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1999年第5期
试论数字图书馆的自学习功能
生产为科研和教育机构服务的数字化资源，是数字图书馆研究的常规目标之一。怎样把那些只有科学家才能理解的枯燥数据转变为可供学习者利用的有效教育资源，让学习者参与到数字图书馆提供的科学实践环境中去，认识科学并利用科学，这便是数字图书馆自学习功能的意义之所在。它必将导致数字化、网络化时代图书馆教
育职能的深刻变革，使学习者获得最大的收益。研究数字图书馆自学习功能的实现，将会对我国方兴未艾的数字图书馆建设起一定的指导作用。 1．数字图书馆自学习功能的含义及其对教育的重要意义
传统教育的重大弊端在于它使学习者的整个学习过程处于一种被动接受的状态，教室里的“填鸭式”教学方式、考试前学生们对书本知识的死记硬背，至今还让很多人记忆犹新。实现数字图书馆自学习功能，就是要改变这种传统教育方法，通过采用各种先进技术手段，引导学习者参与科学实践，主动学习。这种教育方法以提高学习者的实践操作能力和科学研究能力为目的，重视对学习者的能力培养和素质教育，是数字图书馆教育职能的拓展和延伸。就图1来说，它是哥伦比亚大学郎玛特·多佛蒂地球观测室制作的一个网页，它提供了一个能直观显示的带有遥远数据的界面。像这
样的数字化资源为什么会对学习者有用呢?笔者分析其中的原因如下：
1．1 使用这些真实的、复杂的数据，能够使学习者研究真实的科学问题； 1．2 学习者有机会研究整个世界，并作出正确的判断；
1．3 这些资源提供的活动，将帮助学生养成实践的科学观，而不像传统教室活动那样，只是死记硬背，记住某些书本知识；
1．4 这种资源能提供学习者一个联系科学实践机构的公共场所。
所有这些原因都反映了现代教育改革的一项重要目标，就是要把学习科学的过程更多地转变为细致的实践科学的过程。这项目标揭示了现代教育标准的中心实质——即允许进生们去实践科学而不是让他们记住科学知识。实践科学和记住科学知识的区别对数字图书馆来说是非常重要的，因为人们很容易把数字图书馆看成是情报源。学习者接触信息的机会众多，可他们没有足够的参与科学研究的机会。如果仅把数字图书馆看成是另一种情报源，那么它对教育科学的贡献就非常有限。如果它能被学习者看作是参与科学实践的新机会的情报源，那么数字图书馆就会作出重要的贡献。 2．实现数字图书馆自学习功能的必要性
既然数字图书馆中业已存在的大量数据和其他资源都是提供给大家的，那么下面的问题就会摆在我们面前：我们能否把为专家构建的数字图书馆转化为为学习者提供有价值信息的数字图书馆呢?如果能，怎么做呢?回答这个问题的第一步，是把适合于专家的数字图书馆转化为“属于”教师和学生们的图书馆，这将是很有建设性意义的。 当考虑到这种想法时，笔者想起一个朋友曾写过一篇有关肺部系统的研究论文。由于某种原因，他对打嗝产生了兴趣。然而，在附近的图书馆里他找不到满意的资料。一天，他专程来到了很远的中国医科大学图书馆，很快就通过索引和书架上的
参考资料找来了一堆有关打嗝的资料，他很高兴。可一会儿，他就开始摇头了，他不能理解这些成堆的打嗝资料的内容。尽管在中国医科大学图书馆里几乎所有的资料都能得到，然而对他来说它们可望而不可及。为专家设计的数字图书馆给学习者带来的问题同上面的事例属同一个道理——那些资源结果本身难以利用。
承认可利用和无能力利用之间的差别，将会使学习者对适合于专家的数字图书馆感到失望。解决这一问题的方法之一是把这些资源改编过来，让它们适合于学习者的需要和能力。这是一项十分重要的研究课题。很多数字图书馆的研究是关于可利用的，因为资源的可利用性是专家使用者的初衷。例如，大气科学家拥有利用遥远数据的动机和实际知识，只要他们需要就能得到并利用它们。很多学习者可能缺少专家的动机和实际知识。可利用的挑战需要联系数字图书馆技术的方方面面：数字化、存储能力、索引、检索和传输。有关可利用的研究在技术上是最基础的，有关提高自学习能力的研究对学习者则是最根本的。这项研究的挑战在于使数字图书馆很好地适合于受教育用户的需要和能力。为了让数字图书馆变成有用的教育资源，我们必须把研究重点放在提高数字图书馆自学习能力的挑战上。 3．自学习能力：数字图书馆的研究课题
数字图书馆的自学习能力和可利用的数字图书馆资源的差距包括两个方面：一方面是资源的有效特征——它们的详尽使用方法和利用它们的必要的知识准备；另一方面是关于学习者方面——他们的动机、目标、活动能力和知识背景。探录这种差距的方法之一可以考虑一下数字图书馆的专家用户和学习者的不同，它包括以下方面： 尽管在科学家和学生的目标、动机、活动能力和知识背景之间存在着很深的差别，但同一数字图书馆资源对每一项研究都能提供相同的机会。挑战在于提供给学生们一
些桥，这些桥能帮助学生们很好地理解科学规律，让他们认识到应当利用哪一种资源并怎样利用它们研究自己的问题。改编专家资源提供给学习者的目的在于：构建数字图书馆的自学习功能，使学习者拥有科学家的知识背景并参与到科学实践中去，认识科学并利用科学。
4．实现数字图书馆自学功能的途径
改编为专家设计的数字图书馆，需要在专家和学习者的目标、能力、知识和需要之间建立一些桥。这些桥能让学习者有效地利用专家的资源。笔者认为以下四种途径能实现数字图书馆的自学习功能：友好界面设计桥、活动设计桥、资源的组织和选择桥以及文件桥。我们把提供这些桥的可视环境叫做好科学可视环境，以此来强调这些桥所能提供的额外帮助。 4．1 友好界面设计桥
数字图书馆包含两个最基本的数字化界面：一个界面是把馆藏看成是一个整体，它允许用户选择可存取的个别资源；另一个界面是把馆藏看成是由多个个别资源组成的。在传统图书馆里，第一种界面是由卡片提供的，第二种界面是由书籍和其他资料提供的。数字图书馆研究的界面主要是把馆藏看成是一个整体的界面，因为这是可利用的前提。一些适合于专家的数字图书馆，例如图1提到的数据图书馆提供了一个通向个别资源的界面。在这种情况下，界面被看作是一个科学化的可视工具。然而，在很多情况下，包含文件传输程序的数字图书馆只允许用户把资源下载到自己的计算机，查看和操作资源则留给专家负责。
在构建提供自学习能力的数字图书馆的过程中，关注这两种界面都是十分重要的。在中国医科大学图书馆里研究打嗝失败的那个故事时，利用障碍不是卡片目录，
失败的原因也不是因为那位先生不能把人们熟悉的用语“打嗝”翻译成医疗索引默许的相应用语，关键在于那位先生缺乏利用资源的能力。资源本身无法提供利用它的环境。笔者认为，创建数字图书馆时可建立存取和使用资源的友好界面。建立可利用数据的友好界面的目的在于帮助学习者理解应得到什么数据以及怎样利用它们。建立能查看和操作数据的友好界面目的在于弄清楚用户在干什么和执行什么操作有意义。创建友好用户界面的方法是试图得到专家利用数字资源的知识背景的明确代码。界面设计的目的是把专家的知识背景清晰地展示在用户界面中，以便让学习者利用它。 4．1．1 利用数据
对照专家利用图书馆资源时具备的知识及其使用方法，学习者在利用图书馆时也应该获得这些知识。例如，图2显示了我们已经提供的关于地球能量平衡数据的界面。这个界面同只有为科学家提供的数据的界面相比，它不仅提供了不常用的科学术语说明表、文件名称表，还包括用户对其感兴趣的术语名称进行查找的关键词检索机制。这里，带有数据的界面还增加了描绘可利用变量相互之间关系的图表。更方便的是，通过把鼠标拖放到某一个变量的名称上就可以看到它的简短说明。 4．1．2 查看和操作数据
一个可供查看和操作数据的友好界面必须能同学习者以他们所熟悉的方式进行交流。图3展示了研究人员使用的双层空间可视环境系统。对于外行人来说，清晰可见的图表几乎完全无用。这里显示的变量是窗口标题栏上的文件名称代码。仔细阅读标题栏里的数据“tsealevel-1-0-88-0z:0”，对一位气象不来说是非常容易理解的，它表示了1988年1月份格林威治时间午夜时刻的平均海平面温度。尽管缺少地理行政区域显示，以及任何介绿和说明，专家们仍然能够利用可视环境里的数据进行工作，