融合5G 的高校图书馆智慧学习服务体系构建

王云弟，王文韬，谢阳群，刘咏梅

（1. 安徽大学管理学院；2.合肥师范学院；3.淮北师范大学管理学院）

1 引言

随着5G 的到来，我国高等教育逐渐呈现出办学手段信息化、办学方式多元化的发展趋势。该趋势促使用户在智慧环境下按需获取学习资源，灵活、快速地构建自己的人际网络与知识网络。这种在智慧教育理念引导下的新型学习方式将带动教育教学的创新发展。高校图书馆作为高校提供教育服务的主体之一，自然肩负起向用户提供智慧学习服务，引导用户进行高效率、个性化学习的重任。

目前有学者提出将5G 应用于图书馆，建设智慧图书馆或提供智慧服务，但对智慧学习和智慧服务的下位概念“智慧学习服务”方面的研究涉及较少。事实上，由于高校图书馆的信息资源与公共图书馆相比更具专业性，且用户信息素养高。因而融合5G 构建智慧学习服务体系将为高校图书馆快速适应5G 时代，提升服务质量、培养高素质人才，实现教育改革提供一种新视角与新理念。本文将尝试结合智慧学习服务的涵义、特征、功能与作用，从智慧图书馆生态的四个方面，即技术、资源、空间与用户来构建智慧学习服务体系，为高校图书馆在5G 环境下建设智慧学习服务体系提供意见和建议。

2 智慧学习服务的涵义与特征

2.1 智慧学习服务的涵义

维基百科将“智慧”解释为生命所具有的基于生理与心理器官的一种高级创造性思维能力。因此，智慧学习就是以发展学习者的智慧，提高学习者创新能力为最终目标的一种新型学习方式［1］。智慧服务则是馆员利用智慧的方式为读者提供服务，分为智能型服务、知识性服务与理念性服务［2］。结合上述概念，本文认为高校图书馆智慧学习服务就是高校以实现智慧学习为目标，借助先进的信息技术，创造具有感知化、个性化、预知性的智慧学习环境，从而为培养智慧人才提供条件。其中智慧学习环境是能够有效感知学习情境、识别学习者特征、提供学习资源与便利的学习工具，以促进学习者有效学习的学习场所或活动空间［3］。

2.2 智慧学习服务的特征

近年来，由于信息技术的不断发展推动着高校图书馆由数字图书馆向智慧图书馆进行转型。相较于数字图书馆，智慧图书馆是新时代信息技术发展的产物，具有鲜明的智能化特征。5G时代，智慧学习服务作为智慧图书馆的创新服务模式，具有如下特征。

（1）服务模式智慧化。5G 时代，知识云计算与智慧服务将是未来图书馆的发展趋势，智慧学习服务中的“智慧”既是工具，也是内容。高校图书馆为实现智慧学习，与5G 融合，创造智慧学习环境，在此环境中为用户提供各种智慧化服务，如个性定制、智能推荐、可视化图谱等，让用户在搜索信息的同时，还可以实现更深层次的信息需求。换句话说，智慧学习服务的出现，使用户不用主动向图书馆索取服务，而是由图书馆利用5G 技术对用户的信息搜寻行为进行分析，根据分析结果主动为用户提供服务。

（2）服务类型多样化。传统移动通信技术下高校图书馆所提供的服务多是静态的储存式服务，且主要围绕书籍与馆舍展开。融合5G 的高校图书馆智慧学习服务，其服务类型多种多样，不仅有参考咨询服务，还可以提供馆内导航、学习社区交互、虚拟空间构建等一系列服务。此外，融合5G 的高校图书馆智慧学习服务还可以借助人工智能技术，提供24 小时免费咨询服务或自助式图书借还服务［4］，减少高校图书馆的人员投入。更重要的是，智慧学习服务还将促进用户经验式信息的传播，即高校图书馆通过收集用户在某一问题上的经验信息，存入数据库并对其有序分类，在其他用户需要的情况下，为其提供生动形象的经验式信息，提高用户的学习效率。

（3） 服务结构系统化。简单来说，高校图书馆是由信息资源、技术设施与图书馆人三要素构建而成，并反映图书馆内部各要素之间的关系。融合5G 的高校图书馆智慧学习服务是借助5G 信息技术，创建具有感知化、个性化与预知性的智慧学习环境，并且要求该服务能够结合高校图书馆内信息资源、技术设施与管理人员，创造完整的、系统化的服务结构，建立更加人性化的服务模式，使服务建设在用户问题产生之前就已形成，打造预知性服务，更好地提升用户在馆服务的便捷性。

3 5G 环境下高校图书馆智慧学习服务的功能与作用

1980 年，1G 技术由于价格昂贵并未应用于图书馆服务；1990 年后出现的2G 技术相较于1G技术，其可用性强，因此高校图书馆便借助2G技术以短信方式为读者提供图书借阅服务，或是开通手机图书馆WAP 服务［5］，为用户提供综合读者服务平台；3G 技术的出现使得高校图书馆的服务水平和类型均出现了大幅度的提升，高校图书馆可利用3G 定位技术进行校园虚拟徒步旅行或使用Twitter 发布图书馆资源信息等［6］；2008年，4G 技术出现，高校图书馆在2G 与3G 的基础上，推出各类APP、直播类信息培训等服务，服务形式更加灵活。

如今5G 时代的到来，各高校图书馆势必会在以往的数据基础上，借助各种关键技术开展更高层次的信息服务。同时5G 技术也将凭借它的高速率、低延时以及海量链接等特点［7］实现万物互联，这种模式可将馆内图书、设备与人员进行连接，打造智慧图书馆，使智慧学习服务成为可能。

3.1 智慧学习服务的功能

5G 关键技术主要来源于无线技术与网络技术，其技术场景为连续广域覆盖、热点高容量、低功耗大连接以及低时延高可靠［8］。随着5G技术逐渐成熟，其在高校图书馆的应用也将日趋完善。

（1）智慧互联功能。融合5G 的高校图书馆在提供智慧学习服务时，需要借助物联网。物联网是基于不断发展的可通信技术，通过互联的虚拟与物理事物来提供高级服务，具有技术性、智能性、连通性与嵌入性等特征［9］。现有的4G 网络虽然被广泛应用于物联网中，但是5G 技术的高容量、低延时等特性将为物联网的应用提供更多新的接口［10］，促使物联网设备实现大规模连接、无线通信覆盖范围扩大、高吞吐量等，加速物联网的发展，这让物联网在高校图书馆服务领域拥有巨大应用潜力。物联网通过传感器技术，实现人与设备、设备与图书、人与图书之间的交互，生成显性与隐性相结合的智慧学习路径和多样化的智慧学习场景，让用户与图书馆的资源形成互联，促使用户产生“图书馆知我、懂我”的亲切感与沉浸感，从而推动沉浸式学习、高效学习与持续性学习的发生。

（2）智慧融合功能。融合5G 的高校图书馆智慧学习服务将有效推动虚拟与现实的融合。“虚拟现实技术”主要为虚拟现实（VR）、增强现实（AR） 和混合现实（MR） 三类。其中VR是由计算机模拟出来的虚拟世界；AR 是将真实环境与虚拟情境进行叠加，是虚拟与现实结合的产物；而MR 则是通过增加虚拟世界的沉浸感、现实世界的实用性，来实现虚拟与现实的无缝链接［11］。该技术的实现需要考虑无缝广域覆盖、低延时高可靠、虚拟存在等条件，只有当网络延时小于人体视觉感知延时，用户才可以达到身临其境的感觉［11］，传统4G 无法达到上述要求。而5G 的增强型移动宽带业务具有低延时、高移动性以及高频谱速率等特点，能有效消除与延迟有关的影响，为用户提供沉浸式的服务体验。因此，融合5G 的高校图书馆智慧学习服务可实现VR/AR/MR 服务，并借助各种智能终端设备，构建虚拟学习社区或是虚拟图书馆，打破虚拟与现实之间的壁垒，让用户在多元信息融合的环境中，更好的选择与调用馆内资源。

（3）智慧分析功能。在以往移动通信技术的基础上，高校图书馆已存有大量数据，如用户个人数据、馆藏资源数据以及业务流程数据等。5G的到来，让探索以数据为基础的智慧分析成为融合5G 的高校图书馆智慧学习服务的重要体现。在网络技术领域，5G 被认为是基于软件定义网络（SDN）、网络功能虚拟化（NFV）、云计算技术的集合，它的架构包括接入云、控制云与转发云三个域［9］。高校图书馆在提供智慧学习服务时，利用多入口接入云，实现馆内资源数据的管理；控制云通过对局部或全局的移动性管理，构建面向智慧学习服务的网络能力开放接口，满足用户的差异化需求，提高服务效率；转发云则基于通用的硬件平台，在控制云的有效调度下，实现图书馆海量数据流的低时延高可靠、热点高容量的传输［9］。因此，融合5G 的高校图书馆智慧学习服务能对海量数据进行统计分析，完成智能推荐、个性化定制等一系列以用户为中心的服务，满足用户深层次的信息需求，这对提高学习效率具有重要意义。

3.2 智慧学习服务的作用

（1）助力混合现实情景化。高校图书馆智慧学习服务是高校图书馆打破现实与虚拟壁垒的新兴服务方式，该服务促进了虚拟现实的融合以及数字对象与物理对象的共存。在混合空间中，智慧学习服务将数字技术集成至实体物理空间，构建物理空间中的虚拟场景，供用户进行感知体验，有助于提高用户的信息理解能力。同时智慧学习服务还将利用5G 的高速率、高容量、低延时等技术特征，助力混合现实构建“交互式虚拟”与“沉浸式移动”的智慧学习环境［11］，旨在通过虚拟与现实对象之间的交互，实现信息资源共享。

（2）助力学习空间交互化。5G 环境下迅速发展的科学技术将从根本上改变高校图书馆学习空间的使用，促使建设高效率、沉浸式的学习空间成为智慧学习服务的重要发展趋势之一。融合5G 的高校图书馆智慧学习服务在教育投资与图书馆战略规划指导下，利用基础连接器、数字工具箱［11］等设备，依据用户特征构建适合用户的个人学习空间，将信息技术与学习深度融合，同时还为具有相同信息需求的用户提供相同的学习空间，实现用户之间的交流与互动。

（3）助力高校人才培养计划实施。目前高校人才培养工作已进入提高质量的升级期，变轨超车的机遇期，改革创新的攻坚期［12］。高校图书馆作为为高等教学与科研服务提供主要知识的场所，是人才培养计划实施的首个突破点。融合5G的高校图书馆智慧学习服务能构建技术融合的学习环境，有效记录用户的学习过程、识别学习情景、感知学习物理环境、连接各种学习社群，促进用户沉浸式、高效率的学习。在校园学习中，智慧学习服务可利用情境感知技术为用户呈现各种学习场景；而在社会学习中，它可感知用户的位置信息，为用户提供相应的学习资源，使用户的学习不受时间、地域的影响，为培养高智慧人才奠定基础，助力高校人才培养计划实施。

4 融合5G 的高校图书馆智慧学习服务体系

5G 被认为是软件定义网络（SDN）、网络功能虚拟化（NFV）、云计算技术的集合［13］，它支持高校图书馆利用各种数据、算力和算法构建多元数据库，为智慧学习服务提供数据支撑。在此基础上，本文结合郭晓珊的智慧学习概念框图［14］、董同强构建的智慧型服务空间［15］以及马捷提出的高校智慧图书馆功能结构［16］三个已有模型，提出融合5G 技术的高校图书馆智慧学习服务模型（见图1）。

图1 融合5G 的高校图书馆智慧学习服务体系

高校图书馆利用5G 技术将馆内数据、算法与算力结合，构建高校图书馆多元数据库。该数据库由馆藏资源数据库、用户个人数据库、用户业务流程数据库、馆内系统数据库以及网络信息资源数据库构成［13］，涵盖图书馆绝大部分数据。在5G 技术与应用场景的支撑下，高校图书馆通过分析多元数据库提取所需信息。同时，由于不同场景的性能指标不同，5G 需要解决馆内不同应用场景所带来的各种差异化性能指标问题。5G 应用场景分为增强型移动宽带、高可靠低延时通信以及大规模机器通信［9］。其中，增强型移动宽带具有超大容量、超高速率、深度感知、高范围覆盖等特点；高可靠低延时通信具有较低时延、高安全性以及高可靠性的特征；大规模机器通信则具有较低功耗、低复杂性、深度覆盖和超高密度（连接海量设备）等特点［17］。高校图书馆利用5G不同应用场景的不同特点，借助移动云计算、情境感知技术等，实现馆内万物互联，为智慧学习服务提供内在支撑。因此，融合5G 的高校图书馆智慧学习服务能够创造具有感知化、个性化与预知性的智慧学习环境，使用户在该环境下实现高效学习。而高校图书馆也凭借5G技术创造出服务的新模式、新方法与新资源，使服务更加智慧化。

4.1 综合运用智能技术，打造感知化学习环境

随着信息技术的飞速发展，各种类型的信息呈现爆炸式增长，这使得用户可从多渠道获取信息，对信息的需求也日趋多样。图书馆的传统服务已无法满足用户的信息需求，图书馆也不再是其获取信息的主要场所。这些压力都将促使高校图书馆重新审视自身的价值，主动探索新时代的信息服务模式。

鉴于此，高校图书馆必须抓住5G 机遇，充分发挥服务的“智慧”功能，感知用户的信息需求。这种“感知智慧”必然不是由某项单一技术构成的，需要以5G 为基础，结合大数据、物联网、传感技术、云计算等多种智能技术，全方位持续感知与获取馆内用户、设备、资源与系统信息，并在此基础上构建“感、知、联、管、控”五位一体的智慧服务模式［18］，提供感知化的服务方式，促进高校图书馆传统服务模式的转型升级。高校图书馆要以5G 技术为基础，综合运用各种科学技术，打造感知化的学习环境，让用户在馆内能自动被图书馆感知其需求，产生图书馆“知我”“懂我”的愉悦情感，切身感受到高校图书馆的智慧服务，增加用户粘性。

4.2 重视智慧资源分析，支撑智慧学习服务体系

由图1 可知，融合5G 的高校图书馆智慧学习服务体系自下而上被分为四层：学习情境感知层、网络传输层、学习情境处理层以及智慧学习服务层。学习情境感知层处于系统最底层，是高校图书馆对学习者学习状态与学习效果的表层接触；网络传输层是整个服务系统中的关键部分，掌控资源的传送与反馈；学习情境处理层是服务系统的核心，该层主要对感知层接收到的各类资源进行处理，深层次的揭示学习者的学习状态；智慧学习服务作为系统顶层，是在处理层的基础上，对感知层的资源进行分析、整合，根据用户的学习情境向用户提供智慧学习环境，促使用户实现高效率学习。

综上可知，丰富的智慧资源是高校图书馆在5G 时代顺利提供智慧学习服务的前提与基础。因此，融合5G 的高校图书馆在构建智慧学习服务体系时，一方面要促进图书馆改变自身现有的信息资源服务模式，加强智慧资源的建设，将数字化的信息融入到用户所在的学习情境中，向其推荐与当下学习情境有关的资源，并允许用户对图书馆的资源进行管理，如提供文献下载、文献批注、云笔记等功能，从而使用户能够拥有可移动、泛在化的学习环境；另一方面为了完整构建智慧资源系统，提升服务质量，高校图书馆还应当重视利用5G 技术对智慧资源进行分析与利用，如高校图书馆可以根据资源分析结果向用户定制个性化学习服务或提供具有预知性的学习服务，满足用户的深层次信息需求。

4.3 实施空间发展战略，创造泛在化学习空间

5G 环境下的智慧学习服务不仅要重视发展物理空间，还要拓展网络虚拟空间，使用户能够借助各种智能终端设备，在任何时间、任何地点均能进行学习，为用户提供一个泛在化的学习空间。

基于此，融合5G 的高校图书馆智慧学习服务体系在构建时，要重点关注物理空间的规划，突出区域特征。首先，高校图书馆要在满足用户教与学的基础上，构建符合管理者与用户共同认知的基础空间结构模型；其次，在此空间模型的基础上，按照高校自身教研学科性质与内容，进一步形成结构、布局、功能不同的学习空间。这些功能不同的学习空间又可分为实体空间与虚拟空间。其中，实体空间主要包括教学型、探究型、研讨型空间，用于高校开展学术会议或用户间进行研讨交流等。在该空间内，智慧学习服务可以通过感知用户的学习情境，为其提供各类资源；虚拟空间包括教学资源型空间、远程教学空间、网络学习社区、虚拟图书馆等，使用户在任何时间、任何地点，均可利用移动设备进入个人学习空间进行学习。更为重要的是，高校图书馆还需利用5G 技术构建实体空间与虚拟空间之间的联系，收集用户在不同空间内的学习数据，为后续智慧学习服务提供决策依据。

4.4 正视学习群体划分，精准定位服务对象

与传统移动通信技术下的高校图书馆提供的服务不同，融合5G 的高校图书馆智慧学习服务从传统的信息提供者转化为活动的参与者，切实感知用户在学习过程中的各种需求。这就要求高校图书馆在提供智慧学习服务时要正视用户群体的划分，精准定位服务对象，对不同类型的对象提供不同的服务。

因此，本文认为构建融合5G 的高校图书馆智慧学习服务体系时，在面对学习群体方面，要采取分层建设，点面结合的原则。也就是要求高校图书馆在提供智慧学习服务时，能够按照用户群体进行划分，有针对性的向其提供服务。如高校图书馆可将用户群体划分为学习型用户、教学型用户以及科研型用户三类［18］，根据这三类用户不同的信息需求，为其创造不同的智慧学习环境。高校图书馆在为学习型用户提供智慧学习服务时，主要是为其提供知识类信息，帮助该类用户完成课程学习；针对教学型用户，智慧学习服务就需要协同5G 网络了解该类用户的教学思路、教学方法与教学目标，为该类用户推荐相关课程资源；而针对科研用户则要结合5G 实时跟进科研用户的科研进度，在科研初期为其提供科技查新服务，中期提供课题信息，后期能对用户的科研成果进行查漏补缺，并对科研成果进行验收与存档。