融合5G 的高校圖書館智慧學習服務體系構建

王云弟，王文韜，謝陽群，劉詠梅

（1. 安徽大學管理學院；2.合肥師范學院；3.淮北師范大學管理學院）

1 引言

隨著5G 的到來，我國高等教育逐漸呈現出辦學手段信息化、辦學方式多元化的發展趨勢。該趨勢促使用戶在智慧環境下按需獲取學習資源，靈活、快速地構建自己的人際網絡與知識網絡。這種在智慧教育理念引導下的新型學習方式將帶動教育教學的創新發展。高校圖書館作為高校提供教育服務的主體之一，自然肩負起向用戶提供智慧學習服務，引導用戶進行高效率、個性化學習的重任。

目前有學者提出將5G 應用于圖書館，建設智慧圖書館或提供智慧服務，但對智慧學習和智慧服務的下位概念“智慧學習服務”方面的研究涉及較少。事實上，由于高校圖書館的信息資源與公共圖書館相比更具專業性，且用戶信息素養高。因而融合5G 構建智慧學習服務體系將為高校圖書館快速適應5G 時代，提升服務質量、培養高素質人才，實現教育改革提供一種新視角與新理念。本文將嘗試結合智慧學習服務的涵義、特征、功能與作用，從智慧圖書館生態的四個方面，即技術、資源、空間與用戶來構建智慧學習服務體系，為高校圖書館在5G 環境下建設智慧學習服務體系提供意見和建議。

2 智慧學習服務的涵義與特征

2.1 智慧學習服務的涵義

維基百科將“智慧”解釋為生命所具有的基于生理與心理器官的一種高級創造性思維能力。因此，智慧學習就是以發展學習者的智慧，提高學習者創新能力為最終目標的一種新型學習方式［1］。智慧服務則是館員利用智慧的方式為讀者提供服務，分為智能型服務、知識性服務與理念性服務［2］。結合上述概念，本文認為高校圖書館智慧學習服務就是高校以實現智慧學習為目標，借助先進的信息技術，創造具有感知化、個性化、預知性的智慧學習環境，從而為培養智慧人才提供條件。其中智慧學習環境是能夠有效感知學習情境、識別學習者特征、提供學習資源與便利的學習工具，以促進學習者有效學習的學習場所或活動空間［3］。

2.2 智慧學習服務的特征

近年來，由于信息技術的不斷發展推動著高校圖書館由數字圖書館向智慧圖書館進行轉型。相較于數字圖書館，智慧圖書館是新時代信息技術發展的產物，具有鮮明的智能化特征。5G時代，智慧學習服務作為智慧圖書館的創新服務模式，具有如下特征。

（1）服務模式智慧化。5G 時代，知識云計算與智慧服務將是未來圖書館的發展趨勢，智慧學習服務中的“智慧”既是工具，也是內容。高校圖書館為實現智慧學習，與5G 融合，創造智慧學習環境，在此環境中為用戶提供各種智慧化服務，如個性定制、智能推薦、可視化圖譜等，讓用戶在搜索信息的同時，還可以實現更深層次的信息需求。換句話說，智慧學習服務的出現，使用戶不用主動向圖書館索取服務，而是由圖書館利用5G 技術對用戶的信息搜尋行為進行分析，根據分析結果主動為用戶提供服務。

（2）服務類型多樣化。傳統移動通信技術下高校圖書館所提供的服務多是靜態的儲存式服務，且主要圍繞書籍與館舍展開。融合5G 的高校圖書館智慧學習服務，其服務類型多種多樣，不僅有參考咨詢服務，還可以提供館內導航、學習社區交互、虛擬空間構建等一系列服務。此外，融合5G 的高校圖書館智慧學習服務還可以借助人工智能技術，提供24 小時免費咨詢服務或自助式圖書借還服務［4］，減少高校圖書館的人員投入。更重要的是，智慧學習服務還將促進用戶經驗式信息的傳播，即高校圖書館通過收集用戶在某一問題上的經驗信息，存入數據庫并對其有序分類，在其他用戶需要的情況下，為其提供生動形象的經驗式信息，提高用戶的學習效率。

（3） 服務結構系統化。簡單來說，高校圖書館是由信息資源、技術設施與圖書館人三要素構建而成，并反映圖書館內部各要素之間的關系。融合5G 的高校圖書館智慧學習服務是借助5G 信息技術，創建具有感知化、個性化與預知性的智慧學習環境，并且要求該服務能夠結合高校圖書館內信息資源、技術設施與管理人員，創造完整的、系統化的服務結構，建立更加人性化的服務模式，使服務建設在用戶問題產生之前就已形成，打造預知性服務，更好地提升用戶在館服務的便捷性。

3 5G 環境下高校圖書館智慧學習服務的功能與作用

1980 年，1G 技術由于價格昂貴并未應用于圖書館服務；1990 年后出現的2G 技術相較于1G技術，其可用性強，因此高校圖書館便借助2G技術以短信方式為讀者提供圖書借閱服務，或是開通手機圖書館WAP 服務［5］，為用戶提供綜合讀者服務平臺；3G 技術的出現使得高校圖書館的服務水平和類型均出現了大幅度的提升，高校圖書館可利用3G 定位技術進行校園虛擬徒步旅行或使用Twitter 發布圖書館資源信息等［6］；2008年，4G 技術出現，高校圖書館在2G 與3G 的基礎上，推出各類APP、直播類信息培訓等服務，服務形式更加靈活。

如今5G 時代的到來，各高校圖書館勢必會在以往的數據基礎上，借助各種關鍵技術開展更高層次的信息服務。同時5G 技術也將憑借它的高速率、低延時以及海量鏈接等特點［7］實現萬物互聯，這種模式可將館內圖書、設備與人員進行連接，打造智慧圖書館，使智慧學習服務成為可能。

3.1 智慧學習服務的功能

5G 關鍵技術主要來源于無線技術與網絡技術，其技術場景為連續廣域覆蓋、熱點高容量、低功耗大連接以及低時延高可靠［8］。隨著5G技術逐漸成熟，其在高校圖書館的應用也將日趨完善。

（1）智慧互聯功能。融合5G 的高校圖書館在提供智慧學習服務時，需要借助物聯網。物聯網是基于不斷發展的可通信技術，通過互聯的虛擬與物理事物來提供高級服務，具有技術性、智能性、連通性與嵌入性等特征［9］。現有的4G 網絡雖然被廣泛應用于物聯網中，但是5G 技術的高容量、低延時等特性將為物聯網的應用提供更多新的接口［10］，促使物聯網設備實現大規模連接、無線通信覆蓋范圍擴大、高吞吐量等，加速物聯網的發展，這讓物聯網在高校圖書館服務領域擁有巨大應用潛力。物聯網通過傳感器技術，實現人與設備、設備與圖書、人與圖書之間的交互，生成顯性與隱性相結合的智慧學習路徑和多樣化的智慧學習場景，讓用戶與圖書館的資源形成互聯，促使用戶產生“圖書館知我、懂我”的親切感與沉浸感，從而推動沉浸式學習、高效學習與持續性學習的發生。

（2）智慧融合功能。融合5G 的高校圖書館智慧學習服務將有效推動虛擬與現實的融合。“虛擬現實技術”主要為虛擬現實（VR）、增強現實（AR） 和混合現實（MR） 三類。其中VR是由計算機模擬出來的虛擬世界；AR 是將真實環境與虛擬情境進行疊加，是虛擬與現實結合的產物；而MR 則是通過增加虛擬世界的沉浸感、現實世界的實用性，來實現虛擬與現實的無縫鏈接［11］。該技術的實現需要考慮無縫廣域覆蓋、低延時高可靠、虛擬存在等條件，只有當網絡延時小于人體視覺感知延時，用戶才可以達到身臨其境的感覺［11］，傳統4G 無法達到上述要求。而5G 的增強型移動寬帶業務具有低延時、高移動性以及高頻譜速率等特點，能有效消除與延遲有關的影響，為用戶提供沉浸式的服務體驗。因此，融合5G 的高校圖書館智慧學習服務可實現VR/AR/MR 服務，并借助各種智能終端設備，構建虛擬學習社區或是虛擬圖書館，打破虛擬與現實之間的壁壘，讓用戶在多元信息融合的環境中，更好的選擇與調用館內資源。

（3）智慧分析功能。在以往移動通信技術的基礎上，高校圖書館已存有大量數據，如用戶個人數據、館藏資源數據以及業務流程數據等。5G的到來，讓探索以數據為基礎的智慧分析成為融合5G 的高校圖書館智慧學習服務的重要體現。在網絡技術領域，5G 被認為是基于軟件定義網絡（SDN）、網絡功能虛擬化（NFV）、云計算技術的集合，它的架構包括接入云、控制云與轉發云三個域［9］。高校圖書館在提供智慧學習服務時，利用多入口接入云，實現館內資源數據的管理；控制云通過對局部或全局的移動性管理，構建面向智慧學習服務的網絡能力開放接口，滿足用戶的差異化需求，提高服務效率；轉發云則基于通用的硬件平臺，在控制云的有效調度下，實現圖書館海量數據流的低時延高可靠、熱點高容量的傳輸［9］。因此，融合5G 的高校圖書館智慧學習服務能對海量數據進行統計分析，完成智能推薦、個性化定制等一系列以用戶為中心的服務，滿足用戶深層次的信息需求，這對提高學習效率具有重要意義。

3.2 智慧學習服務的作用

（1）助力混合現實情景化。高校圖書館智慧學習服務是高校圖書館打破現實與虛擬壁壘的新興服務方式，該服務促進了虛擬現實的融合以及數字對象與物理對象的共存。在混合空間中，智慧學習服務將數字技術集成至實體物理空間，構建物理空間中的虛擬場景，供用戶進行感知體驗，有助于提高用戶的信息理解能力。同時智慧學習服務還將利用5G 的高速率、高容量、低延時等技術特征，助力混合現實構建“交互式虛擬”與“沉浸式移動”的智慧學習環境［11］，旨在通過虛擬與現實對象之間的交互，實現信息資源共享。

（2）助力學習空間交互化。5G 環境下迅速發展的科學技術將從根本上改變高校圖書館學習空間的使用，促使建設高效率、沉浸式的學習空間成為智慧學習服務的重要發展趨勢之一。融合5G 的高校圖書館智慧學習服務在教育投資與圖書館戰略規劃指導下，利用基礎連接器、數字工具箱［11］等設備，依據用戶特征構建適合用戶的個人學習空間，將信息技術與學習深度融合，同時還為具有相同信息需求的用戶提供相同的學習空間，實現用戶之間的交流與互動。

（3）助力高校人才培養計劃實施。目前高校人才培養工作已進入提高質量的升級期，變軌超車的機遇期，改革創新的攻堅期［12］。高校圖書館作為為高等教學與科研服務提供主要知識的場所，是人才培養計劃實施的首個突破點。融合5G的高校圖書館智慧學習服務能構建技術融合的學習環境，有效記錄用戶的學習過程、識別學習情景、感知學習物理環境、連接各種學習社群，促進用戶沉浸式、高效率的學習。在校園學習中，智慧學習服務可利用情境感知技術為用戶呈現各種學習場景；而在社會學習中，它可感知用戶的位置信息，為用戶提供相應的學習資源，使用戶的學習不受時間、地域的影響，為培養高智慧人才奠定基礎，助力高校人才培養計劃實施。

4 融合5G 的高校圖書館智慧學習服務體系

5G 被認為是軟件定義網絡（SDN）、網絡功能虛擬化（NFV）、云計算技術的集合［13］，它支持高校圖書館利用各種數據、算力和算法構建多元數據庫，為智慧學習服務提供數據支撐。在此基礎上，本文結合郭曉珊的智慧學習概念框圖［14］、董同強構建的智慧型服務空間［15］以及馬捷提出的高校智慧圖書館功能結構［16］三個已有模型，提出融合5G 技術的高校圖書館智慧學習服務模型（見圖1）。

圖1 融合5G 的高校圖書館智慧學習服務體系

高校圖書館利用5G 技術將館內數據、算法與算力結合，構建高校圖書館多元數據庫。該數據庫由館藏資源數據庫、用戶個人數據庫、用戶業務流程數據庫、館內系統數據庫以及網絡信息資源數據庫構成［13］，涵蓋圖書館絕大部分數據。在5G 技術與應用場景的支撐下，高校圖書館通過分析多元數據庫提取所需信息。同時，由于不同場景的性能指標不同，5G 需要解決館內不同應用場景所帶來的各種差異化性能指標問題。5G 應用場景分為增強型移動寬帶、高可靠低延時通信以及大規模機器通信［9］。其中，增強型移動寬帶具有超大容量、超高速率、深度感知、高范圍覆蓋等特點；高可靠低延時通信具有較低時延、高安全性以及高可靠性的特征；大規模機器通信則具有較低功耗、低復雜性、深度覆蓋和超高密度（連接海量設備）等特點［17］。高校圖書館利用5G不同應用場景的不同特點，借助移動云計算、情境感知技術等，實現館內萬物互聯，為智慧學習服務提供內在支撐。因此，融合5G 的高校圖書館智慧學習服務能夠創造具有感知化、個性化與預知性的智慧學習環境，使用戶在該環境下實現高效學習。而高校圖書館也憑借5G技術創造出服務的新模式、新方法與新資源，使服務更加智慧化。

4.1 綜合運用智能技術，打造感知化學習環境

隨著信息技術的飛速發展，各種類型的信息呈現爆炸式增長，這使得用戶可從多渠道獲取信息，對信息的需求也日趨多樣。圖書館的傳統服務已無法滿足用戶的信息需求，圖書館也不再是其獲取信息的主要場所。這些壓力都將促使高校圖書館重新審視自身的價值，主動探索新時代的信息服務模式。

鑒于此，高校圖書館必須抓住5G 機遇，充分發揮服務的“智慧”功能，感知用戶的信息需求。這種“感知智慧”必然不是由某項單一技術構成的，需要以5G 為基礎，結合大數據、物聯網、傳感技術、云計算等多種智能技術，全方位持續感知與獲取館內用戶、設備、資源與系統信息，并在此基礎上構建“感、知、聯、管、控”五位一體的智慧服務模式［18］，提供感知化的服務方式，促進高校圖書館傳統服務模式的轉型升級。高校圖書館要以5G 技術為基礎，綜合運用各種科學技術，打造感知化的學習環境，讓用戶在館內能自動被圖書館感知其需求，產生圖書館“知我”“懂我”的愉悅情感，切身感受到高校圖書館的智慧服務，增加用戶粘性。

4.2 重視智慧資源分析，支撐智慧學習服務體系

由圖1 可知，融合5G 的高校圖書館智慧學習服務體系自下而上被分為四層：學習情境感知層、網絡傳輸層、學習情境處理層以及智慧學習服務層。學習情境感知層處于系統最底層，是高校圖書館對學習者學習狀態與學習效果的表層接觸；網絡傳輸層是整個服務系統中的關鍵部分，掌控資源的傳送與反饋；學習情境處理層是服務系統的核心，該層主要對感知層接收到的各類資源進行處理，深層次的揭示學習者的學習狀態；智慧學習服務作為系統頂層，是在處理層的基礎上，對感知層的資源進行分析、整合，根據用戶的學習情境向用戶提供智慧學習環境，促使用戶實現高效率學習。

綜上可知，豐富的智慧資源是高校圖書館在5G 時代順利提供智慧學習服務的前提與基礎。因此，融合5G 的高校圖書館在構建智慧學習服務體系時，一方面要促進圖書館改變自身現有的信息資源服務模式，加強智慧資源的建設，將數字化的信息融入到用戶所在的學習情境中，向其推薦與當下學習情境有關的資源，并允許用戶對圖書館的資源進行管理，如提供文獻下載、文獻批注、云筆記等功能，從而使用戶能夠擁有可移動、泛在化的學習環境；另一方面為了完整構建智慧資源系統，提升服務質量，高校圖書館還應當重視利用5G 技術對智慧資源進行分析與利用，如高校圖書館可以根據資源分析結果向用戶定制個性化學習服務或提供具有預知性的學習服務，滿足用戶的深層次信息需求。

4.3 實施空間發展戰略，創造泛在化學習空間

5G 環境下的智慧學習服務不僅要重視發展物理空間，還要拓展網絡虛擬空間，使用戶能夠借助各種智能終端設備，在任何時間、任何地點均能進行學習，為用戶提供一個泛在化的學習空間。

基于此，融合5G 的高校圖書館智慧學習服務體系在構建時，要重點關注物理空間的規劃，突出區域特征。首先，高校圖書館要在滿足用戶教與學的基礎上，構建符合管理者與用戶共同認知的基礎空間結構模型；其次，在此空間模型的基礎上，按照高校自身教研學科性質與內容，進一步形成結構、布局、功能不同的學習空間。這些功能不同的學習空間又可分為實體空間與虛擬空間。其中，實體空間主要包括教學型、探究型、研討型空間，用于高校開展學術會議或用戶間進行研討交流等。在該空間內，智慧學習服務可以通過感知用戶的學習情境，為其提供各類資源；虛擬空間包括教學資源型空間、遠程教學空間、網絡學習社區、虛擬圖書館等，使用戶在任何時間、任何地點，均可利用移動設備進入個人學習空間進行學習。更為重要的是，高校圖書館還需利用5G 技術構建實體空間與虛擬空間之間的聯系，收集用戶在不同空間內的學習數據，為后續智慧學習服務提供決策依據。

4.4 正視學習群體劃分，精準定位服務對象

與傳統移動通信技術下的高校圖書館提供的服務不同，融合5G 的高校圖書館智慧學習服務從傳統的信息提供者轉化為活動的參與者，切實感知用戶在學習過程中的各種需求。這就要求高校圖書館在提供智慧學習服務時要正視用戶群體的劃分，精準定位服務對象，對不同類型的對象提供不同的服務。

因此，本文認為構建融合5G 的高校圖書館智慧學習服務體系時，在面對學習群體方面，要采取分層建設，點面結合的原則。也就是要求高校圖書館在提供智慧學習服務時，能夠按照用戶群體進行劃分，有針對性的向其提供服務。如高校圖書館可將用戶群體劃分為學習型用戶、教學型用戶以及科研型用戶三類［18］，根據這三類用戶不同的信息需求，為其創造不同的智慧學習環境。高校圖書館在為學習型用戶提供智慧學習服務時，主要是為其提供知識類信息，幫助該類用戶完成課程學習；針對教學型用戶，智慧學習服務就需要協同5G 網絡了解該類用戶的教學思路、教學方法與教學目標，為該類用戶推薦相關課程資源；而針對科研用戶則要結合5G 實時跟進科研用戶的科研進度，在科研初期為其提供科技查新服務，中期提供課題信息，后期能對用戶的科研成果進行查漏補缺，并對科研成果進行驗收與存檔。