人工智能時(shí)代高校圖書館創(chuàng)客空間發(fā)展新趨勢

趙丹妮 宋少忠

[摘 要]創(chuàng)新支持系統(tǒng)的構(gòu)建是我國可持續(xù)發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力，因此，人工智能時(shí)代高校圖書館構(gòu)建創(chuàng)客空間是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的有效路徑。文章在明晰人工智能、創(chuàng)客空間等基礎(chǔ)概念之上，闡述高校圖書館構(gòu)建創(chuàng)客空間的意義內(nèi)涵，進(jìn)而對(duì)于我國高校圖書館創(chuàng)客空間發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)研分析，重點(diǎn)論述人工智能時(shí)代高校圖書館創(chuàng)客空間的發(fā)展趨勢與展望。

[關(guān)鍵詞]人工智能;高校圖書館;創(chuàng)客空間;智慧教室

[基金項(xiàng)目]2019年度吉林省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃一般規(guī)劃課題“人工智能時(shí)代高校圖書館基于創(chuàng)客空間的創(chuàng)新素養(yǎng)教育體系構(gòu)建研究”（GH19404）

[作者簡介]趙丹妮（1982—），女（滿族），吉林長春人，碩士，吉林工商學(xué)院圖書館館員，研究方向?yàn)閯?chuàng)客空間建設(shè)、創(chuàng)新素養(yǎng)教育;宋少忠（1972—），男，吉林長春人，博士，吉林工商學(xué)院工學(xué)院教授，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。

[中圖分類號(hào)] G251.5[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A[文章編號(hào)] 1674-9324（2020）47-0-04[收稿日期] 2020-07-15

2016年國務(wù)院發(fā)布《國家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略綱要》指出人才的培養(yǎng)教育要融合創(chuàng)新思維、提升創(chuàng)新能力要素;在大學(xué)生中積極實(shí)踐創(chuàng)客活動(dòng)[1]，2018年《國務(wù)院關(guān)于推動(dòng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展打造“雙創(chuàng)”升級(jí)版的意見》強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)對(duì)于大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，為雙創(chuàng)的高質(zhì)量發(fā)展提供人力資源支撐[2]，上述文件的發(fā)布表明創(chuàng)新支持系統(tǒng)的構(gòu)建是我國可持續(xù)發(fā)展和民族復(fù)興的核心驅(qū)動(dòng)力，高校圖書館作為高等教育系統(tǒng)的組成要素負(fù)有職責(zé)助力創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，因此以人工智能技術(shù)的前瞻視角，高校圖書館構(gòu)建創(chuàng)客空間是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的有效路徑，所以明晰人工智能時(shí)代高校圖書館創(chuàng)客空間新的發(fā)展趨勢，以此指導(dǎo)高校圖書館基于創(chuàng)客空間構(gòu)建創(chuàng)新素養(yǎng)教育體系，助力高校雙創(chuàng)人才的高質(zhì)量培養(yǎng)具有十分重要的實(shí)踐意義。

一、基礎(chǔ)概念體系

（一）人工智能的概念內(nèi)涵

斯坦福大學(xué)人工智能研究中心尼爾遜教授認(rèn)為人工智能是關(guān)于知識(shí)的表示、獲取和應(yīng)用的科學(xué)技術(shù)，這反映了人工智能學(xué)科的基本要素[3]（P109）。人工智能是研究計(jì)算機(jī)模擬人類智慧思維與行為，在此基礎(chǔ)上不斷迭代、重構(gòu)、拓展機(jī)器智能的多學(xué)科融合的前沿新興的綜合技術(shù)系統(tǒng)，本質(zhì)是機(jī)器系統(tǒng)做出決策的過程。

（二）創(chuàng)客與創(chuàng)客空間的含義

機(jī)器人制造企業(yè)3D Robotics聯(lián)合創(chuàng)始人克里斯·安德森認(rèn)為創(chuàng)客具有創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維，其創(chuàng)造行為是通過使用數(shù)字桌面制造工具設(shè)計(jì)制作出樣品;創(chuàng)客群體的價(jià)值觀是開源、協(xié)作和共享，任何人都可以開放獲取設(shè)計(jì)制作的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范自主創(chuàng)造或者將設(shè)計(jì)流程傳導(dǎo)至制造工廠，從而加速創(chuàng)意到創(chuàng)新成果的轉(zhuǎn)化[4]（P30）。

高校的創(chuàng)客空間發(fā)端于美國麻省理工學(xué)院比特與原子研究中心于1998年創(chuàng)立的微觀裝配實(shí)驗(yàn)室—制造產(chǎn)品和工具的小型工廠。微觀裝配實(shí)驗(yàn)室的建立觸發(fā)了以創(chuàng)客為代表，依托于新型創(chuàng)新載體即創(chuàng)客空間的全新創(chuàng)新范式—?jiǎng)?chuàng)新2.0模式的誕生。傳統(tǒng)的以技術(shù)發(fā)展為導(dǎo)向，以生產(chǎn)者企業(yè)的研發(fā)人員、高?？蒲性核难芯咳藛T為主體，實(shí)驗(yàn)室為創(chuàng)新環(huán)境自上而下的創(chuàng)新1.0模式正在向以用戶個(gè)人為中心，以社會(huì)上各種開放的創(chuàng)客空間、眾創(chuàng)空間等創(chuàng)新平臺(tái)為載體自下而上的開放、協(xié)同、共享為特點(diǎn)的創(chuàng)新2.0模式轉(zhuǎn)化。創(chuàng)新2.0模式打破了創(chuàng)新的壁壘，引導(dǎo)創(chuàng)新活動(dòng)由封閉走向開放，從生產(chǎn)端向以用戶需求端參與轉(zhuǎn)化。用戶創(chuàng)客可以成為創(chuàng)新的主體，創(chuàng)客可以在創(chuàng)客空間將創(chuàng)意、設(shè)計(jì)和制造環(huán)節(jié)整合從而創(chuàng)造出創(chuàng)新產(chǎn)品。創(chuàng)新2.0模式下，創(chuàng)新活動(dòng)從實(shí)驗(yàn)室拓展至創(chuàng)客空間，從專業(yè)的科研人員走向大學(xué)生、創(chuàng)客群體等社會(huì)大眾，形成了“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的創(chuàng)新體系和格局。2011年以后全球創(chuàng)客運(yùn)動(dòng)廣泛開展，創(chuàng)客空間蓬勃發(fā)展，2012年美國內(nèi)華達(dá)大學(xué)里諾分校圖書館就創(chuàng)建了最早的高校圖書館創(chuàng)客空間—“實(shí)物制造空間”[5]，目的是積極促進(jìn)讀者用戶動(dòng)手實(shí)踐，培養(yǎng)用戶的創(chuàng)新精神。人工智能時(shí)代的創(chuàng)客空間從實(shí)體物理形式演進(jìn)到云化智能的創(chuàng)客空間，延伸至高校圖書館創(chuàng)客空間是高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育系統(tǒng)的有機(jī)組成部分，為大學(xué)生創(chuàng)客提供物理空間區(qū)域和高科技桌面制造工具，組織創(chuàng)客活動(dòng)，從而促進(jìn)跨學(xué)科研討合作，聚合創(chuàng)意資源，實(shí)現(xiàn)知識(shí)融合創(chuàng)新以及創(chuàng)造出全新產(chǎn)品，有力助推我國高校雙創(chuàng)教育的拓展和深化。

二、高校圖書館構(gòu)建創(chuàng)客空間的意義內(nèi)涵

《新媒體聯(lián)盟地平線報(bào)告2018高等教育版》將推進(jìn)創(chuàng)新文化列為影響高等教育的長期趨勢之一，并將探討如何在獨(dú)特和多樣化的學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)培育創(chuàng)新文化作為趨勢重點(diǎn)[6]。高校圖書館為了傳播先進(jìn)實(shí)踐、發(fā)展21世紀(jì)的智慧服務(wù)，必須助力培育創(chuàng)新文化，激發(fā)讀者用戶的創(chuàng)造力和創(chuàng)業(yè)思維，讓讀者用戶成為創(chuàng)造者[7]。高校圖書館構(gòu)建創(chuàng)客空間可以實(shí)現(xiàn)大學(xué)生主動(dòng)參與式學(xué)習(xí)，親自動(dòng)手實(shí)踐創(chuàng)造創(chuàng)新產(chǎn)品而且促進(jìn)學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)體驗(yàn)，各種學(xué)科專業(yè)的大學(xué)生創(chuàng)客聚集、分享、交流、研討和協(xié)作，這種跨學(xué)科的研究實(shí)踐有助于提高學(xué)生解決復(fù)雜問題的能力，超學(xué)科知識(shí)的融合賦能學(xué)生創(chuàng)新能力進(jìn)一步深化和提升。

三、我國高校圖書館創(chuàng)客空間發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)研分析

（一）功能空間區(qū)域和軟硬件設(shè)備情況

筆者選取國內(nèi)具有代表性的10所高校圖書館創(chuàng)客空間作為調(diào)研對(duì)象，采用文獻(xiàn)研究法、網(wǎng)絡(luò)調(diào)查法，從功能空間區(qū)域、軟硬件設(shè)備兩個(gè)維度進(jìn)行分析，如表1所示[8]，其功能空間區(qū)域基本構(gòu)造包括：研討區(qū)、動(dòng)手實(shí)踐創(chuàng)造區(qū)、創(chuàng)造產(chǎn)品展示區(qū)、科技產(chǎn)品體驗(yàn)區(qū)、培訓(xùn)講座區(qū)、休閑區(qū)，部分創(chuàng)客空間能夠結(jié)合本校優(yōu)勢學(xué)科專業(yè)構(gòu)建特色功能空間區(qū)域，例如西安交通大學(xué)圖書館創(chuàng)客空間構(gòu)建的PBL空間設(shè)置3D人體解剖模型庫，為醫(yī)學(xué)生提供輔助學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。能夠提供基礎(chǔ)的軟硬件設(shè)施工具，如3D打印機(jī)、體驗(yàn)用數(shù)字設(shè)備、電子白板等。

（二）高校圖書館創(chuàng)客空間建設(shè)目前存在的問題

1.高校圖書館創(chuàng)客空間功能區(qū)域過于細(xì)分。目前高校圖書館創(chuàng)客空間功能區(qū)域劃分細(xì)化，例如武漢大學(xué)信息科學(xué)分館創(chuàng)客空間就細(xì)分出3D大賽作品展示區(qū)、創(chuàng)意活動(dòng)區(qū)、MAC電腦體驗(yàn)區(qū)、創(chuàng)客俱樂部、觸屏數(shù)字資源閱讀器區(qū)、雙屏IT云教育體驗(yàn)區(qū)。單一細(xì)分空間區(qū)域只能提供有限創(chuàng)新支持功能，機(jī)器人制造企業(yè)3D Robotics聯(lián)合創(chuàng)始人克里斯·安德森認(rèn)為創(chuàng)客社區(qū)在分享過程中建立，而創(chuàng)客社區(qū)最擅長的就是重新混合：探求某一產(chǎn)品的各種可能性變化，在探求過程中不斷改進(jìn)該產(chǎn)品[4]（P97），所以應(yīng)該構(gòu)建一個(gè)擅長分享并促進(jìn)大學(xué)生創(chuàng)客重新混合作品的創(chuàng)造社區(qū)，而高校圖書館創(chuàng)客空間里的大空間綜合功能區(qū)域能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的創(chuàng)新場景，從而達(dá)到融合創(chuàng)新的雙創(chuàng)目標(biāo)。

2.動(dòng)手創(chuàng)造實(shí)踐類設(shè)備種類數(shù)量較少。高校圖書館創(chuàng)客空間的核心功能訴求是動(dòng)手、實(shí)踐和創(chuàng)造，通過使用桌面制造類工具創(chuàng)造個(gè)性化的產(chǎn)品，進(jìn)而提升大學(xué)生創(chuàng)客的創(chuàng)新素養(yǎng)。但是現(xiàn)實(shí)情況是高校圖書館創(chuàng)客空間的制造類設(shè)備種類數(shù)量偏少，而體驗(yàn)類的數(shù)字設(shè)備過多，如武漢大學(xué)圖書館創(chuàng)客空間的雙屏IT云教育體驗(yàn)設(shè)備、MAC電腦等體驗(yàn)式設(shè)備就占據(jù)了創(chuàng)客空間的大片區(qū)域，而激光切割機(jī)、數(shù)控機(jī)器等這些創(chuàng)客空間最基本的設(shè)備居然缺位。這種本末倒置使得創(chuàng)客空間名不副實(shí)，流于形式，導(dǎo)致高校圖書館創(chuàng)客空間的使用效率不高，沒有充分發(fā)揮提升學(xué)生雙創(chuàng)能力的效能。另外，人工智能時(shí)代已經(jīng)來臨，目前高校圖書館創(chuàng)客空間的軟硬件設(shè)施種類并沒有達(dá)到能夠契合人工智能技術(shù)的要求，需要在人工智能技術(shù)框架指導(dǎo)下整合升級(jí)，進(jìn)而打造高校圖書館科技前瞻的未來感，保持高校圖書館創(chuàng)客空間能夠持續(xù)為雙創(chuàng)戰(zhàn)略賦能。

四、人工智能時(shí)代高校圖書館創(chuàng)客空間發(fā)展趨勢展望

（一）高校圖書館創(chuàng)客空間與智慧教室融合發(fā)展

2017年國務(wù)院發(fā)布的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》報(bào)告指出要實(shí)施全民智能教育項(xiàng)目，并提出了全面發(fā)展人工智能的戰(zhàn)略規(guī)劃[9]。因此人工智能時(shí)代高校圖書館創(chuàng)客空間與智慧教室融合發(fā)展是對(duì)于大學(xué)生開展人工智能教育的有效路徑，而且創(chuàng)新素養(yǎng)教育實(shí)踐體系的舉措：創(chuàng)新素養(yǎng)教育課程、人工智能教育、超學(xué)科教育、諸如創(chuàng)客空間軟硬件設(shè)備使用培訓(xùn)、創(chuàng)意研討分享、創(chuàng)客文化活動(dòng)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、創(chuàng)造成果展示等創(chuàng)新素養(yǎng)教育實(shí)踐活動(dòng)等都可利用融合智慧教室智能技術(shù)系統(tǒng)的創(chuàng)客空間來實(shí)現(xiàn)。智慧教室是以人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)等作為技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施，集合面向課堂互動(dòng)教學(xué)、線上線下主動(dòng)學(xué)習(xí)、考試評(píng)價(jià)等多種智能化應(yīng)用的動(dòng)態(tài)、開放、智慧的新型教學(xué)空間。高校圖書館創(chuàng)客空間可以引入智慧教室的智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)空間環(huán)境的智能控制與調(diào)節(jié)。創(chuàng)客空間可配置自由拼接桌椅、無線投屏互動(dòng)系統(tǒng)以及終端助教軟件便于開展分組討論，形成立體互動(dòng)式的智慧教學(xué)環(huán)境。引進(jìn)應(yīng)用型錄播系統(tǒng)自動(dòng)生成、上傳、歸類高品質(zhì)教學(xué)視頻資源到課程平臺(tái)，可通過課程平臺(tái)觀看直播和點(diǎn)播，實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式。智慧教室綜合管理平臺(tái)對(duì)于教室所有設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)深入挖掘分析，以可視化大數(shù)據(jù)形式展示，使得創(chuàng)客空間的創(chuàng)新素養(yǎng)教育管理更加精準(zhǔn)化、科學(xué)化。

高校圖書館創(chuàng)客空間可以引進(jìn)諸如全息臺(tái)、全息黑板、AR互動(dòng)臺(tái)、頭戴式顯示器以及VR虛擬現(xiàn)實(shí)引擎、VR課程編輯器、VR教育系統(tǒng)平臺(tái)、VR云課程平臺(tái)等多種沉浸式體驗(yàn)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備構(gòu)建全息創(chuàng)客空間，綜合應(yīng)用全息技術(shù)以及云計(jì)算生成全息3D立體影像并與學(xué)生自然互動(dòng)，使得學(xué)生身臨其境感知電氣設(shè)備、機(jī)械零件、管理應(yīng)用等各學(xué)科系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和形態(tài)，創(chuàng)建了三維立體互動(dòng)的創(chuàng)新素養(yǎng)教育教學(xué)情境，雙創(chuàng)教育模式升級(jí)為虛擬化、智能化和信息化形態(tài)。

創(chuàng)新素養(yǎng)教學(xué)過程融合人工智能輔助教學(xué)機(jī)器人是高校圖書館創(chuàng)客空間重構(gòu)創(chuàng)新素養(yǎng)教育生態(tài)的有效手段，學(xué)生的能力本位教育盡可能得以實(shí)現(xiàn)。例如2016年美國佐治亞理工大學(xué)采用名為吉爾·沃森的人工智能輔助教學(xué)機(jī)器人作為研究生課程助教來輔導(dǎo)學(xué)生并在網(wǎng)絡(luò)論壇回答學(xué)生的學(xué)術(shù)問題[10]（P169）。聚合學(xué)生的個(gè)性化學(xué)情數(shù)據(jù)反饋，利用表情識(shí)別、計(jì)算機(jī)視覺、智能語音、自然語言處理等人工智能技術(shù)，掌握學(xué)生課堂學(xué)習(xí)專注度，動(dòng)態(tài)調(diào)整授課內(nèi)容和形式，推送適合每個(gè)學(xué)生的個(gè)性化的創(chuàng)新素養(yǎng)教育課程，使得學(xué)生能夠根據(jù)自己的學(xué)習(xí)風(fēng)格、學(xué)習(xí)速度和學(xué)習(xí)能力自主構(gòu)建個(gè)性化的創(chuàng)新素養(yǎng)教育理論和實(shí)踐課程模塊。

（二）高校圖書館創(chuàng)客空間智慧課堂

高校圖書館創(chuàng)客空間依托智慧教室構(gòu)建智慧課堂，見表2，推動(dòng)“以學(xué)生為中心”的積極教學(xué)與學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，創(chuàng)新教學(xué)方法實(shí)踐，利用前沿智能技術(shù)構(gòu)建云課堂和遠(yuǎn)程教學(xué)模式，溝通、合作、互動(dòng)與分享在創(chuàng)客空間智慧課堂充分發(fā)酵實(shí)現(xiàn)，從而賦能學(xué)生的創(chuàng)新思維生發(fā)拓展，創(chuàng)新素養(yǎng)教育質(zhì)量得以有效保證與落實(shí)。

（三）高校圖書館創(chuàng)客空間內(nèi)化升級(jí)為人工智能實(shí)驗(yàn)室，以美國羅德島大學(xué)圖書館人工智能實(shí)驗(yàn)室作為案例分析

2018年9月，美國羅德島大學(xué)在羅伯特·L·卡羅瑟斯圖書館原有創(chuàng)客空間的基礎(chǔ)上，改造創(chuàng)建了美國大學(xué)第一所位于高校圖書館的人工智能實(shí)驗(yàn)室，初衷是源于羅德島大學(xué)圖書館調(diào)查得知，學(xué)生最想學(xué)習(xí)的知識(shí)領(lǐng)域是人工智能。不同于傳統(tǒng)的人工智能實(shí)驗(yàn)室是專門為科研人員構(gòu)建的研究設(shè)施，美國羅德島大學(xué)圖書館的人工智能實(shí)驗(yàn)室是為促進(jìn)人工智能教育公平，推廣人工智能教育，目標(biāo)是服務(wù)于各種學(xué)科背景的教師和學(xué)生以及更廣泛的羅德島社區(qū)人員，鼓勵(lì)跨學(xué)科合作以及將各個(gè)學(xué)科的本科生課程與研究生課程結(jié)合在一起。

羅德島大學(xué)圖書館人工智能實(shí)驗(yàn)室提供關(guān)于機(jī)器人、自然語言處理、智能城市、智能家居、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域的初級(jí)到高級(jí)教程。并且鼓勵(lì)教師授課時(shí)使用人工智能實(shí)驗(yàn)室，并將人工智能教育嵌入到教學(xué)大綱，踐行“人工智能+教育”的通識(shí)教育理念。該人工智能實(shí)驗(yàn)室配置了各種機(jī)器人、Amazon Echo、Google Home、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備以及多臺(tái)高性能計(jì)算機(jī)和筆記本電腦，開辟人工智能設(shè)備體驗(yàn)空間，可以動(dòng)手實(shí)踐體驗(yàn)智能技術(shù)提供動(dòng)力的無人機(jī)飛行、工業(yè)機(jī)械臂、醫(yī)療智能紡織品和虛擬現(xiàn)實(shí)演示。實(shí)驗(yàn)室還專門開辟一個(gè)研討空間作為人工智能倫理和社會(huì)問題的思想中心，從社會(huì)、倫理、經(jīng)濟(jì)以及藝術(shù)的視角探討人工智能技術(shù)的多維影響。

羅德島大學(xué)圖書館人工智能實(shí)驗(yàn)室由圖書館主導(dǎo)建設(shè)并廣泛聯(lián)合大學(xué)的各個(gè)院系共同支持其運(yùn)營，而且具有計(jì)算機(jī)科學(xué)、工程學(xué)乃至哲學(xué)背景的教師也是該人工智能實(shí)驗(yàn)室的聯(lián)合創(chuàng)始人，由此奠定了羅德島大學(xué)圖書館人工智能實(shí)驗(yàn)室的開放、共享、多元、跨學(xué)科融合培養(yǎng)學(xué)生的人工智能素質(zhì)的宗旨[11]。

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Abstract： The construction of innovation support system is the core driving force of China's sustainable development. Therefore， in the era of artificial intelligence， the construction of maker space in university library is an effective way to cultivate innovative talents. On the basis of clarifying the basic concepts of artificial intelligence and maker space， this paper expounds the significance and connotation of the construction of maker space in university library， and then investigates and analyzes the development status of maker space in university library in China， with a focus on the development trend of maker space in university library in the era of artificial intelligence.

Key words： artificial intelligence; university library; maker space; smart classroom