智慧图书馆辅助教学的设计研究

门红悦

（中国民航大学图书馆，天津300300）

当今，信息技术下“互联网+”的概念已经成为我国重要的国家发展战略，影响着人们的思维观念，影响着传统行业的变革。信息技术的发展给人们利用网络搜索引擎获取数据带来便利，也给高校图书馆的服务变革带来巨大的动力。随着数字技术、互联网技术和智能设备的发展和应用，学者们开展了图书馆服务智慧化设计和数字图书馆智能化服务的研究[1][2][3]，并基于用户到馆行为和用户行为数据开展了图书馆服务策略的探讨[4][5]。

如何依照教育部《普通高等学校图书馆规程》要求，发挥高校图书馆第二课堂的作用，使图书馆全面参与学校人才培养工作，面对信息技术的迅猛发展，用户思维模式不断创新，对教学信息资源的加工、存储、查询、利用等方面的需求提出的更高要求，开展教学服务智能化研究是图书馆迫切需要认真对待的一项重要工作。从研究高校各专业培养目标、课程教学目标为出发点，按教师教学策略，针对学生自主学习能力培养，以及学生的学习需要、存在的困难、知识结构的构建等提供智能化帮助，将智能化服务嵌入到教学过程中，通过有效组织和管理日益增加的信息资源，分析研究高校用户教学活动的需求，搭建智能化服务平台。图书馆智能化辅助教学系统的设计研究，结合高校教育模式的改革，将高校图书馆嵌入到高校课程体系[6]，通过信息数据收集、分析，将知识与创新结合，融合人工与智能，使数据、信息和知识上升到智慧的高度，在互联网平台下实现图书馆智能化服务，为高校教学提供软硬件一体化的知识型与智慧型相结合的动态服务平台，开展智能化知识服务，以适应高校用户对认知模式的发展，使师生用户通过图书馆知识服务智能化，不断获取和更新知识、创新知识，实现自我完善。使图书馆在服务过程中不断提升馆藏信息资源的利用效率和服务质量，实现高校图书馆教育职能进一步发展。

一、图书馆智能化服务的内涵

教育部颁布的《教育信息化十年发展规划（2011—2020 年）》指出，要以优质教育资源和信息化学习环境建设为基础，以学习方式和教育模式创新为核心，以体制机制和队伍建设为保障，在构建学习型社会和建设人力资源强国进程中充分发挥教育信息化支撑发展与引领创新的重要作用[7]。建设图书馆智能化辅助教学环境的核心是“互联网+用户需求信息+知识化服务”，一是对用户需求信息有序化整理；二是针对用户需求将关联的显性知识进行有序化组织并可随时调取；三是将图书馆员自身的知识和聪明才智激发出来，促使他们将信息进行整合并形成新思想、新方案和建议传递给师生的过程；四是将图书馆馆藏资源通过计算机及网络信息技术模拟人的智能行为。实现对教师教学策略和教学风格的了解，跟踪分析教师教学进度、教学内容、作业安排等；实现对学生学习基础、学习行为的了解，实时跟踪分析学生的上课前后及学习过程中的学习行为动态等，系统基于图书馆员设计的程序策略，智能分析师生个体需求意向，优化各类信息，为师生用户提供优质数字教育资源和学生学习发展性评价，有助于学生进行启发式、探究式、讨论式、参与式学习的开展，培养学生个性化学习、终身学习的能力。

智能化辅助教学服务具有能主动分析、预测用户需求及期望目标；信息资源是图书馆内外部各类资源的有机融合，多元并存和互联互通；在空间上不受时间、地点及虚拟空间的限制；能根据不同需求的用户，提供个性化服务；具备自我学习和自我调整功能，即时更新知识库[3]。

二、用户信息行为分析

用户信息行为是用户为解决某些问题以及为实现某种信息需求，对事实数据、观点等信息采取的相应行动，通过数据查找和信息采集获取所需信息，并通过对信息吸收、加工进行利用的活动方式。高校图书馆用户行为主要体现在，用户直接到图书馆各阅览室或阅览区进行资料浏览和查找，查询图书目录，对满足个人需求的图书资料进行借阅，或直接咨询图书馆员问询其它信息资源等事项；另外是用户的网络行为，师生用户通过用户终端登录互联网平台，在图书馆网站和互联网上进行信息浏览、搜索、开展问题讨论和咨询、问题留言、发表文字和图片信息或下载相关电子信息资料等信息需求行为[5]。

为教学科研以及学生课业提供信息资源保障与信息服务的高校图书馆，随着互联网技术的发展，用户便捷获取信息的途径得以拓宽，获取信息的习惯和方式也发生了新的变化，用户不再依赖图书馆获取信息，越来越多的用户通过互联网自行查找所需的资源。调查表明，目前高校师生用户仍缺乏对图书馆文献资源和服务的全面了解和有效利用，高校图书馆的自主学习中心、教学科研支持中心和文化传播交流中心的作用尚未得到师生的认可，对图书馆的利用更多地停留在图书借阅、自习和休闲的层面上[4]。在这样的背景下，深入开展信息技术下图书馆智能化服务系统研究，跟踪用户行为变化和特点，感知用户信息需求，才能有效利用高校图书馆自身的专业优势为高校教学提供相应服务。

三、图书馆信息数据存储现状

在信息存储和网络通讯技术的迅猛发展下，高校图书馆经历着数字化建设和智慧化研究的发展过程，图书馆信息智能设备将各类信息数据，如书目数据、报刊数据和用户借阅书刊数据等进行结构化数据存储，此外，图书馆也对用户的网络行为进行半结构化和非结构化数据存储，在网络大数据环境下，图书馆累积数据信息总量及其中包含的应用价值对高校图书馆智能化建设发挥着重要作用。

由于高校图书馆受自身技术能力的限制，对现存数据没能实现数据源之间有效的融合与利用。此外，也缺乏关于教学信息的收集和利用，如教务处、各教学学院、研究院所、系的需求信息等，校园信息采集不深入，网点铺设面小，大多数数据还孤立在图书馆数据库之外。而图书馆已有数据也是以孤立形式存在。不同规模、不同结构的用户行为数据未能彼此相关联，在辅助教学方面没能使信息需求与图书馆服务之间构成有效互动。这为依托网络大数据和信息技术，构建智能化辅助教学服务平台，整合并分析用户行为数据，有针对性地对师生用户开展个性化信息智能服务设计提供可能。

四、智能化辅助教学系统的设计研究

（一）基于教学信息数据构建知识服务环境

数据采集、实现数据交换形成大数据是智能化的核心，教学数据采集要面向各专业培养目标与学科课程等诸多方面，运用计算机软件工具和技术服务手段，通过数据解决方案，利用云计算技术将多渠道采集的数据智能化实时处理，构建智慧型数据。在这里，数据采集与描述的相关问题是构建教学数据知识环境的前提。所以，对数据进行特征描述，通过数据解决方案建立数据标识系统，以专业方向、课程体系设置、学科课程、教学大纲以及教学大纲中涉及到的课程目标、教学内容、学时安排、教学方法、教学策略、实验教学、学生作业、学生学习过程等组织相关数据库，对收集数据进行筛选和分类，完成教学数据处理。

针对数据采集，从学校层面协调图书馆、教务处、各教学学院、研究院所之间的责任关系，出台相关制度文件，明确责任人的工作职责，建立信息数据采集机制，从制度上保障这项工作的开展。此外，加大数据采集的资金投入，在除图书馆之外的学生活动场所，如各学院教学楼、教室、宿舍楼、学生活动场所等布置数据采集节点，建立除个人设备之外的用户访问网站后台以及信息设备应用后台终端，利用网络技术，实现智能化信息采集的嵌入来代替图书馆馆员人工工作，跟踪用户的信息搜索、信息交互情况和阅读轨迹行为，感知采集用户在教学活动中的使用信息数据。同时，数据采集系统也要兼顾用户社交网络数据和各类实时动态信息，并将网络的汇聚节点或基站上的信息数据传到图书馆云平台数据库以便系统分析使用。系统检索模块利用数据查找与数据反馈工具，通过智能技术和“互联网+”技术实现数据的共享，为数据检索服务的开展提供基础，完成用户基本信息的教学数据知识服务环境建设。

此外，将参考文献数据、教学实验数据和软件数据等补充到数据标识信息环境中，通过数据关联技术将不同类型数据进行有效关联，提高数据的可检索性，系统通过索引不同格式的数据实现推送服务。

（二）教学信息数据个性化处理与服务集成的智能化

根据师生用户个性化教学需求处理教学信息数据，遵循专业培养目标、课程体系教学设计和教学模式等，通过学科课程展开。如学习某一专业的学生教学需求，按照学生能力达成路线，在不同学期设置相应的学科课程，每门课程又有自身的课程目标，为实现课程目标教学大纲制定了相关教学内容、教学环节和学生学习任务、考核手段等。所以，在信息需求处理上，系统要对不同相关教学信息数据进行关键词抽取和查新点确定，比对国内外文献数据建立系列子需求模块，同时，将每个服务子需求发送到不同的服务集成模块，按不同属性进行服务集成，汇总后向用户推送服务信息。

1.教学信息及学科课程知识匹配推送

师生用户通过图书各类终端，首次登陆智能服务系统后，系统能根据用户基本的历史数据为用户推送相关教学信息和课程知识匹配。当智能服务系统收集到用户新的需求信息后，数据分析系统会为师生用户重新自动生成需求特征标识，更新信息匹配。如：学生按校园一卡通登陆系统后，系统会依照学生所学专业进入个人学习平台，平台包括：专业培养目标，该专业国内外发展情况比较、研究重点、课程设置等；本校专业培养目标、课程体系设置、学生学习能力培养达成路线等；每学期课程设置、及课程设置的意义及之间关系；每门课程的课程目标、教学大纲、教学日历和课程知识结构、内容分布等，并根据个人的教育背景、信息需求情况等进行课程知识匹配，包括学校网络课程资源的推送和相关的图书馆馆藏资源的参考推荐，指明资料馆藏位置。

此外，系统也会对信息需求特征指标相似度高的信息和关联度高的课程进行整合，推荐给群内的其他用户，进行群内的交叉推荐。课程知识匹配与推荐是为用户教学活动开展营造适合的学习环境，实现因材施教的教育目的。

2.跟踪网络课程教学信息辅助课程在线教学

结合信息技术，教育界进行了大规模的教学模式改革，MOOCs 的应用、学校网络开放课程的建设与越来越多的“线上线下”教学模式的开展，将图书馆智能服务系统嵌入到网络课程，跟踪师生用户在网络课程上的教学活动信息，抓取用户教学行为数据，如教师开展课程建设时行为信息；学生利用网络课程学习时对各教学模块的使用，如观看教学视频、习题解答视频、完成网络作业、参与问题讨论时发表的内容，以及学生在各知识点学习上停留的时间、对同一内容学习的次数等，系统从这些行为数据中分析用户的学习情况，评估其信息需求意向，智能系统针对需求意向，从数据资源中筛选整合相关知识和参考资料，对应内容需求向用户推送服务。同时将这些信息推送给网络课程建设教师，通过教师寻求解决方法，完成学生课程学习辅导。另外，将学生“线上”学习的问题需求推送给相关课程的“线下”教师，作为教学参考，利用“线上、线下”全方位教学策略运用，提高学生学习的产出效率。

3.辅助网络课程互动与考核

网络课程中均设置用户在线讨论或论坛模块，调查发现，该模块利用率低下，大多数用户行为表现只是浏览，基本不发表问题讨论，难以发挥教学辅助作用，一是论坛讨论没有与课程学习过程考核相关联，另外是用户问题不能得到及时解答[8]。智能化辅助教学系统在教学信息数据个性化处理与服务集成过程中，通过采集用户在论坛上信息需求，对用户的信息行为分析后，从智能数据资源中查找对应的信息资源和学习材料，为不同学习用户推送相关内容的知识匹配服务，友好完成人机互动，激发用户探讨问题的积极性。

智能系统嵌入辅助课程考核后，由于智能系统数据采集的精细化，系统对用户个性化信息的跟踪识别具有用户身份跟踪机制，利用该机制可以杜绝用户在网络课程学习中的替学和替考现象，监督用户利用网络课程开展自我、自主学习。

五、结语

高校图书馆智能化辅助教学服务是一项复杂过程，学校必须通过制度和机制保障智能化系统建设。参与智能化建设的教学数据馆员、技术馆员要具有专业学科背景和应用计算机知识、情报学和图书馆管理学知识等。在团队内部形成馆员职责分明且优势互补、协同发展的合作模式，馆员根据用户需求，研究各类数据管理、分析方法，发挥成员自身优势和智慧。

此外，跨部门协调与合作是实现高校图书馆智能化辅助教学的关键，用户需求数据采集仅靠教学数据馆员团队是不够的，应从学校层面协调各教学职能部门之间的工作，使其配合图书馆智能化服务建设。

智能化辅助教学系统通过对数据进行智能收集和处理，减轻了学科馆员的重复劳动，解决了人工可能无法满足的用户需求，有利于教学效率的提升，从而最大限度地提高高校图书馆知识服务能力。