嵌入式智慧服务视角下的多维度教学交互增强研究

摘 要 从嵌入式智慧服务视角，探索将图书馆资源与服务融入高校线上教学平台的创新服务模式。依据联通主义学习理论，构建“实体—交互—目标”的线上学习模型，分析当前线上教学环境存在的教学交互性不足问题，从以下三个维度增强线上学习环境的交互性：采用动态、智能化资源聚合方法，深度挖掘与线上课程相关联的资源信息，将多源异构的知识聚合于主题鲜明的课程之下，有效提升学生与学习资源的交互性；嵌入师生在线交流机制，增强学生与教师、学生与学生之间的实时交互性；建立基于思维导图的个性化知识管理方式，促进新旧知识的交互融合。将图书馆智慧服务与线上课程教学环境无缝对接，促进线上教学平台向智慧化方向发展。

关键词 智慧服务；嵌入式服务；联通主义；教学交互；资源聚合

分类号 G250.7；G434

DOI 10.16810/j.cnki.1672-514X.2023.09.008

Research on Multi-dimensional Teaching Interactive Enhancement From the Perspective of Embedded Smart Service

Guo Wenli

Abstract From the perspective of embedded intelligent service， this research explores the innovative service mode of integrating library resources and services into university online teaching platform. Based on the learning theory of connectivism， this research establishes an online learning model of “entity-interaction-goal”， and analyzes the problems of the lack of interactivity existing in the current online teaching environment， and then enhances the interactivity of online learning environment from the following three aspects： an intelligent resource aggregation method is used to deeply mine the resource information associated with online courses， and multi-source heterogeneous knowledge is aggregated under the curriculum with distinct themes， which effectively improves the interaction between students and learning resources; online communication mechanism between teachers and students is embedded to enhance the real-time interaction between students and teachers， students and students; personalized knowledge management mode is established based on mind map to promote the interaction and integration of old and new knowledge. The library knowledge services will be seamlessly connected with online learning to promote online teaching platform to develop towards intelligent direction.

Keywords Smart service. Embedded service. Connectivism. Teaching interactivity. Resource aggregation.

0 引言

智慧圖书馆的一个重要特征是智慧服务，动态情境感知用户的需求，介入用户环境，更好地提供无缝的知识服务[1]。以MOOC为代表的线上教学是高校学生用户开展学习活动的重要环境。在互联网、大数据、人工智能技术迅速发展的背景下，如何将新技术应用到线上教学中、促进智慧化学习的发展，既是当前线上教学研究的前沿问题，也是图书馆智慧化建设的一个重要方面。

本研究基于联通主义、教学交互、认知负荷等学习理论，构建了以学习者为中心的“实体—交互—目标”学习模型，在此基础上深入研究多种形式、不同粒度的交互在线上学习过程中对学习效果的影响作用，进而利用知识挖掘、资源聚合、智能推荐等技术手段加强线上学习中的交互性，把图书馆的智慧服务有机地融入线上学习环境中，促进学习过程中的知识流动，提升教学效能。

1 研究背景与研究现状

智慧图书馆是一个智慧协同体和有机体，有效地将资源、技术、服务、馆员和用户（五要素）集成在一起，在基于物联网和云计算为核心的智能技术支撑下，通过智慧型馆员团队的组织，向（高素质的）用户群体提供发现式和感知化的按需服务[2]。智慧图书馆的本质特性是“以人为本”“不断创新”的智慧化服务，追求的是整体的、主动感应并响应式的、深层次全方位的按需服务[3]。

当前图书馆智慧服务研究有两大发展方向：一是建立一个以图书馆为主导的智慧服务大平台，为读者提供一站式多样化可持续扩展的智慧服务;二是将图书馆智慧服务嵌入用户的学习、科研、生活环境中，无缝接入智慧校园、智慧城市乃至智慧地球，让用户无需离开原来的环境就可享受到无感的贴心服务。后者对图书馆提出了更高要求：要对读者所处的环境、读者在这种环境下的心理及行为特征有深入了解，才能从多个层面、多种粒度来解析其需求，并针对其需求提供主动的响应式服务。

在图书馆智慧服务大平台研究方面，国内外学者已经积累了数量众多的理论研究成果并已开始实践方面的探索。智慧图书馆是与移动互联网、物联网、大数据、人工智能、云计算等新信息技术密切相关的图书馆服务新形态。Mohd Kamir Yusof认为，智慧图书馆就是一个引入NFC（Near Field Communications，近域通讯）技术并提供机器人服务的图书馆管理系统，集成NFC技术的移动设备可以帮助用户完成任何图书馆相关的事务[4]。Younghee Noh则提出未来智慧图书馆的新服务模式——图书馆4.0，认为其特征可以用智能图书馆、情境感知、开放资源、大数据、云服务、增强现实、前沿显示、无限创意空间和图书馆员4.0这些关键词来描述[5]。Sreeramana Aithal在分析了图书馆系统现状的基础上，构建了集中式的国家智慧图书馆系统概念模型，其目的在于建立全球资源中心，实现全世界无障碍地共享无形的信息资源之目的[6]。初景利等学者认为，智慧图书馆所提供的服务将具有场所泛在化、空间虚拟化、手段智能化、内容知识化、体验满意化等特点[7]。依照学者王世伟的观点，智慧图书馆应当将以往在空间上的多点服务融合聚焦在一个桌面、一个窗口，将书本阅读、电子阅览、文献复制、网上参考咨询、移动智能互动等服务功能融为一体，真正实现融合图书馆的“一”服务[8]。在智慧图书馆服务大平台的架构方面，众多学者看好微服务架构的应用。微服务因其敏捷化思想、标准化接口、组件化形式及技术多样性特点[9]，成为构建智慧图书馆服务大平台的首选模式。而基于微服务架构的开源图书馆服务平台——FOLIO[10-11]为图书馆联合软件和资源服务商合作开发开放的、可生长的智慧图书馆服务平台提供了可行的途径。目前国内以CALIS、上海图书馆、厦门大学图书馆等为首的知名图书情报机构已展开基于FOLIO的智慧图书馆平台构建的研究与实践。

在智慧服务嵌入式研究方面，目前已有的研究成果较少，主要分布在情境感知与服务延伸方面。如Aittola M等学者认为，在智慧图书馆中，读者可通过移动设备获取位置感知信息，得到相关图书的地图向导，进而迅速找到所需图书[12]。曾子明等提出智慧图书馆可借助各种感应设备实现充分的互联，实时实地收集读者的情境数据信息，自动将读者的情境数据进行匹配处理和计算；充分考虑读者的兴趣、浏览记录等信息，向读者推荐最适合其情境的资源或者服务[13]。

对于高校图书馆而言，智慧服务的三个重要定位是“支持科研”“服务教学”“辅助决策”。其中“支持科研”“服务教学”是高校图书馆的传统服务内容，“辅助决策”则是近年来高校图书馆在大数据背景下，通过数据挖掘、情报分析等方式，针对高校学科化发展提供的创新性高端服务。教学是高校的核心工作，而“服务教学”是高校图书馆工作的重中之重。在智慧图书馆背景下，为教学工作特别是线上教学提供智慧服务，是高校图书馆现阶段要着力研究并积极推进的重点服务项目。

在教学服务方面，基于学习理论深入研究多种因素在线上学习过程中对学习效果的影响作用，延续图书馆在数字化学习（E-Learning）方面的嵌入式服务，提高这些服务的智能化程度是开展嵌入式智慧服务的一种可行途径。

2 线上学习环境下的多维度交互式学习模型构建

联通主义是数字化时代的学习理论，强调技术对学习过程的影响，区别于行为主义、认知主义、建构主义等传统学习理论。作为cMOOC的理论基础，联通主义认为学习是一个将专门节点或信息源联结起来的过程，学习的目的在于通过知识流动使知识不断更新[14]。知识流动可以激发有效交互，而深层次交互也可以促进知识流动管道的形成[15]。联结主义理论强调的这种“联通”思想与智慧图书馆“万物互联”的服务模式不谋而合。

考虑到多种类型、不同粒度的交互对线上学习过程的重要影响，本研究构建了如图1所示的“实体—交互—目标”模型，通过此模型剖析线上学习过程中的三大要素——“学习实体”“教学交互”与“学习目标”对学习过程的影响，进而通过智能化的技术手段增强线上学习环境下的教学交互功能，促进线上教学服务智慧化发展。

如图1所示，学习实体包括学习者、学习资源、教师及其他辅助学习者。其中学习者是核心实体，核心实体通过与其他实体的多种形式、多种粒度的交流互动来不断地改善自己的知识流动管道、提升自己的学习与研究能力，逐步实现多元化多层次的学习目标。

学习目标包括知识目标与能力目标。知识目标包括知识的学习与积累、知识的交流与研讨、知识的融汇与创新；能力目标包括自主学习能力、沟通协作能力、思维辨识能力、知识应用能力、知识创新能力。学习过程包括针对不同层次目标的学习活动。就知识目标而言，知识获取是基础性学习活动，知识交流是学习活动的延伸与深化，知识创新则是培养高阶思维能力、创造新知识的深层次学习活动。

针对这些不同层次、形式各异的学习目标，学习者主要通过三种交互方式来展开学习活动：第一种交互方式是资源交互，即学习者与学习资源之间的交互；第二种交互方式是人员交互，即学习者与其他学习者、教师等辅助学习者的交互；第三种交互方式是概念交互，即学习者新、旧知识概念的交互。这三种交互方式归根到底都是学习者与教师之间的交互。

首先，学习者与学习资源交互本质上是学习者与教师交互的特殊形式[16]，因为学习资源是由教师与辅助教学者设计制作的，是教师教学内容与教学思想的具体表现。美国远程教育研究专家Michael G. Moore将这种交互称之为“内容交互”，认为此交互方式是教育的一个重要特征。没有它就不可能有教育，因为它是一个与内容进行智力互动的过程，导致学习者的理解、学习者的观点或学习者思维的认知结构发生变化[17]。高校图书馆可通过嵌入式资源服务的方式为学习者提供辅助性学习资源，即以原始的课程资源为核心、通过多种途径挖掘关联资源，实现学习资源的精准导引，构建智能化学习情境，这样有助于减少学习者的资源交互成本、提升学习效率。其次，学习者与教师的交互是学习者与教师之间的直接对话，而学习者在学习过程中与其他学习者、辅助教学者的交互围绕教师提供的知识点、学习方法等展开，是学习者与教师的间接对話形式。最后，学习者新、旧概念的交互本质上是学习者原有的知识概念与教师的知识概念之间的沟通与融汇，是学习者与教师之间深层次的交互形式。概念交互帮助学习者深入理解知识概念，达到促进学习的目的。

总之，线上学习就是学习者与教师之间通过多种形式、不同层次的交互完成其知识目标与能力目标的过程。高校图书馆作为教师中的辅助教学者，可以通过深度了解并精准把握学习者在这些交互中的多样化需求，及时、主动地提供嵌入学习过程中的响应式服务，建设智慧化学习环境。

3 线上学习环境下嵌入式智慧服务模式设计

在上述“实体—交互—目标”学习模型的基础上，围绕以学习者为核心的三种交互方式——资源交互、人员交互、概念交互，设计并实现合理的智慧服务模式，可帮助学习者快速构建以学习者及其选定的学习课程为核心的个性化生态学习环境，为高校教学活动提供包括知识的生产、利用、共享、创新在内的全方位服务。图2为线上学习环境下嵌入式智慧服务模式设计框图。该服务模式包括资源交互支持、人员交互支持、概念交互支持及其他服务4个部分。

线上教学平台的教学过程围绕着学习者与学习资源的交互展开，学习资源对学习者的学习成效起着决定性的作用[18]。本研究提出高校图书馆在线上学习平台的资源交互方面通过提供智能采集关联资源、资源提交、资源审核与管理、资源呈现、资源检索等功能，实现学习资源的聚合与导航。资源聚合的对象既包括与核心课程资源密切关联的视频资源、期刊资源、试卷资源、图书资源等多种不同来源的异构资源，同时也有师生们收集的本地教学参考资源、推荐挂接的公网资源，此外还包括师生们创造的新知识资源。前者通过系统自动采集的方式实现资源聚合，后者则由系统提供“资源提交”界面，通过师生主动提交的方式实现资源聚合。同时系统提供“资源审核与管理”功能，对聚合资源体系进行精细化审核与严格筛选管理。审核筛选过的参考资源将作为主选课程的补充学习资源，丰富和完善现有的教学资源体系。此外，依据认知负荷理论的内在负荷、外在负荷、相关负荷对于学习者个体的累加影响[19-20]，合理组织和设计各种类型关联资源的导航内容，强化学习者与学习资源之间的有效交互。

知识构建理论认为，知识是在与同伴一起解决问题的过程中构建的，学习是一个在所探讨的领域中建立相互理解的过程[21]。人员交互是学习过程中达成学习目标的一个重要因素。本研究在人员交互方面强调学习者与教师、学习者与其他学习者、学习者与其他辅助教学人员的实时互动，提供即时聊天、在线讨论、文件安全传输、群组聊天以及社交分享功能。

线上学习环境对概念交互的支持包括自我知识管理与创新、表达支持、反思支持、自我评价支持[22]。本研究通过笔记管理、评论管理、思维导图功能来支持概念交互的以上几方面具体内容。在传统的记笔记、写评论的基础上，增加思维导图模式，帮助学习者快速记录新、旧知识的关联点，不仅可以帮助学习者串联知识点，更能为学习者捕捉思维跳动的脉络，激发知识汇聚与创新。

从嵌入式智慧服务的视角来看，在这样一个智能交互式学习环境下，高校图书馆将资源服务、知识交流服务、知识管理服务融入学习过程中，学习者利用平台提供的这种强化交互的知识服务，不仅可以随时随地进行知识学习，还可以与相关老师、同学进行实时的线上交流，在此基础上进一步展开知识创新。课程学习者可围绕所选课程，通过视频点播、文献阅读、在线考试等多种方式展开学习，产生的知识通过笔记、评论及思维导图的形式保存在系统中，还可以通过可信的方式在内部社交平台进行分组讨论、知识分享，而进一步知识创新转化成深层次的学术成果后将再次被平台作为推荐教参资源。同时，这些知识或者资源也可以在作者允许的情况下分享到外部社交平台，形成知识的有序流动与合理共享。

4 嵌入式智慧教学服务效果

高校图书馆嵌入式智慧教学服务的实现将多维度的教学交互融入线上教学平台中，使得学习者无需离开原有的学习环境、甚至无需了解服务提供方，就可方便地利用图书馆所提供的智慧服务，快速达成包括多个细粒化知识目标与能力目标在内的学习目标。

以“资源交互支持”为例，展示智慧教学服务嵌入线上教学平台的教学交互增强效果。“资源服务”与研究生院现有的MOOC课程页面平滑对接，首页列出了现有的每门课程，点击课程可以进入该课程的资源导航页面。每门课程分别聚合了相关学习资源，包括参考课程、参考视频、参考期刊论文、参考图书、参考试卷等多种形式的资源。课程关联资源的呈现使用了单页应用的方式。单页应用可在用户无感知的情况下实现页面跳转，提升用户体验。

资源聚合与导引为MOOC课程的学习营造了一个方便快捷的集成化环境。在这样一个环境下，学生们可以与学习资源快速、深入地展开交互：在学习某一门课程时，点击观看该课程的视频学习课程内容，也可以自主选择页面上按照不同类别聚合并列举的任意资源，进行拓展学习。按照自己的个性化需求，深入学习某一资源中的知识内容。在学习的同时也可做笔记、进行评论，还可以和其他师生随时交流学习心得，可以把自己在学习中产生的灵感用内嵌的思维导图记录下来，实现知识概念的交互。在学习过程中，还可以随时点击页面右上角的“北邮慕课”返回到研究生院MOOC课程页面，继续进行原课件的学习。高校图书馆通过这样一种嵌入用户学习环境的多元交互支持方式可以较好地满足学习者对知识信息的个性化需求，为知识理解、知识传播乃至知识创新提供深层次、多方位的服务。

5 结语

本研究提出高校图书馆“嵌入式智慧服务”理念，探讨将图书馆“智慧服务”融入用户环境（包括学习、工作、生活等环境）的创新服务模式，重点解决动态感知用户情境需求并提供主动响应式服务的问题。以高校学生的典型线上学习环境——MOOC为例，深入分析用户在该环境下的信息需求，主动嵌入其所需的资源与服务，构建无缝融入用户环境的图书馆智慧教学服务模式，提升图书馆在高校教学活动方面的服务能力。

本研究基于线上课程学习情境构建的嵌入式智慧教学服务模式，从“资源交互”“人员交互”“概念交互”三个不同的角度增强学习环境中教学交互，特别是在资源交互方面，通过深度挖掘与课程相关联的资源信息，将高校图书馆的精细化知识服务聚合于主题鲜明的线上课程之下，提供课程关联资源目录导航机制，形成快捷的资源交互通道，方便读者共享、利用学习资源，并在此基础上再生产新的知识，完成知识的积累与创新发展。在这样一种嵌入式智慧教学服务模式下，高校图书馆作为辅助教学者，深度感知读者在线上学习环境中的需求，并针对这些需求提供动态的、精准的知识导引与个性化知識管理服务，实现人—知识、人—人、知识—知识的深度互联互通，读者无需离开原来的线上学习环境，甚至无需了解服务的提供方是谁，就可方便地利用图书馆的智慧服务，快速达成学习目标。

在未来研究中，我们将从以下两方面入手改善学习资源聚合效果，增强嵌入式资源服务的精准性与个性化：一方面在数据采集过程中引入主题词表，挖掘资源与线上课程及学习者之间的语义关联；另一方面借助深度学习算法深入刻画学习者的动态需求特征，提高资源服务的精准性，从而提升图书馆在教学活动方面的智慧服务能力，促进“互联网+教育”的智慧化发展。

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郭文丽 北京邮电大学图书馆副研究馆员。 北京，102206。

（收稿日期：2023-05-05 编校：陈安琪，谢艳秋）