元宇宙视域下的高校图书馆教学支持服务模式*
付一阳，袁一鸣，郭一若，郭亚军
随着社会科技化、信息化的转变，高校图书馆(以下简称“高校馆”)需要不断探索创新发展之路。美国大学与研究图书馆协会制定的《高校图书馆标准》强调图书馆教学设施要跟上教学技术的发展[2]。Getchell等以“第二人生”(Second Life)为例，把元宇宙作为游戏化学习的平台进行研究[3]。华子荀等认为元宇宙可以为教学工作提供一个沉浸式的场域，为师生在虚拟与现实环境同步提供教学服务[4]。图书馆界也展开了诸多与元宇宙相关的研究，期望利用元宇宙为图书馆的发展提供创新思路。马费成指出，元宇宙虚实共生的核心价值，将图书馆传递人类知识的崇高理念和用户服务融合在一起[5]。杨新涯等认为，可以利用元宇宙构建起虚拟空间中的全新图书馆服务体系[6]。张兴旺等提出图书馆元宇宙可以实现图书馆物理世界与元宇宙空间的有效衔接[7]。郭亚军等从智能化的虚拟教育助手、沉浸化的虚拟教育空间、交互化的虚拟教育形式以及云端化的虚拟教育资源等四个方面阐释元宇宙视域下的公共图书馆社会教育应用场景[8]。从现有研究看，图书馆界对于元宇宙的重视程度逐渐提高，但目前尚未涉及元宇宙如何影响图书馆教学支持服务的研究。
在元宇宙环境中，图书馆教学支持服务的服务空间、服务方式、服务内容等都将发生巨大的变革。本研究首先对元宇宙与高校馆教学支持服务契合度进行分析，在此基础上结合典型案例畅想元宇宙赋能高校馆教学支持服务的应用场景，构建元宇宙视域下的高校馆教学支持服务模式，并提出相应发展策略。
1.1 服务宗旨契合
高校馆教学支持服务主要包括教学空间服务、教学资源服务、信息素养服务、学科教学服务等，其服务宗旨是以师生用户需求为导向，为教学工作的良性运行与持续发展提供保障与动力。元宇宙能够为其用户提供与现实世界相同，甚至超脱现实服务场景范围的多样服务。究其本源，元宇宙服务宗旨和高校馆教学支持服务一样，以用户需求为导向，利用现实与虚拟的资源，提供协助性服务，保障用户的自主性发展得到最大的满足。元宇宙通过数字孪生技术构建出与物理世界相同的数字空间，可以为师生创设一个随时随地获得沉浸式教学体验的互动场域，为图书馆的讲座与活动提供支持。元宇宙中的每个人既是用户，也是构建者。以往图书馆以单向服务用户为主要方式，在元宇宙图书馆中用户则可以主动接受服务并参与到图书馆的建设过程中去，完善图书馆的服务职能[9]，帮助图书馆更好地推进教学学科服务工作。元宇宙与高校馆教学支持服务宗旨的高度契合，让传统的服务获得更多的发展方向以及发展可能性。
1.2 平等理念契合
教育的公平公正性问题一直是社会关注的重点，如何实现教育公平，保证人人获得均等的受教育权利，是我国现代化教育要思考的重要问题[10]。高校馆作为高校教学工作的重要场合，更应注重服务平等、资源平等、机会平等等问题。虚拟现实、增强现实等元宇宙核心技术，可以在一定程度上对残障人士的感官缺陷起到辅助或替代作用，让其获得与健全人同等的高校馆服务，如肢体障碍人士在元宇宙中可以和健全人一样行动自如，视障或听障人士能够在元宇宙的帮助下与他人无障碍交流。在元宇宙中，高校馆所有用户获取信息的机会与权利是平等的。虽然在元宇宙发展的早期，可能因经济状况、技术采纳等方面的差异而导致数字鸿沟的出现，但随着技术的普及以及相关服务制度的完善，终将在元宇宙中实现更大程度的公平公正。
元宇宙技术支持下的平等共创思想核心与图书馆教育均等化在理念层面不谋而合，元宇宙的自身特性能助力高校馆更好地促进教育公平。
1.3 技术发展契合
高校馆的合理使用可以对教学工作起到极大的正向促进作用[11]，其发展也将影响教学工作的质量。智慧图书馆是学界和业界认可度较高的发展方向，已有不少高校馆和公共图书馆开始利用物联网、云计算、人工智能、大数据、区块链等技术来建设智慧图书馆[12]，人脸识别和VR技术在我国图书馆得到较广泛的应用[13-14]。
元宇宙发展的技术基础包括区块链技术、交互技术、电子游戏技术、人工智能技术、网络及运算技术以及物联网技术等[15]。而智慧图书馆的底层技术与元宇宙技术高度重合，可以说高校馆使用元宇宙技术辅助教学是大学智慧图书馆的一种发展方向。
《湖北民族学院知识产权管理办法》《湖北民族学院促进科技成果转化试行办法》《湖北民族学院横向科研项目经费管理实施细则(暂行)》《湖北民族学院横向科研项目经费代理记账报销细则(试行)》《湖北民族学院科研奖励办法》等规定、制度、管理办法形成了学校现行的专利管理制度体系。
运用元宇宙相关技术在图书馆智慧化的不同阶段都可为教学服务提供支持，目前构建智慧图书馆所使用的技术与所积累的经验在未来也可以平缓过渡至元宇宙图书馆。高校馆和元宇宙技术发展的走向具有较高的契合度与一致性，在发展应用方面相辅相成。
当前高校馆主要通过开展教学活动、协助教师的教学工作等形式发挥教学支持服务职能，但受制于空间紧缺、资源分散、教学内容单一、学科服务不够完善等因素，其教学支持服务能力还有待完善与提高。元宇宙与高校馆教学支持服务的高度契合，让我们可以在元宇宙赋能图书馆教学支持服务的各种应用场景中，找到这些问题的解决方法。本文将从以下4个方面对元宇宙赋能高校馆教学支持服务的应用场景进行分析。
2.1 虚拟化的数字孪生教学空间服务
物理空间是高校馆提供教学服务的核心场景，教师可在研讨间、创客空间等场所对学生授课，学生可在阅览室、自习室等空间自主学习，图书馆可利用馆内空间开展信息素养教育。但空间有限、开放时间固定、沉浸感不足等问题，一直制约着图书馆教学空间的服务质量。Dionisio等在2013年提出过教育元宇宙，通过对物理世界的再开发，创造出一个基于现实世界的虚拟数字空间[16]。高校馆同样可以通过数字孪生技术创建一个基于现实世界并超越现实世界的元宇宙图书馆，摆脱空间与时间的限制，为不在同一个空间的教师与学生开展教学活动提供支持。同时，通过数字孪生等技术，让存在于现实世界的物理或数字内容都可以在元宇宙图书馆当中得以投射。用户不论是对现实世界的图书馆还是对元宇宙图书馆做出的操作，都将同步作用于另一方，加强了师生在使用图书馆时的沉浸式体验，增强了学生的学习热情。
2.2 可交互的去中心化资源服务
高校馆教学支持服务的发展应把师生的需求放在首位，以图书馆资源建设工作为基础，积极利用现代信息技术，努力提升服务水平[17]。教学资源的数量与质量对教学质量具有重要的影响。学习材料的设计是网络教学系统建设的重要影响因素，当施教者与学习者拥有高品质的教学资源时，教学质量才有所保障。但当前高校馆教学资源仍存在流转率低、开放共享程度不足等问题。目前国内资源共享多以共享课程的形式提供服务，众多高校馆在慕课(MOOC)上提供自己学校的免费课程。国外高校馆构建开放教育资源(OER)，通过教育资源的共建共享为教师教学工作提供适合的资源[18]。国内外图书馆也在不断加强数字资源的建设，如北京大学通过对珍稀文献进行数字化以实现保护与共享，并为个人典藏数字化提供服务[19]，约翰霍普金斯大学通过虚拟图书馆为校友提供部分图书馆资源[20]，哥伦比亚大学将各类图书馆资源数字化，构建出数字馆藏图书馆[21]。元宇宙的开源开放与多元化特征要求多方行动者共建、共治与共享[22]，各个大学投入到元宇宙图书馆中共同参与资源的共建、共治与共享，可以实现资源的高效流转。元宇宙的去中心化特性，让其拥有高效、安全、准确、可溯源的信息交互能力，实现不同高校馆之间以及自身内部的资源良性交互。
2.3 多类型的沉浸式教学服务
传统高校馆的教学内容以信息素养教学为主，讲座内容多以常用软件工具使用教程为主。这种单一的教学形式与教学内容已不能满足用户的学习需求，教学服务应由单一向多类型转化[23]。教学内容与环境过于单一，也不易让用户对学习产生充足的兴趣，限制着图书馆教学服务效果。相较于传统高校馆，元宇宙图书馆所能带来的教学内容更加丰富，其拥有的高度沉浸的教学环境为知识内化提供良好条件。在开展教学工作时，能充分调动可用资源，使教学内容有趣多样的同时保证知识传递的高保真性。在学生对知识进行内化吸收时，提供相适应的数字环境，促使知识的高效内化，以高度沉浸的学习体验，全方位、多类型、高效率地培养学生整体能力。目前，国内外已有多所高校馆运用元宇宙基础技术进行教学，并取得了不错的实践效果。武汉高校馆提供体验虚拟现实设备的多媒体阅览区，用于学生学习与体验[24]。杜克大学的虚拟现实实验室通过VR技术模拟出各类专业学生所需教学环境，让其获得更加真实的沉浸式学习体验[25]。
2.4 人机融生的多线程学科服务
学科服务是高校馆所拥有的重要职能之一。在教学方面，学科服务提供嵌入式教学、学科信息素养培训、学科馆员协同教师备课以及有针对性地为教学提供定题服务和决策参考服务、个性化信息服务等。但目前人力资源不足、服务范围有限、服务内容单一、普及率不足等问题，制约着学科服务的发展。在元宇宙图书馆中，学科馆员在与元宇宙的融合与交互过程中，能够获得感知力、决策力、行动力的增强，从而拓宽教学学科服务的范围。学科馆员在元宇宙中通过使用新一代计算机、人工智能等技术，可以获得多个虚拟人的分身。虚拟人是自然人进入元宇宙中的实时化身，由真身映射而成，受真身控制。虚拟人拥有与自然人同样的工作效果，且相互之间保持独立，不影响各自工作活动，在计算力足够时可以脱离自然人主体自主与用户进行交互，有效解决学科馆员人力资源不足的问题。同时，基于馆员行为数据，可以构建与其相似的高仿真机器人，替代馆员完成部分工作。虚拟人没有实体，但机器人可以有不同形态的实体。自然人、虚拟人、机器人相互协同，借助人机融生共同构建元宇宙中的学科服务体系，通过计算机技术实现同一时间多角色共同操控、不同工作协同进行的多元化学科服务。当前学界对于元宇宙中学科服务的探索处于初级阶段，但已有部分高校馆将相关技术运用到服务当中，如哈佛大学为师生提供远程的虚拟媒体服务台[26]，斯坦福大学提供虚拟研究咨询服务[27]。
元宇宙为高校馆教学支持服务带来了全新的视角，通过虚拟现实、增强现实、数字孪生、全息投影、区块链、5G网络等技术，为各高校馆教学服务合作创造环境，为教学资源共享与流转提供条件，为多元素养教学构建空间，对教学学科服务发展进行协同。
高校馆教学支持服务在传统图书馆受技术与时空限制，资源利用程度和可发挥空间有限；
在智慧图书馆中借助各类技术手段，可实现资源更充分地使用和更具人性化的服务；
元宇宙图书馆突破时空限制，充分整合各类资源，最大化资源价值，为全方位的教学工作提供高度智能服务。本文以传统服务模式机制为基础，融合元宇宙带来的变革与创新，构建元宇宙视域下的高校馆教学支持服务模式：通过不受限的时空环境让多所大学内的师生实现教学方面的合作、交流与互动；
对所有教学资源库进行整合与建设，构建元宇宙高校馆联盟，为联盟内所有成员提供全时空的多元教学空间；
在联盟环境中单独成立由自然人、虚拟人、机器人协作负责的大学元宇宙图书馆学科服务群体，针对咨询、检测与协同教学等学科服务提供支持。具体服务模式见图1。
图1 元宇宙视域下高校馆教学支持服务模式
3.1 高校馆教学合作
传统高校馆在教学合作方面除文献传递较为完善，其他合作的协同性相对不够紧密。部分高校馆之间的合作与交流，因受到信息不对等、交通不便利等制约，往往存在内容不全、深度不足的情况。2006年11月，联盟图书馆系统与联机图书馆活动合作，在“第二人生”游戏上建成“Cybrary City”信息岛，开展图书馆服务[28]，形成元宇宙图书馆联盟的雏形。高校馆可以在元宇宙中共建一个联盟，联盟内的用户都享有同等待遇，任意用户都可以在不同教师的元宇宙教学空间中学习知识，以增加学生的学习兴趣与学习热情。联盟中不同高校的多个老师可以对某一立体教学资源进行实时的配合构建，使联盟内每个教学资源都尽量汇聚较多的专家智慧。在跨学科研究背景下，不同领域专家在元宇宙虚拟仿真环境中进行跨学科的教学资源构建，以形成联盟优质教学资源库。通过对优质资源的汇集，让整个联盟内的教学资源得到最优化利用。随着联盟中高校馆数量的不断增加，联盟的教学支持水平也将一直提升，并增加对未加入联盟的高校馆的吸引力。教学主体的多元化让整个环境中单一教学主体的概念弱化，不断拓宽学习者的可学习范围，两所或多所大学教师与教师之间、学生与学生之间、教师与学生之间都可以进行交流学习。
3.2 教学资源共建共享
元宇宙视域下以高校馆联盟为路径的教学支持服务，离不开立体教学资源的共建共享。支持教学与科研工作，满足师生的文献资源需求，是高校馆资源建设的“初心”与“本位”。高校馆要围绕这个目标，加强资源保障，提升资源一体化管理水平，强化资源需求评估与使用绩效评价，建立全面、高效、精准的文献资源保障与服务体系[29]。受限于新增资源体量不足与完善资源的工作人员基数不够庞大，高校馆内教学资源流转速率较低，急需完善。
在大学元宇宙图书馆中，去中心化的特点让资源的共建共享更加可靠，单独的高校馆可以放心地在元宇宙中对资源进行购买与使用。而高校馆联盟之间则能调动多所大学的资源，通过对收集后的庞大资源进行整合与分类，根据每位用户的需求提供高匹配度的精准资源分享。借助非同质化通证(NFT)技术，大学元宇宙图书馆中的教学资源可以溯源追踪，保证资源贡献者的知识产权以及资源收益，激励高校馆积极进行资源共建，让联盟内每个用户都成为资源的贡献者，激发资源更加高效与多样地创新。随着大学元宇宙图书馆算力基础技术成熟，实体与数字资源在元宇宙中将可以存在唯一对应虚拟版本，在对资源产权保护的同时，为大量教学资源的储存与分享提供了可靠保障。元宇宙为图书馆教学资源流转提供了有力支撑，通过高校馆联盟对立体教学资源库的共建，教学资源分布式存储在各个联盟成员馆之中，任意成员馆在虚拟场景中使用教育资源库时将看到整个资源库的全部内容。这样的分布式资源存储、集成化数据库展现等形式使得立体教学资源在每个成员馆之间高效共享。同时，可以在教学资源库中建立伴随教学资源全生命周期的评价制度，根据用户反馈对教学资源进行实时综合评分，再依据评分调整资源在分享过程中出现的频率，促进优质资源的高效共享。
3.3 多元教学空间
图书馆空间合理利用对学生学业有明显影响[30]。为学生提供更好的学习空间，是高校馆创新服务的重要内容之一[31]。与教学内容高度匹配的学习环境，能够提高学生的学习效果。但由于现实世界中时间、资源、安全性等客观条件的限制，学习环境通常较为单一。在大学元宇宙图书馆中，许多在现实世界无法完成的需求都得到了满足。大学元宇宙图书馆可以多方面多元素对学生进行信息素养、语言表达、思维逻辑、实践实操、空间想象等教学，全面提高学生综合素质。比如，医学学生缺乏特殊病例进行案例学习与实际操作时，元宇宙图书馆可以生成一个虚拟的案例空间供学生研究与实操；
对于语言表达能力欠缺的学生，可以为其生成一个存在众多以模仿自然人生成的机器人的演讲环境，锻炼学生口语表达能力。基于相关技术，图书馆可以为学生提供便携式AR设备，当学生在现实图书馆空间学习时，设备将根据学生视线聚焦的位置，在一旁实时显示元宇宙资料库中的相关信息，辅助学生学习。由于元宇宙图书馆没有时间、空间、内容限制，用户根据自身需求定制专属学习空间，并且可以实时掌控空间的暂停、重启、倒退等，实现学习场景的高度自由化。可以说，元宇宙能够实现人们对虚拟空间中教育形态的所有愿景，元宇宙立体化与沉浸式的教学空间，可帮助学生达到高效率的知识内化。
3.4 协同学科服务
高校馆教学学科服务内容通常包含嵌入式课堂、教学咨询等。学科服务的工作一般由学科馆员承担，相较于众多用户人群，学科馆员明显存在人数不足的问题，制约着教学学科服务的范围与深度。结合元宇宙计算机技术实现自然人、虚拟人、机器人之间的人机协同、人机融生，可以解决人力资源不足的问题。元宇宙中的高校馆学科服务由高校馆联盟共同构建出的学科服务团队负责，为联盟内所有教师提供学科服务，让每个学科馆员的工作内容更加精炼与深化。一个学科馆员可以有多个虚拟人的分身，以同步解决不同用户的服务问题，同时人工智能可以根据学科馆员的知识与行为特征等要素进行机器学习，构建出一个或多个机器人，作为学科馆员的智慧服务助手，协助收集信息数据并做简要处理。另外，大幅提升的事务处理能力也为元宇宙学科服务提供更宽广的服务范围，如学科馆员可以提供针对教师或学生的个性化服务，或全程参与课程进展的深度嵌入式教学服务等。
4.1 加大基础设施建设投入
面向虚拟教育知识流转的元宇宙基础设施建设总体上划分为5层：物理层、软件层、数据层、规则层、应用层[32]。物理层中使用的人工智能技术在目前的图书馆就已经有所涉及，部分图书馆的智能机器人通过与用户交互直接提供服务。软件层方面，我国部分高校馆已有自己的虚拟数字图书馆，与实体图书馆协作提供服务。数据层建设所使用的知识库应在当前发展阶段的基础上进一步完善，保留各类数据，为后期发展提供参考。元宇宙规则层的建设可以在现实图书馆的规则之上做出针对性改变，避免用户的沉浸感降低。而在元宇宙应用层，则可以直接基于图书馆现实情况，构建各类型学习场景。加大对于基础建设的投入力度不仅能为迎接大学元宇宙图书馆的到来打下坚实基础，并且可以在相对较短的时间内应用到图书馆的具体建设当中。
4.2 布局元宇宙高校馆联盟
为加强高校馆间协同服务，可依托CALIS构建的高校馆联盟，利用元宇宙基础技术，形成元宇宙高校馆联盟。在我国元宇宙高校馆联盟建设中，教学资源建设可以置于中国高等教育文献保障系统之下，基于现有的成熟服务体系，为教学资源的共建共享提供安全可靠的保障。通过使用VR、AR设备为师生提供高度沉浸的学习环境，强化各所高校馆之间的资源交互频率等，让师生感受到高效协同带来的良好教学体验。
4.3 构建去中心化教学资源库
教学资源包括实体课本和数字资源，尽管部分高校的教学资源储备相对完善，但难免出现所需资料无法找到的情况。我国对于区块链技术的使用已经积累了不少经验。利用现有技术与经验构建去中心化的立体教学资源库，一方面在现阶段就可以尝试实现教学资源的共建共享，另一方面为迎接元宇宙的到来做出技术与实践经验方面的准备。在去中心化的立体教学资源库建设过程中，可能存在建设成员资源和建设能力参差不齐情况，而共建资源库却是全员共享，这时能力较强的图书馆可能会存在资源保留意向，在这种情况下需构建资源贡献评价机制，根据各个成员对教学资源库的贡献指数来分配立体教学资源库的使用时间、下载量等指标，超出指标的使用可以进行适当收费以补偿高贡献比率的成员。这样依据贡献程度来分配使用指标的机制可以在一定程度上刺激全员对立体教育资源库的共建热情，促进立体教学资源库的落地落实。
4.4 定义多元教学场景属性
元宇宙作为独立于现实世界的平行世界，其独特的性质需要我们不断探究“场”的属性，为建设大学元宇宙图书馆服务场景寻找新经验。以现有视角来看，大学元宇宙图书馆的“场”分为与现实场景相同的数字孪生空间和技术生成的全新服务空间。高校馆可以利用现有空间开展更加多元化的教学服务内容，尝试更为丰富多样的教学形式，在此过程中探究因现实情况无法满足的教学场域构建因素，为元宇宙中的教学场域发展寻找经验。同时，可以利用现有技术手段构建早期虚拟教学场域，探究元宇宙中体验型场景、练习型场景、创作型场景的建设思路。
4.5 打造智慧学科服务
未来的元宇宙图书馆将彻底解放因学科馆员人数不足而受到制约的学科服务。受技术限制，目前对人机融生的设想停留在理论层次，但通过人工智能、大数据等现有技术的加持，依旧能实现对全新教学学科服务的探索，为大学元宇宙图书馆中的教学学科服务提供建设经验。在当前阶段，学科馆员可以在虚拟图书馆中构建一个基于自身形象映射出的虚拟人化身，通过虚拟形象更好地在线上为师生提供教学服务，探究元宇宙中虚拟人的早期形态。同时，基于AI技术对学科馆员进行模仿，构建一个独立于馆员的机器人假身，让其存在于虚拟或实体机器当中，自主为师生提供教学咨询等学科服务，并利用大数据技术持续记录服务数据，完善服务工作。
4.6 培养元宇宙图书馆人才
随着元宇宙的到来，传统的教授与学习方式将发生巨大变革，教师、学生、图书馆员都需要获得专业技术人员的帮助以适应新技术的应用。元宇宙图书馆的建设将是一个漫长且艰辛的过程，许多技术壁垒都需要不断探索与突破，因此元宇宙图书馆专业人才的长期培养工作应该得到足够重视。人才的挑选与培养一方面可以从计算机专业人群中选取，基于自身专业开展针对元宇宙技术的专业人才培养，为其构建元宇宙背景下人才培养的知识体系；
另一方面可以从图书馆专业中选取人才，培养其配合技术专业人员的能力，保障本领域内的相关问题得到更加专业的解决。
本研究对元宇宙视域下的图书馆教学支持服务模式进行构建，设想未来元宇宙高校馆联盟的存在形式以及资源建设方向，定义未来图书馆多元教学服务的理念，并将元宇宙教学学科服务定义为以自然人、虚拟人、机器人协同人机融生的状态，以此为基础提出对应的发展策略，以期为未来高校馆教学支持服务的发展提供一定支持。
元宇宙的发展为社会各界带来巨大的变革与机遇，图书馆界想要抓住此机遇产生飞跃，需要长期坚定地对元宇宙进行相关研究与投入。现阶段元宇宙处于发展的初期，具体技术在高校馆教学支持服务工作中的应用存在一定局限性，但技术突破与社会发展必然会对大学元宇宙图书馆产生巨大影响，如何在元宇宙中实现教学服务的公平发展，仍然需要进一步的思考与探索。
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