(jù)背景下，如何基于圖書館海量電子資源為大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐活動提供高效的數(shù)據(jù)服務(wù)，從而培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力、提高創(chuàng)新實(shí)踐質(zhì)量是高校教學(xué)科研領(lǐng)域值得研究的問題。著重從數(shù)據(jù)服務(wù)角度分析了大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐存在的問題，針對性提出包括構(gòu)建創(chuàng)新知識庫、開發(fā)大數(shù)據(jù)分析平臺和提供個性化服務(wù)的圖書館大數(shù)據(jù)服務(wù)方案，以應(yīng)對當(dāng)前大數(shù)據(jù)環(huán)境下大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐所面臨的挑戰(zhàn)。

關(guān)鍵詞： 創(chuàng)新實(shí)踐活動；高校圖書館大數(shù)據(jù)；語義網(wǎng)；關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)

中圖分類號：G252.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-7394（2017）02-0064-04

2012年，教育部發(fā)布《關(guān)于做好“本科教學(xué)工程” 國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃實(shí)施工作的通知》，鼓勵在校大學(xué)生積極參與創(chuàng)新實(shí)踐活動，這對于樹立當(dāng)代大學(xué)生創(chuàng)新意識、培養(yǎng)創(chuàng)新能力具有重要意義[1]。近年來，大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力日益成為衡量高校教學(xué)水平的關(guān)鍵指標(biāo)之一。

在以創(chuàng)新訓(xùn)練基金項(xiàng)目和學(xué)科競賽為主要形式的大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐活動中，信息收集和整合、數(shù)據(jù)處理和分析以及項(xiàng)目成果的總結(jié)和凝煉是各類創(chuàng)新實(shí)踐過程的主要環(huán)節(jié)，其中各類數(shù)據(jù)資源的精準(zhǔn)查找和高效利用成為影響創(chuàng)新實(shí)踐質(zhì)量和創(chuàng)新成果水平的重要因素。

當(dāng)前，隨著互聯(lián)網(wǎng)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)的發(fā)展，支撐大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐活動的各類數(shù)據(jù)資源呈現(xiàn)數(shù)據(jù)量大、形式多樣、增長迅速以及價值密度低的大數(shù)據(jù)特征，給創(chuàng)新實(shí)踐活動帶來巨大挑戰(zhàn)[2，3]。由于高校圖書館具有豐富的圖書資源和數(shù)據(jù)資源，因而在大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐活動中擔(dān)任不可或缺的角色[4]。大數(shù)據(jù)環(huán)境下如何基于圖書館資源，為大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐活動提供有力支持值得深入研究。

1 大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐活動及其面臨的困境

1.1 創(chuàng)新實(shí)踐活動主要形式

創(chuàng)新實(shí)踐活動主要包括“創(chuàng)新訓(xùn)練基金項(xiàng)目”和“科技創(chuàng)新與學(xué)科競賽”兩種。前者是指在高校教師指導(dǎo)下，由學(xué)生擔(dān)任主持人，組建團(tuán)隊(duì)，申報并完成相關(guān)領(lǐng)域的科研和創(chuàng)新項(xiàng)目，一般會劃撥一定的科研經(jīng)費(fèi)，以資助團(tuán)隊(duì)進(jìn)行項(xiàng)目調(diào)研、論文發(fā)表、軟件制作、專利申請以及結(jié)題報告撰寫等相關(guān)科研活動，目前有各級（國家級、省級和校級等）各類（重點(diǎn)項(xiàng)目、一般項(xiàng)目和指導(dǎo)性項(xiàng)目等）實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練計劃基金項(xiàng)目可供申報；后者是指各種面向大學(xué)生科技創(chuàng)新的學(xué)科競賽，影響較大的有全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽、“挑戰(zhàn)杯” 課外學(xué)術(shù)科技作品競賽、電子設(shè)計競賽等。創(chuàng)新實(shí)踐活動對于大學(xué)生創(chuàng)新性思維的鍛煉，創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)都具有積極作用。

1.2 創(chuàng)新活動面臨的困境分析

無論是創(chuàng)新基金項(xiàng)目還是學(xué)科競賽，從創(chuàng)新實(shí)踐的過程來看，一般可以歸納為選題、執(zhí)行和成果總結(jié)階段。

1.2.1創(chuàng)新實(shí)踐的選題階段

選題需要結(jié)合團(tuán)隊(duì)的知識結(jié)構(gòu)和研究方向，依據(jù)當(dāng)前學(xué)科發(fā)展的動態(tài)，研究熱點(diǎn)等選擇合適的創(chuàng)新題目。對于創(chuàng)新基金項(xiàng)目而言，需要對包括互聯(lián)網(wǎng)資源在內(nèi)的本學(xué)科海量數(shù)據(jù)資源進(jìn)行調(diào)查研究，找到既契合團(tuán)隊(duì)研究興趣，又有創(chuàng)新意義，且能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的研究內(nèi)容并提煉出題目；對于學(xué)科競賽，盡管很多情況下已經(jīng)給定題目，但需要從海量數(shù)據(jù)資源中找到與本次競賽選題相關(guān)的創(chuàng)新思路或技術(shù)路線，有時還需要分析歷年選題并加以總結(jié)和分析，從中獲得啟發(fā)或感悟。本階段面臨的主要挑戰(zhàn)是如何從快速增長的海量資源中，找到與創(chuàng)新選題密切相關(guān)的知識以及可供學(xué)科競賽參考的案例。

1.2.2創(chuàng)新實(shí)踐的執(zhí)行階段

本階段必須針對課題的研究目標(biāo)并緊密圍繞研究內(nèi)容開展創(chuàng)新活動，需要從研究內(nèi)容中及時發(fā)現(xiàn)新的問題、具體分析并加以解決。創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)面臨的問題包括： （1）“信息過載”問題。雖然從互聯(lián)網(wǎng)或相關(guān)資源數(shù)據(jù)庫（如中國知網(wǎng)或萬方等數(shù)據(jù)庫）中能檢索到海量的信息和知識，但與課題密切相關(guān)，對創(chuàng)新實(shí)踐具有直接啟發(fā)意義的高價值資源常常隱藏其中難以發(fā)現(xiàn)，在信息過載時代如何實(shí)現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)查詢？（2）創(chuàng)新型知識的深度挖掘問題。在資源精準(zhǔn)檢索的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)如何對相關(guān)資源的有效分析，以發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新型的知識？（3）知識直觀呈現(xiàn)問題。如何清晰顯示所發(fā)現(xiàn)的知識之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系和演化脈絡(luò)，以幫助創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)深刻理解知識體系，洞察隱含規(guī)律和拓展創(chuàng)新思路？

1.2.3創(chuàng)新成果的總結(jié)階段

創(chuàng)新成果一般以論文、專利、軟件著作權(quán)和結(jié)題報告等形式呈現(xiàn)。期刊論文的標(biāo)準(zhǔn)格式和寫作規(guī)范、專利和軟件著作權(quán)的范例和模板以及結(jié)題報告的撰寫規(guī)則等需要查閱大量的資料，在此基礎(chǔ)上，創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)需要將實(shí)踐成果進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)和理論提高后，才能形成有價值的學(xué)術(shù)文獻(xiàn)。在此階段，由于大學(xué)生不熟悉各類型創(chuàng)新成果的撰寫規(guī)范和行文思路以及不善于對創(chuàng)新成果進(jìn)行理論總結(jié)和提煉升華，從而影響創(chuàng)新實(shí)踐成果的最終質(zhì)量和水平。

2 基于圖書館大數(shù)據(jù)服務(wù)的創(chuàng)新實(shí)踐活動對策分析

針對大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐過程中的三個階段面臨的挑戰(zhàn)，提出以圖書館大數(shù)據(jù)服務(wù)為核心內(nèi)容的應(yīng)對方案，包括三個部分，如圖1所示，首先通過構(gòu)建創(chuàng)新知識庫以支持創(chuàng)新實(shí)踐選題，然后基于創(chuàng)新知識庫搭建大數(shù)據(jù)挖掘和分析平臺為創(chuàng)新進(jìn)程提供保障與服務(wù)，最后圖書館學(xué)科館員利用平臺以個性化服務(wù)的方式幫助創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)進(jìn)行創(chuàng)新成果的總結(jié)和提高。

2.1 構(gòu)建創(chuàng)新知識庫輔助創(chuàng)新實(shí)踐選題

創(chuàng)新知識庫是大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐活動過程中用于檢索和查詢的數(shù)據(jù)庫。在創(chuàng)新實(shí)踐選題階段，及時、精準(zhǔn)獲取創(chuàng)新實(shí)踐活動相關(guān)的歷史研究資料、當(dāng)前研究動態(tài)和研究前沿非常重要。大數(shù)據(jù)環(huán)境下，需要從包括互聯(lián)網(wǎng)資源，各數(shù)據(jù)庫商的電子資源以及圖書資源等多來源，多格式的數(shù)據(jù)中獲取信息，并有效融合構(gòu)建成為統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)化知識庫，以供檢索和查詢。

近年來興起的語義網(wǎng)[5]（Semantic Web）和關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)技術(shù)[6]（Linked Open Data，LOD）為數(shù)據(jù)的融合和檢索提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐。語義網(wǎng)技術(shù)由萬維網(wǎng)聯(lián)盟W3C提出，以圖（Graph）為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體和鏈接關(guān)系。數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)技術(shù)以語義網(wǎng)為基礎(chǔ)，基于資源描述框架[7]（Resource Description Framework，RDF）的組建規(guī)則， 將各種異構(gòu)的數(shù)據(jù)庫有機(jī)鏈接起來，構(gòu)建成語義關(guān)聯(lián)的大數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)技術(shù)能夠有效消除數(shù)據(jù)庫中的冗余信息，并適合快速查詢和精準(zhǔn)檢索。

創(chuàng)新素材收集和創(chuàng)新知識整合。創(chuàng)新知識庫的數(shù)據(jù)來源包括學(xué)科專業(yè)數(shù)據(jù)庫、在線百科、Web頁面等。學(xué)科專業(yè)數(shù)據(jù)庫是指通過簽約方式（如中國知網(wǎng)、萬方）獲得使用權(quán)限的數(shù)據(jù)庫，或者各圖書館自建的專業(yè)數(shù)據(jù)庫（如本科生、研究生的畢業(yè)論文庫，或通過網(wǎng)絡(luò)爬蟲實(shí)時爬取并結(jié)構(gòu)化的專利庫、各類學(xué)科競賽的歷年題庫和解答等）；在線百科是由相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜揖庉嫴⒎磸?fù)完善而構(gòu)建起來的有一定權(quán)威的知識庫，庫中包含大量結(jié)構(gòu)化的學(xué)科知識，如百度百科、維基百科等；Web頁面數(shù)據(jù)來源于互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)頁，包括文本、圖片及音視頻等海量信息（如各類創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目的官方網(wǎng)頁，學(xué)科競賽相關(guān)報道等）。由于上述數(shù)據(jù)的多源、異構(gòu)以及收集過程中難以避免的錯誤，這些數(shù)據(jù)一定程度上含有噪音，容易出現(xiàn)冗余或缺失。需要使用相關(guān)技術(shù)和工具（如Extraction Transformation and Loading，抽取、轉(zhuǎn)化和裝載工具）檢查數(shù)據(jù)并除去數(shù)據(jù)中所有明顯的重復(fù)、錯誤和不一致[8]，完成數(shù)據(jù)清洗。

2.2 開發(fā)大數(shù)據(jù)挖掘和分析平臺以服務(wù)創(chuàng)新實(shí)踐進(jìn)程

大數(shù)據(jù)挖掘和分析是指基于數(shù)據(jù)挖掘算法或工具等信息手段從創(chuàng)新知識庫中產(chǎn)生新的知識，是知識創(chuàng)新的主要手段。在大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐活動中，可以將當(dāng)前關(guān)注的某個問題（如創(chuàng)新項(xiàng)目的某個算法或概念，學(xué)科競賽的某個知識點(diǎn)等）抽象成實(shí)體，通過相關(guān)算法（如聚類算法和關(guān)聯(lián)規(guī)則算法等）將創(chuàng)新知識庫中的關(guān)系密切的實(shí)體挖掘出來。在語義搜索時，除了展示所“關(guān)注”實(shí)體的搜索結(jié)果之外，還推薦與該實(shí)體關(guān)系密切的所有其它實(shí)體，并在檢索結(jié)果頁面上展現(xiàn)；同時給出數(shù)據(jù)分析結(jié)果，例如提供創(chuàng)新實(shí)踐所涉及的“同類算法”、“同類概念”或“同類知識點(diǎn)”的“算法引用頻度”、“概念的演化歷程”、“知識點(diǎn)被訪問的統(tǒng)計結(jié)果”等一系列分析結(jié)論，供創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)選擇或參考。

開發(fā)創(chuàng)新實(shí)踐服務(wù)平臺為創(chuàng)新執(zhí)行階段提供服務(wù)。為方便創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)進(jìn)行大數(shù)據(jù)挖掘和分析，建立創(chuàng)新平臺的軟件系統(tǒng)，提供“知識檢索”、“數(shù)據(jù)挖掘和知識問答”和“知識可視化”功能以應(yīng)對“信息過載”、 “知識挖掘”和“知識直觀呈現(xiàn)”問題。在“知識檢索”服務(wù)中，當(dāng)輸入查詢詞（實(shí)體）后，搜索引擎識別其中涉及到的知識實(shí)體或?qū)傩?，按重要性高低在界面上展現(xiàn)與查詢實(shí)體相關(guān)的知識卡片；“數(shù)據(jù)挖掘和知識問答”服務(wù)首先應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘算法產(chǎn)生創(chuàng)新型知識并存入知識庫，然后針對用戶提供的查詢語句（問題），在準(zhǔn)確理解用戶的問題基礎(chǔ)上，將語句按語義劃分為分詞，并以分詞為查詢關(guān)鍵詞檢索知識庫，為用戶提供唯一精確的答案而非海量的網(wǎng)頁鏈接列表；最后“知識可視化”通過導(dǎo)航功能顯示知識實(shí)體之間的動態(tài)聯(lián)系，為用戶理解知識來源、知識流動和知識匯聚過程以及開展創(chuàng)新性思維提供直觀界面視圖。

2.3 開展個性化服務(wù)提煉創(chuàng)新成果

依托大數(shù)據(jù)挖掘和分析服務(wù)平臺，學(xué)科館員利用其學(xué)科知識背景，結(jié)合創(chuàng)新實(shí)踐活動的需求通過平臺查詢和知識問答，為團(tuán)隊(duì)提供個性化服務(wù)。在創(chuàng)新成果總結(jié)階段，圖書館員依托平臺，對課題中的研究成果及時查新，如提供相關(guān)期刊的刊文風(fēng)格、投稿指南；提供專利和軟件著作權(quán)的撰寫模板，總結(jié)以往申報材料的成功經(jīng)驗(yàn)和撰寫要領(lǐng)；在項(xiàng)目結(jié)題報告或?qū)W科競賽報告中提供包括成果創(chuàng)新點(diǎn)和創(chuàng)新思路的提煉等方面的咨詢等個性化服務(wù)，進(jìn)一步提升創(chuàng)新成果的質(zhì)量。

3 結(jié)語

基于語義網(wǎng)構(gòu)建創(chuàng)新知識庫輔助選題，通過具有“知識檢索”、“數(shù)據(jù)挖掘和知識問答”和“知識可視化”功能的大數(shù)據(jù)分析平臺服務(wù)于創(chuàng)新實(shí)踐進(jìn)程，以及圖書館員提供個性化服務(wù)以提高創(chuàng)新質(zhì)量的方案，能有效緩解當(dāng)前大數(shù)據(jù)環(huán)境下大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐面臨的困境，提升高校創(chuàng)新實(shí)踐的質(zhì)量和水平。

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Research on Students Innovation Practice Activity Oriented Big Data Service Scheme of University Libraries

HE Sheng1，3 ，WU Zhi-qing2 ，F(xiàn)ENG Xin-ling1，3 ，ZHAO Xiao-rong1，3 ，LIU Yi-jun1，3

（1.School of Computer Engineering， Jiangsu University of Technology， Changzhou 213001，China；2.Jiangsu University of Technology Library， Changzhou 213001，Chian；3.Key Laboratory of Cloud Computing & Intelligent Information Processing of Changzhou City， Changzhou 213001，China）

Abstract： It is a subject worth being studied in the fields of university teaching and research to provide efficient data service for students innovation practice activity based on amass electronic resources of university libraries. The paper analyzes mainly current dilemma of data service of innovation practice process， and a big data service scheme of university libraries is put forward which include three components of innovation knowledge base， analysis platform development of big data and supply of personalized services. The scheme can respond the challenges of students innovation practice activity under big data background.

Key words： innovation practice activity；big data of university libraries；semantic web； linked open data

責(zé)任編輯 孫學(xué)通