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的构建

2021-06-20赵丹妮

高教学刊 2021年3期

赵丹妮

摘要：人工智能是国家核心竞争力的支持要素，中国教育部已要求高等学校培养具备人工智能素质的复合型创新人才。人工智能技术促进高校图书馆智慧服务转型发展，高校图书馆以创客空间为支点构建创新素养教育体系是创新人才培养的有效路径，文章从创新素养教育理论、创新素养教育实践两个维度来构建。

关键词：人工智能;高校图书馆;创客空间;创新素养教育

中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2021）03-0055-04

Abstract： Artificial intelligence is a supporting element of the country's core competitiveness. The Ministry of Education of China has required colleges and universities to cultivate compound innovative talents with artificial intelligence quality. Artificial intelligence technology promotes the transformation and development of intelligent service in university libraries. It is an effective way for university libraries to build innovative literacy education system based on maker space as the fulcrum. This paper constructs from two dimensions of innovative literacy education theory and innovative literacy education practice.

Keywords： artificial intelligence; university library; maker space; innovative literacy education

一、概述

高德纳评论称人工智能是创新的触发器[1]，处于人工智能发展风口的世界各国将其视为国家核心竞争力的支持要素，2019年6月美国发布最新版国家人工智能研发战略规划促进人工智能快速发展[2]，教育部于2018年4月发布《高等学校人工智能创新行动计划》指出加强人工智能与其他学科专业外延融合，培养具备人工智能素质的复合型创新人才[3]。《新媒体联盟地平线报告：2017图书馆版》揭示高校图书馆已经发现人工智能技术能够帮助读者用户完善研讨进程，促进学业成功，并构建创客空间鼓励用户参与创新创业实践活动[4]。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，是高校图书馆构建智慧服务体系和提升读者用户智能素质的技术基础设施，在人工智能业已创建的技术化未来进程中，以创客空间为支点构建创新素养教育体系是创新人才培养的有效路径，本文从创新素养教育理论、创新素养教育实践两个维度来构建。

二、人工智能时代基于创客空间的高校图书馆创新素养教育体系构建

人工智能时代基于创客空间的高校图书馆创新素养教育体系的构建详情见表1。

（一）创新素养教育理论体系构建

创新素养教育理论体系是指导大学生开展创新实践的基础方法论，其实现的路径是高校图书馆对于大学生开设的创新素养教育课程。根据创新素养的概念内涵，创新素养教育理论体系包括创新思维、创新方法、创新人格和创新伦理构成维度，本文重点论述创新思维和创新伦理。

1. 创新思维

创新思维知识地图复杂，高校图书馆在开展创新思维理论课程培训时应根据中国大学生的思维特点配置教学内容的重点，因此这里创新思维聚焦于批判性思维、发散思维与超学科思维能力的论述。

批判性思维是对于所思考的事物进行质疑、分析与评估从而做出科学、合理、公正的判断与决策，具有良好的批判性思考者往往能夠做到自主构建概念、审慎评估信息、假设与推论的鉴别、明晰推论意义的实质、识别自己和他人的观点立场[5]。发散思维的特征是思维的流畅能够针对特定论题产生大量的观点，并且灵活的多视角的解读，没有所谓绝对正确的标准回答，富有创造性的整合关联不同观点的思考方式[6]。

超学科思维是突破传统学科专业的范畴窠臼，针对某些研究课题能够从多学科融合的知识和原理来阐述、分析和揭示，因为问题是多维复杂的，单一学科知识会导致认知上的局限性，只有利用超学科的思维方式才能解释问题透彻清楚，有效促进创新成果的出现，有研究统计显示，2001年至2008年诺贝尔科学奖获奖成果有66.7%是超学科融合研究的结果[7]。超学科思维与能力的发展可以使得学生能以批判性的综合模式，而不是线性的过程来思考问题，有助于我国创新素养教育的转型升级，表2是超学科思维与能力发展模型，希望对于完善重构基于创客空间的高校图书馆对于大学生的创新素养教育课程体系建设有所助益。

2. 创新伦理

创新的科学技术在发展之初是促进人类文明进化的有效工具，但是事物的一体多面以及人类的认知局限往往导致不可预知的结果，创新成果的终极影响若干年后才会暴露冰山的全貌，例如全球气候变暖、算法失控等问题。现代环保运动的“创始之父”巴里·康芒纳的生态思想认为各个分离的学科领域各自为政，只是囿于各自狭隘的领域独自探索，对于学科知识的实践运用所产生的影响缺少全局的理解时，破坏的副作用也会如影随形，强调技术的创新方向应该在生态科学的框架里考量[8]。2019年5月腾讯正式宣布“科技向善”作为企业新的愿景和使命，倡导直面科技给社会带来的一系列问题，强调善用科技，避免滥用，杜绝恶用，应该将科技的研发应用方向引导帮助解决社会问题[9]。所以作者强调具有超学科思维的整体系统观是创新伦理最重要的价值内涵，人类与大自然构成生命依存系统，孤立的单独学科视角的创新视野狭隘，对于创新要有所选择，创新要对整个生命依存系统负有增进福祉的责任，所以我们培养的创新人才不仅要具有广博的专业知识，又要具有公共利益的意识，科技向善与商业向善的价值观，从而将创新的最终导向是服务于大众的社会利益，促进和维护全球生态系统的可持续发展。

（二）创新素养教育实践体系构建

1. 创新素养教育课程

创新素养教育课程的教学是对于创新素养教育理论体系的具体实践，通过课程教学系统提升学生的创新素养。课程模块包括创新思维、创新方法、创新人格、创新伦理、创新创业教育和生态科学，根据上述巴里·康芒纳的生态思想，作者认为创新方向应该符合生态科学的考察和衡量，所以创新素养教育课程应该包含生态科学的内容，具体授课内容可参照表1。

2. 人工智能教育

根据教育部颁布的《高等学校人工智能创新行动计划》，培养具有人工智能素质的复合型创新人才是人工智能时代赋予高校新的职责与使命，所以高校图书馆线上可依托MOOC，线下结合创客空间实践，采取翻转课堂的教学方式来实现大学生人工智能素质的培养。目前中国大学MOOC平台和学堂在线平台已经聚合各类精品人工智能MOOC课程，如中国大学MOOC平台：北京大学的《人工智能与信息社会》、北京科技大学的《人工智能与创新设计》、华侨大学的《人工智能创新项目设计》;学堂在线：北京林业大学的《人工智能与创业智慧》、湖北师范大学的《5G与人工智能》、北京邮电大学的《人工智能能力认证证书项目》等。

目前世界各国纷纷开设人工智能的研究生项目，英国的36所大学开设了80多门人工智能课程学术项目，如利物浦大学设置了一个人工智能模块，包括软件工程、高级面向对象编程、电脑游戏设计和应用原理、知识表述、多智能体系统研究及机器人模块的替代品。美国的大学开设了37门人工智能课程，例如内布拉斯加大学提供的课程包括自动化软件系统（如软件代理、多智能体和多机器人系统）、机器视觉和图像处理技术、神经网络自适应软件系统、针对关键决策的启发式和随机性优化技术、智能机器学习和知识工程技术[10]。

高校图书馆创客空间可与校外人工智能企业的创新实验室合作，产学研协同提升大学生的创新创业素养和人工智能素质。联合创新实践活动中，高校图书馆应该注重大学生精益创业和设计思维的培养。精益创业是硅谷创业家埃里克·莱斯构建的开发创新产品的创业方法论，其思想核心是创建最小可行的产品，根据客户需求与市场反馈不断快速迭代微调直至产品成熟可投放市场，而设计思维与精益创业类似，核心是以消费者需求为导向，两者的创新创业思想是将创业风险最小化和创业资源利用效率最大化，契合大学生创新创业实践。加州大学伯克利分校、哈佛大学、加拿大麦吉尔大学等纷纷开设精益创业课程[11]。

3. 超学科教育

根据超学科思维与能力发展模型，超学科教育由核心思维、全球思维、数字思维、通用思维和创新创业伦理能力模块构成，高校图书馆可根据每个能力模块内容设计超学科教育课程授课内容，另外利用创客空间配置的3D打印机、数控机器、激光切割机、3D扫描仪以及各种人工智能设备，联合校内外创新实体，邀请各学科专家、学者和创客共同创建超学科教育实践活动。美国科罗拉多大学的“创新学士”专业的超学科课程可以给予我们启示，该课程框架包括沟通能力课程、全球视野与思维课程、工商管理或工程技术课程，三种课程任选其一，修滿学分即可认证[12]。清华大学新雅书院秉承通专融合、超学科发展的培养模式构建“创意设计与智能工程”和“政治经济与哲学”跨学科交叉专业培养学生的超学科思维能力和创新素养。

4. 基于高校图书馆创客空间的创新素养教育实践活动

各高校图书馆以其创客空间为支点开展了丰富多彩的创新素养教育实践活动，可以归纳出六类活动形式：基础创新创业素养课程讲座，如沈阳师范大学图书馆讲授的《创新创业基础》课程;软硬件设备使用培训，如东南大学图书馆定期开展关于三维建模软件、树莓派板卡以及开源电子原型平台的使用培训;创意研讨分享;创客文化活动，如武汉大学图书馆举办的“创客嘉年华”;创新创业大赛，如上海交通大学图书馆举办3D打印机创客比赛;创造成果展示。其中比较富有创新特色的服务内容是沈阳师范大学图书馆成立了“双创”指导中心;上海交通大学图书馆建立校内外合作联动机制;东南大学图书馆和迪芝伦公司合作讲授传统实验室课程，以上措施使得高校图书馆的职能外延至深度嵌入大学整体的创新创业教育生态体系，推动高校图书馆不断深挖潜能，内涵式创新转型发展。

三、人工智能时代基于创客空间的高校图书馆创新素养教育案例分析——以上海交通大学图书馆“交大-京东创客空间”为例[13]

（一）交图·师说系列讲座

交图·师说系列讲座的设置要旨在于科创实践、竞赛指导和创意设计方面给予大学生理论和实际经验的培养，同时也是师生互动交流的平台，讲座的主题涉及人工智能、网络信息安全、工程力学和数学建模等。

（二）深度嵌入学院创新实践课程，专创融合提升大学生创新素养

同船舶海洋与建筑工程学院以及上海交大-南加州大学文化创意产业学院合作，利用创客空间设施资源优势以及图书馆数字资源馆藏，深度嵌入各学院的创新实践课程，以专创融合模式支撑大学生创新素养发展。创客空间物理场所支持软件学院的学生创意作品展览，并协助媒体与设计学院举办设计精英夏令营活动。

（三）组织策划实施大学生创新创业创意实践活动

以创客空间为支点，围绕人工智能、设计制造、科创理论和绿色能源等主题开展创新创业分享沙龙、创新竞赛以及科创研讨项目活动。积极与各类大学生竞赛团队和创新创业团队合作对接，包括VR开发竞赛、数学建模竞赛及信息安全协会等，与机动学院复杂机电课程设计团队合作开发了智能图书整理小车，有力支撑上海交大学生创新实践能力卓越发展与提升。

（四）建立校内外创新实体联通合作管道

“交大-京东创客空间”注重校内外创新实体连接合作，聚合创新资源，构建开放、合作、共享的创新生态系统，支持上海交大学生创新素养可持续、高质量的发展。内部积极与上海交大学生创新中心合作，协同其机器人、智能制造实验室，交叉学科创新平台：致远创新研究中心、Eco-Tec创新中心和绿色生态科技创新中心以及前沿企业课程等强化大学生创新能力训练和初创项目孵化。外部与京东集团合作建立京东派物流配送校园服务中心，在创业项目启动资源和商业模式的建立得到京东集团的支持。

参考文献：

[1]（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，2019：71.

[2]美国发布最新版国家人工智能研发战略规划[EB/OL].[2019-07

-02].http：//www.ecas.cas.cn/xxkw/kbcd/201115_127778/ml/xxhzlyzc/201907/t20190702_4551579.html.

[3]教育部关于印发《高等学校人工智能创新行动计划》的通知[EB/OL].[2018-04-03].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s7062/201804/t20180410_332722.html.

[4]S·亞当斯·贝克尔，M·卡明斯.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.

[5]（美）理查德·保罗，琳达·埃尔德.批判性思维工具[M].北京：机械工业出版社，2016：69.

[6]（美）米哈里·希斯赞特米哈伊.创造力：心流与创新心理学[M].杭州：浙江人民出版社，2015：58.

[7]郭德红，柳晓颖.美国大学本科跨学科教育的进展与借鉴[J].当代教育科学，2020（1）：83-86.

[8]刘雨婷，包庆德.生态思想领域的理论建树与实践张力——纪念巴里·康芒纳诞辰100周年[J].南京林业大学学报（人文社会科学版），2017，17（04）：33-54.

[9]科技向善[EB/OL].[2020-06-03].https：//baike.baidu.com/item/%E7%A7%91%E6%8A%80%E5%90%91%E5%96%84/22493758？fr=aladdin#reference-[2]-23102965-wrap.

[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，2019：329.