人工智能时代高校图书馆创客空间发展新趋势

赵丹妮 宋少忠

[摘 要]创新支持系统的构建是我国可持续发展的核心驱动力，因此，人工智能时代高校图书馆构建创客空间是创新人才培养的有效路径。文章在明晰人工智能、创客空间等基础概念之上，阐述高校图书馆构建创客空间的意义内涵，进而对于我国高校图书馆创客空间发展现状调研分析，重点论述人工智能时代高校图书馆创客空间的发展趋势与展望。

[关键词]人工智能;高校图书馆;创客空间;智慧教室

[基金项目]2019年度吉林省教育科学“十三五”规劃一般规划课题“人工智能时代高校图书馆基于创客空间的创新素养教育体系构建研究”（GH19404）

[作者简介]赵丹妮（1982—），女（满族），吉林长春人，硕士，吉林工商学院图书馆馆员，研究方向为创客空间建设、创新素养教育;宋少忠（1972—），男，吉林长春人，博士，吉林工商学院工学院教授，研究方向为计算机应用技术。

[中图分类号] G251.5[文献标识码] A[文章编号] 1674-9324（2020）47-0-04[收稿日期] 2020-07-15

2016年国务院发布《国家创新驱动发展战略纲要》指出人才的培养教育要融合创新思维、提升创新能力要素;在大学生中积极实践创客活动[1]，2018年《国务院关于推动创新创业高质量发展打造“双创”升级版的意见》强调加强对于大学生创新创业教育，为双创的高质量发展提供人力资源支撑[2]，上述文件的发布表明创新支持系统的构建是我国可持续发展和民族复兴的核心驱动力，高校图书馆作为高等教育系统的组成要素负有职责助力创新人才的培养，因此以人工智能技术的前瞻视角，高校图书馆构建创客空间是创新人才培养的有效路径，所以明晰人工智能时代高校图书馆创客空间新的发展趋势，以此指导高校图书馆基于创客空间构建创新素养教育体系，助力高校双创人才的高质量培养具有十分重要的实践意义。

一、基础概念体系

（一）人工智能的概念内涵

斯坦福大学人工智能研究中心尼尔逊教授认为人工智能是关于知识的表示、获取和应用的科学技术，这反映了人工智能学科的基本要素[3]（P109）。人工智能是研究计算机模拟人类智慧思维与行为，在此基础上不断迭代、重构、拓展机器智能的多学科融合的前沿新兴的综合技术系统，本质是机器系统做出决策的过程。

（二）创客与创客空间的含义

机器人制造企业3D Robotics联合创始人克里斯·安德森认为创客具有创新设计思维，其创造行为是通过使用数字桌面制造工具设计制作出样品;创客群体的价值观是开源、协作和共享，任何人都可以开放获取设计制作的技术标准和规范自主创造或者将设计流程传导至制造工厂，从而加速创意到创新成果的转化[4]（P30）。

高校的创客空间发端于美国麻省理工学院比特与原子研究中心于1998年创立的微观装配实验室—制造产品和工具的小型工厂。微观装配实验室的建立触发了以创客为代表，依托于新型创新载体即创客空间的全新创新范式—创新2.0模式的诞生。传统的以技术发展为导向，以生产者企业的研发人员、高校科研院所的研究人员为主体，实验室为创新环境自上而下的创新1.0模式正在向以用户个人为中心，以社会上各种开放的创客空间、众创空间等创新平台为载体自下而上的开放、协同、共享为特点的创新2.0模式转化。创新2.0模式打破了创新的壁垒，引导创新活动由封闭走向开放，从生产端向以用户需求端参与转化。用户创客可以成为创新的主体，创客可以在创客空间将创意、设计和制造环节整合从而创造出创新产品。创新2.0模式下，创新活动从实验室拓展至创客空间，从专业的科研人员走向大学生、创客群体等社会大众，形成了“大众创业、万众创新”的创新体系和格局。2011年以后全球创客运动广泛开展，创客空间蓬勃发展，2012年美国内华达大学里诺分校图书馆就创建了最早的高校图书馆创客空间—“实物制造空间”[5]，目的是积极促进读者用户动手实践，培养用户的创新精神。人工智能时代的创客空间从实体物理形式演进到云化智能的创客空间，延伸至高校图书馆创客空间是高校创新创业教育系统的有机组成部分，为大学生创客提供物理空间区域和高科技桌面制造工具，组织创客活动，从而促进跨学科研讨合作，聚合创意资源，实现知识融合创新以及创造出全新产品，有力助推我国高校双创教育的拓展和深化。

二、高校图书馆构建创客空间的意义内涵

《新媒体联盟地平线报告2018高等教育版》将推进创新文化列为影响高等教育的长期趋势之一，并将探讨如何在独特和多样化的学习机构培育创新文化作为趋势重点[6]。高校图书馆为了传播先进实践、发展21世纪的智慧服务，必须助力培育创新文化，激发读者用户的创造力和创业思维，让读者用户成为创造者[7]。高校图书馆构建创客空间可以实现大学生主动参与式学习，亲自动手实践创造创新产品而且促进学生的真实学习体验，各种学科专业的大学生创客聚集、分享、交流、研讨和协作，这种跨学科的研究实践有助于提高学生解决复杂问题的能力，超学科知识的融合赋能学生创新能力进一步深化和提升。

三、我国高校图书馆创客空间发展现状调研分析

（一）功能空间区域和软硬件设备情况

笔者选取国内具有代表性的10所高校图书馆创客空间作为调研对象，采用文献研究法、网络调查法，从功能空间区域、软硬件设备两个维度进行分析，如表1所示[8]，其功能空间区域基本构造包括：研讨区、动手实践创造区、创造产品展示区、科技产品体验区、培训讲座区、休闲区，部分创客空间能够结合本校优势学科专业构建特色功能空间区域，例如西安交通大学图书馆创客空间构建的PBL空间设置3D人体解剖模型库，为医学生提供辅助学习机会。能够提供基础的软硬件设施工具，如3D打印机、体验用数字设备、电子白板等。

（二）高校图书馆创客空间建设目前存在的问题

1.高校图书馆创客空间功能区域过于细分。目前高校图书馆创客空间功能区域划分细化，例如武汉大学信息科学分馆创客空间就细分出3D大赛作品展示区、创意活动区、MAC电脑体验区、创客俱乐部、触屏数字资源阅读器区、双屏IT云教育体验区。单一细分空间区域只能提供有限创新支持功能，机器人制造企业3D Robotics联合创始人克里斯·安德森认为创客社区在分享过程中建立，而创客社区最擅长的就是重新混合：探求某一产品的各种可能性变化，在探求过程中不断改进该产品[4]（P97），所以应该构建一个擅长分享并促进大学生创客重新混合作品的创造社区，而高校图书馆创客空间里的大空间综合功能区域能够实现这样的创新场景，从而达到融合创新的双创目标。

2.动手创造实践类设备种类数量较少。高校图书馆创客空间的核心功能诉求是动手、实践和创造，通过使用桌面制造类工具创造个性化的产品，进而提升大学生创客的创新素养。但是现实情况是高校图书馆创客空间的制造类设备种类数量偏少，而体验类的数字设备过多，如武汉大学图书馆创客空间的双屏IT云教育体验设备、MAC电脑等体验式设备就占据了创客空间的大片区域，而激光切割机、数控机器等这些创客空间最基本的设备居然缺位。这种本末倒置使得创客空间名不副实，流于形式，导致高校图书馆创客空间的使用效率不高，没有充分发挥提升学生双创能力的效能。另外，人工智能时代已经来临，目前高校图书馆创客空间的软硬件设施种类并没有达到能够契合人工智能技术的要求，需要在人工智能技术框架指导下整合升级，进而打造高校图书馆科技前瞻的未来感，保持高校图书馆创客空间能够持续为双创战略赋能。

四、人工智能时代高校图书馆创客空间发展趋势展望

（一）高校图书馆创客空间与智慧教室融合发展

2017年国务院发布的《新一代人工智能发展规划》报告指出要实施全民智能教育项目，并提出了全面发展人工智能的战略规划[9]。因此人工智能时代高校图书馆创客空间与智慧教室融合发展是对于大学生开展人工智能教育的有效路径，而且创新素养教育实践体系的举措：创新素养教育课程、人工智能教育、超学科教育、诸如创客空间软硬件设备使用培训、创意研讨分享、创客文化活动、创新创业大赛、创造成果展示等创新素养教育实践活动等都可利用融合智慧教室智能技术系统的创客空间来实现。智慧教室是以人工智能、物联网、大数据技术等作为技术基础设施，集合面向课堂互动教学、线上线下主动学习、考试评价等多种智能化应用的动态、开放、智慧的新型教学空间。高校图书馆创客空间可以引入智慧教室的智能物联网技术，实现空间环境的智能控制与调节。创客空间可配置自由拼接桌椅、无线投屏互动系统以及终端助教软件便于开展分组讨论，形成立体互动式的智慧教学环境。引进应用型录播系统自动生成、上传、归类高品质教学视频资源到课程平台，可通过课程平台观看直播和点播，实现翻转课堂的教学模式。智慧教室综合管理平台对于教室所有设备产生的数据深入挖掘分析，以可视化大数据形式展示，使得创客空间的创新素养教育管理更加精准化、科学化。

高校图书馆创客空间可以引进诸如全息台、全息黑板、AR互动台、头戴式显示器以及VR虚拟现实引擎、VR课程编辑器、VR教育系统平台、VR云课程平台等多种沉浸式体验虚拟现实设备构建全息创客空间，综合应用全息技术以及云计算生成全息3D立体影像并与学生自然互动，使得学生身临其境感知电气设备、机械零件、管理应用等各学科系统的结构和形态，创建了三维立体互动的创新素养教育教学情境，双创教育模式升级为虚拟化、智能化和信息化形态。

创新素养教学过程融合人工智能辅助教学机器人是高校图书馆创客空间重构创新素养教育生态的有效手段，学生的能力本位教育尽可能得以实现。例如2016年美国佐治亚理工大学采用名为吉尔·沃森的人工智能辅助教学机器人作为研究生课程助教来辅导学生并在网络论坛回答学生的学术问题[10]（P169）。聚合学生的个性化学情数据反馈，利用表情识别、计算机视觉、智能语音、自然语言处理等人工智能技术，掌握学生课堂学习专注度，动态调整授课内容和形式，推送适合每个学生的个性化的创新素养教育课程，使得学生能够根据自己的学习风格、学习速度和学习能力自主构建个性化的创新素养教育理论和实践课程模块。

（二）高校图书馆创客空间智慧课堂

高校图书馆创客空间依托智慧教室构建智慧课堂，见表2，推动“以学生为中心”的积极教学与学生的自主学习，创新教学方法实践，利用前沿智能技術构建云课堂和远程教学模式，沟通、合作、互动与分享在创客空间智慧课堂充分发酵实现，从而赋能学生的创新思维生发拓展，创新素养教育质量得以有效保证与落实。

（三）高校图书馆创客空间内化升级为人工智能实验室，以美国罗德岛大学图书馆人工智能实验室作为案例分析

2018年9月，美国罗德岛大学在罗伯特·L·卡罗瑟斯图书馆原有创客空间的基础上，改造创建了美国大学第一所位于高校图书馆的人工智能实验室，初衷是源于罗德岛大学图书馆调查得知，学生最想学习的知识领域是人工智能。不同于传统的人工智能实验室是专门为科研人员构建的研究设施，美国罗德岛大学图书馆的人工智能实验室是为促进人工智能教育公平，推广人工智能教育，目标是服务于各种学科背景的教师和学生以及更广泛的罗德岛社区人员，鼓励跨学科合作以及将各个学科的本科生课程与研究生课程结合在一起。

罗德岛大学图书馆人工智能实验室提供关于机器人、自然语言处理、智能城市、智能家居、物联网和大数据等领域的初级到高级教程。并且鼓励教师授课时使用人工智能实验室，并将人工智能教育嵌入到教学大纲，践行“人工智能+教育”的通识教育理念。该人工智能实验室配置了各种机器人、Amazon Echo、Google Home、物联网设备以及多台高性能计算机和笔记本电脑，开辟人工智能设备体验空间，可以动手实践体验智能技术提供动力的无人机飞行、工业机械臂、医疗智能纺织品和虚拟现实演示。实验室还专门开辟一个研讨空间作为人工智能伦理和社会问题的思想中心，从社会、伦理、经济以及艺术的视角探讨人工智能技术的多维影响。

羅德岛大学图书馆人工智能实验室由图书馆主导建设并广泛联合大学的各个院系共同支持其运营，而且具有计算机科学、工程学乃至哲学背景的教师也是该人工智能实验室的联合创始人，由此奠定了罗德岛大学图书馆人工智能实验室的开放、共享、多元、跨学科融合培养学生的人工智能素质的宗旨[11]。

参考文献

[1]中共中央国务院印发《国家创新驱动发展战略纲要》[EB/OL].http：//www.gov.cn/gongbao/content/2016/content_5076961.htm，2016-05-19.

[2]国务院关于推动创新创业高质量发展打造“双创”升级版的意见[EB/OL].http：//www.gov.cn/zhengce/content/2018-09/26/content_5325472.htm，2018-09-26.

[3]张江健.智能化浪潮：正在爆发的第四次工业革命[M].北京：化学工业出版社，2017：109.

[4][美]克里斯·安德森.创客：新工业革命[M].北京：中信出版社， 2015：30+97.

[5]吴卫华，崔继方，王印会，等.高校图书馆众创空间建设及服务策略研究[J].图书情报导刊，2018（7）：12-15.

[6]兰国帅，郭倩.技术赋能智能教育—新媒体联盟《地平线报告》（2018高等教育版）解读与启示[J].数字教育，2019（1）：73-80.

[7]S·亚当斯·贝克尔，M·卡明斯，A·戴维斯，等.新媒体联盟地平线报告：2017图书馆版[J].开放学习研究，2017（5）：1-13.

[8]高震.“双一流”建设高校图书馆创客空间建设的调查与分析[D].合肥：安徽大学，2018：1-56.

[9]国务院关于印发新一代人工智能发展规划的通知[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·布比尔.人工智能与向零创新：认知技术决胜企业未来[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