人工智能時代高校圖書館創客空間發展新趨勢

趙丹妮 宋少忠

[摘 要]創新支持系統的構建是我國可持續發展的核心驅動力，因此，人工智能時代高校圖書館構建創客空間是創新人才培養的有效路徑。文章在明晰人工智能、創客空間等基礎概念之上，闡述高校圖書館構建創客空間的意義內涵，進而對于我國高校圖書館創客空間發展現狀調研分析，重點論述人工智能時代高校圖書館創客空間的發展趨勢與展望。

[關鍵詞]人工智能;高校圖書館;創客空間;智慧教室

[基金項目]2019年度吉林省教育科學“十三五”規劃一般規劃課題“人工智能時代高校圖書館基于創客空間的創新素養教育體系構建研究”（GH19404）

[作者簡介]趙丹妮（1982—），女（滿族），吉林長春人，碩士，吉林工商學院圖書館館員，研究方向為創客空間建設、創新素養教育;宋少忠（1972—），男，吉林長春人，博士，吉林工商學院工學院教授，研究方向為計算機應用技術。

[中圖分類號] G251.5[文獻標識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）47-0-04[收稿日期] 2020-07-15

2016年國務院發布《國家創新驅動發展戰略綱要》指出人才的培養教育要融合創新思維、提升創新能力要素;在大學生中積極實踐創客活動[1]，2018年《國務院關于推動創新創業高質量發展打造“雙創”升級版的意見》強調加強對于大學生創新創業教育，為雙創的高質量發展提供人力資源支撐[2]，上述文件的發布表明創新支持系統的構建是我國可持續發展和民族復興的核心驅動力，高校圖書館作為高等教育系統的組成要素負有職責助力創新人才的培養，因此以人工智能技術的前瞻視角，高校圖書館構建創客空間是創新人才培養的有效路徑，所以明晰人工智能時代高校圖書館創客空間新的發展趨勢，以此指導高校圖書館基于創客空間構建創新素養教育體系，助力高校雙創人才的高質量培養具有十分重要的實踐意義。

一、基礎概念體系

（一）人工智能的概念內涵

斯坦福大學人工智能研究中心尼爾遜教授認為人工智能是關于知識的表示、獲取和應用的科學技術，這反映了人工智能學科的基本要素[3]（P109）。人工智能是研究計算機模擬人類智慧思維與行為，在此基礎上不斷迭代、重構、拓展機器智能的多學科融合的前沿新興的綜合技術系統，本質是機器系統做出決策的過程。

（二）創客與創客空間的含義

機器人制造企業3D Robotics聯合創始人克里斯·安德森認為創客具有創新設計思維，其創造行為是通過使用數字桌面制造工具設計制作出樣品;創客群體的價值觀是開源、協作和共享，任何人都可以開放獲取設計制作的技術標準和規范自主創造或者將設計流程傳導至制造工廠，從而加速創意到創新成果的轉化[4]（P30）。

高校的創客空間發端于美國麻省理工學院比特與原子研究中心于1998年創立的微觀裝配實驗室—制造產品和工具的小型工廠。微觀裝配實驗室的建立觸發了以創客為代表，依托于新型創新載體即創客空間的全新創新范式—創新2.0模式的誕生。傳統的以技術發展為導向，以生產者企業的研發人員、高校科研院所的研究人員為主體，實驗室為創新環境自上而下的創新1.0模式正在向以用戶個人為中心，以社會上各種開放的創客空間、眾創空間等創新平臺為載體自下而上的開放、協同、共享為特點的創新2.0模式轉化。創新2.0模式打破了創新的壁壘，引導創新活動由封閉走向開放，從生產端向以用戶需求端參與轉化。用戶創客可以成為創新的主體，創客可以在創客空間將創意、設計和制造環節整合從而創造出創新產品。創新2.0模式下，創新活動從實驗室拓展至創客空間，從專業的科研人員走向大學生、創客群體等社會大眾，形成了“大眾創業、萬眾創新”的創新體系和格局。2011年以后全球創客運動廣泛開展，創客空間蓬勃發展，2012年美國內華達大學里諾分校圖書館就創建了最早的高校圖書館創客空間—“實物制造空間”[5]，目的是積極促進讀者用戶動手實踐，培養用戶的創新精神。人工智能時代的創客空間從實體物理形式演進到云化智能的創客空間，延伸至高校圖書館創客空間是高校創新創業教育系統的有機組成部分，為大學生創客提供物理空間區域和高科技桌面制造工具，組織創客活動，從而促進跨學科研討合作，聚合創意資源，實現知識融合創新以及創造出全新產品，有力助推我國高校雙創教育的拓展和深化。

二、高校圖書館構建創客空間的意義內涵

《新媒體聯盟地平線報告2018高等教育版》將推進創新文化列為影響高等教育的長期趨勢之一，并將探討如何在獨特和多樣化的學習機構培育創新文化作為趨勢重點[6]。高校圖書館為了傳播先進實踐、發展21世紀的智慧服務，必須助力培育創新文化，激發讀者用戶的創造力和創業思維，讓讀者用戶成為創造者[7]。高校圖書館構建創客空間可以實現大學生主動參與式學習，親自動手實踐創造創新產品而且促進學生的真實學習體驗，各種學科專業的大學生創客聚集、分享、交流、研討和協作，這種跨學科的研究實踐有助于提高學生解決復雜問題的能力，超學科知識的融合賦能學生創新能力進一步深化和提升。

三、我國高校圖書館創客空間發展現狀調研分析

（一）功能空間區域和軟硬件設備情況

筆者選取國內具有代表性的10所高校圖書館創客空間作為調研對象，采用文獻研究法、網絡調查法，從功能空間區域、軟硬件設備兩個維度進行分析，如表1所示[8]，其功能空間區域基本構造包括：研討區、動手實踐創造區、創造產品展示區、科技產品體驗區、培訓講座區、休閑區，部分創客空間能夠結合本校優勢學科專業構建特色功能空間區域，例如西安交通大學圖書館創客空間構建的PBL空間設置3D人體解剖模型庫，為醫學生提供輔助學習機會。能夠提供基礎的軟硬件設施工具，如3D打印機、體驗用數字設備、電子白板等。

（二）高校圖書館創客空間建設目前存在的問題

1.高校圖書館創客空間功能區域過于細分。目前高校圖書館創客空間功能區域劃分細化，例如武漢大學信息科學分館創客空間就細分出3D大賽作品展示區、創意活動區、MAC電腦體驗區、創客俱樂部、觸屏數字資源閱讀器區、雙屏IT云教育體驗區。單一細分空間區域只能提供有限創新支持功能，機器人制造企業3D Robotics聯合創始人克里斯·安德森認為創客社區在分享過程中建立，而創客社區最擅長的就是重新混合：探求某一產品的各種可能性變化，在探求過程中不斷改進該產品[4]（P97），所以應該構建一個擅長分享并促進大學生創客重新混合作品的創造社區，而高校圖書館創客空間里的大空間綜合功能區域能夠實現這樣的創新場景，從而達到融合創新的雙創目標。

2.動手創造實踐類設備種類數量較少。高校圖書館創客空間的核心功能訴求是動手、實踐和創造，通過使用桌面制造類工具創造個性化的產品，進而提升大學生創客的創新素養。但是現實情況是高校圖書館創客空間的制造類設備種類數量偏少，而體驗類的數字設備過多，如武漢大學圖書館創客空間的雙屏IT云教育體驗設備、MAC電腦等體驗式設備就占據了創客空間的大片區域，而激光切割機、數控機器等這些創客空間最基本的設備居然缺位。這種本末倒置使得創客空間名不副實，流于形式，導致高校圖書館創客空間的使用效率不高，沒有充分發揮提升學生雙創能力的效能。另外，人工智能時代已經來臨，目前高校圖書館創客空間的軟硬件設施種類并沒有達到能夠契合人工智能技術的要求，需要在人工智能技術框架指導下整合升級，進而打造高校圖書館科技前瞻的未來感，保持高校圖書館創客空間能夠持續為雙創戰略賦能。

四、人工智能時代高校圖書館創客空間發展趨勢展望

（一）高校圖書館創客空間與智慧教室融合發展

2017年國務院發布的《新一代人工智能發展規劃》報告指出要實施全民智能教育項目，并提出了全面發展人工智能的戰略規劃[9]。因此人工智能時代高校圖書館創客空間與智慧教室融合發展是對于大學生開展人工智能教育的有效路徑，而且創新素養教育實踐體系的舉措：創新素養教育課程、人工智能教育、超學科教育、諸如創客空間軟硬件設備使用培訓、創意研討分享、創客文化活動、創新創業大賽、創造成果展示等創新素養教育實踐活動等都可利用融合智慧教室智能技術系統的創客空間來實現。智慧教室是以人工智能、物聯網、大數據技術等作為技術基礎設施，集合面向課堂互動教學、線上線下主動學習、考試評價等多種智能化應用的動態、開放、智慧的新型教學空間。高校圖書館創客空間可以引入智慧教室的智能物聯網技術，實現空間環境的智能控制與調節。創客空間可配置自由拼接桌椅、無線投屏互動系統以及終端助教軟件便于開展分組討論，形成立體互動式的智慧教學環境。引進應用型錄播系統自動生成、上傳、歸類高品質教學視頻資源到課程平臺，可通過課程平臺觀看直播和點播，實現翻轉課堂的教學模式。智慧教室綜合管理平臺對于教室所有設備產生的數據深入挖掘分析，以可視化大數據形式展示，使得創客空間的創新素養教育管理更加精準化、科學化。

高校圖書館創客空間可以引進諸如全息臺、全息黑板、AR互動臺、頭戴式顯示器以及VR虛擬現實引擎、VR課程編輯器、VR教育系統平臺、VR云課程平臺等多種沉浸式體驗虛擬現實設備構建全息創客空間，綜合應用全息技術以及云計算生成全息3D立體影像并與學生自然互動，使得學生身臨其境感知電氣設備、機械零件、管理應用等各學科系統的結構和形態，創建了三維立體互動的創新素養教育教學情境，雙創教育模式升級為虛擬化、智能化和信息化形態。

創新素養教學過程融合人工智能輔助教學機器人是高校圖書館創客空間重構創新素養教育生態的有效手段，學生的能力本位教育盡可能得以實現。例如2016年美國佐治亞理工大學采用名為吉爾·沃森的人工智能輔助教學機器人作為研究生課程助教來輔導學生并在網絡論壇回答學生的學術問題[10]（P169）。聚合學生的個性化學情數據反饋，利用表情識別、計算機視覺、智能語音、自然語言處理等人工智能技術，掌握學生課堂學習專注度，動態調整授課內容和形式，推送適合每個學生的個性化的創新素養教育課程，使得學生能夠根據自己的學習風格、學習速度和學習能力自主構建個性化的創新素養教育理論和實踐課程模塊。

（二）高校圖書館創客空間智慧課堂

高校圖書館創客空間依托智慧教室構建智慧課堂，見表2，推動“以學生為中心”的積極教學與學生的自主學習，創新教學方法實踐，利用前沿智能技術構建云課堂和遠程教學模式，溝通、合作、互動與分享在創客空間智慧課堂充分發酵實現，從而賦能學生的創新思維生發拓展，創新素養教育質量得以有效保證與落實。

（三）高校圖書館創客空間內化升級為人工智能實驗室，以美國羅德島大學圖書館人工智能實驗室作為案例分析

2018年9月，美國羅德島大學在羅伯特·L·卡羅瑟斯圖書館原有創客空間的基礎上，改造創建了美國大學第一所位于高校圖書館的人工智能實驗室，初衷是源于羅德島大學圖書館調查得知，學生最想學習的知識領域是人工智能。不同于傳統的人工智能實驗室是專門為科研人員構建的研究設施，美國羅德島大學圖書館的人工智能實驗室是為促進人工智能教育公平，推廣人工智能教育，目標是服務于各種學科背景的教師和學生以及更廣泛的羅德島社區人員，鼓勵跨學科合作以及將各個學科的本科生課程與研究生課程結合在一起。

羅德島大學圖書館人工智能實驗室提供關于機器人、自然語言處理、智能城市、智能家居、物聯網和大數據等領域的初級到高級教程。并且鼓勵教師授課時使用人工智能實驗室，并將人工智能教育嵌入到教學大綱，踐行“人工智能+教育”的通識教育理念。該人工智能實驗室配置了各種機器人、Amazon Echo、Google Home、物聯網設備以及多臺高性能計算機和筆記本電腦，開辟人工智能設備體驗空間，可以動手實踐體驗智能技術提供動力的無人機飛行、工業機械臂、醫療智能紡織品和虛擬現實演示。實驗室還專門開辟一個研討空間作為人工智能倫理和社會問題的思想中心，從社會、倫理、經濟以及藝術的視角探討人工智能技術的多維影響。

羅德島大學圖書館人工智能實驗室由圖書館主導建設并廣泛聯合大學的各個院系共同支持其運營，而且具有計算機科學、工程學乃至哲學背景的教師也是該人工智能實驗室的聯合創始人，由此奠定了羅德島大學圖書館人工智能實驗室的開放、共享、多元、跨學科融合培養學生的人工智能素質的宗旨[11]。

參考文獻

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[2]國務院關于推動創新創業高質量發展打造“雙創”升級版的意見[EB/OL].http：//www.gov.cn/zhengce/content/2018-09/26/content_5325472.htm，2018-09-26.

[3]張江健.智能化浪潮：正在爆發的第四次工業革命[M].北京：化學工業出版社，2017：109.

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[9]國務院關于印發新一代人工智能發展規劃的通知[EB/OL].[2017-07-20].http：//www.gov.cn/zhengce/content/2017-07/20/content_ 5211996.htm？gs_ws=tsina_636394431999454091

[10][英]托尼·布比爾.人工智能與向零創新：認知技術決勝企業未來[M].北京：中信出版社，2019：169

[11]URI to open first AI lab housed in a university library[EB/OL].[2018-09-25].https：//today.uri.edu/news/uri-to-open-first-ai-lab-housed-in-a-university-library/

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