现代科技使得知识服务产品在互动性和智能性方面有了长足的进步，交互式知识服务中复杂人因学问题以及使用情境的高度依赖性问题在富技术环境下有了实质性的进展。本书以富技术环境下海洋科普教育知识空间的构建为例，优化海洋科普知识服务体验，用技术构建智能知识服务新生态。

知识空间是一种新型的知识服务模式，打破了传统物理空间、传播手段、内容服务的界限，让学习者可以享受互动性和智能性知识体验。海洋科普教育知识空间是以信息技术为支撑，实现海洋科普教育与中小学科普教育连接为目标的知识服务平台。平台借助富技术环境提供智能知识服务解决方案，将知识的搜索、获取、展示、传播智能化，满足科普教育多场景下的多元化、立体化、个性化服务，优化海洋科普知识服务体验。

(一)富技术环境下海洋科普教育知识空间的构建特征

1.知识实用性和趣味性

知识空间以“海洋科普”构建主题，将信息技术与知识服务跨界融合。知识空间以“海洋科普”为选题的主要原因有:(1)建设海洋强国是国家重要的战略决策。党的十九大报告明确提出，加快建设海洋强国。习近平总书记指示“要进一步关心海洋、认识海洋、经略海洋”；(2)国家海洋战略的实施是建立在青少年对海洋的认知基础上，加强青少年海洋教育，尤其是海洋意识教育，已成为共识。青少年海洋意识薄弱的情况比较严重，许多青少年都不知道领海、大陆架等海洋国土基本概念和我国领海历史地理情况。

科普不但要有用，而且更要有趣。以新科技为内容的科普图书异军突起，新兴信息技术为科普图书提供了崭新的呈现方式，互动式阅读为读者带来了全新体验。富技术环境下海洋科普教育知识空间建立适合学校的海洋意识主题教育知识体系，从海洋环境、海洋资源、海洋文化以及海洋利用等多个方面针对中小学编制不同的普及读本，设计核心知识内容；用信息化手段实现海洋意识教育资源的多样化，在教材、教具、产品上进行特色创新，通过数字化产品及实物产品等形式进行海洋科普教育，并提供全方位的海洋科普教育体验。

2.知识服务多维度化

知识服务需求呈现专业化、多元化和个性化的特征，专业深度知识服务、细分领域文献情报、个性化解决方案等知识服务需求呈现逐步增加的趋势。同时，学习方式的多样化(如深度学习和碎片化学习)也催生知识服务多维度化。

在富技术环境下，海洋科普教育知识空间的任何学习者通过“人机交互”界面，在自由时间、自由地点与任何知识采用任何形式进行知识服务多维度化交互，包括同步或异步海洋科普知识的搜索、获取、展示、传播等。提供按需分配、可靠、易管理和多维度的知识服务，有效保证各类海洋科普知识流的灵活分配，支持学习者跨时空的立体化学习。

3.“富技术”与知识服务的耦合性和生态性

知识服务是服务内容和数字技术两者融合的新兴服务模式。知识服务除了要立足于知识服务内容以外，还要时刻保持对新兴技术的敏感度，重视对新兴技术的应用，以“富技术”的推动力实现知识服务内容应用的合理化和精细化。“富技术”与知识服务两者之间具有耦合性和生态性的特征，主要表现如下:

(1)“富技术”与知识服务的耦合性。富技术环境涵盖计算机知识感知、知识表达、知识推理、系统规划、虚拟实现、人机交互、深度学习、智能技术和普适计算等技术领域。技术与知识服务两者关系的研究从最初的“整合”发展到“融合”。特别是在深度融合方面，“耦合”相对“融合”，层次更高，具有能量交换、转化、共振、同频率等心理学、教育学信息转化特征。根据知识服务发展需要，从知识服务设计、知识服务传播手段、知识服务评价等多个环节，针对学习者知识服务需求，提供精准化的耦合技术，根据主体对知识服务与技术耦合的个性化取向，利用丰富的信息技术手段来聚焦科学化的知识服务要素(内容的数字化、传播载体的数字化和学习形态的数字化)，耦合成其所需要的知识服务技术文化。

(2)“富技术”与知识服务的生态性。从生态学特征的角度分析，知识服务是学习者、知识和技术的高度融合体，具有产业链完整性、知识传播性和学习者共生性等生态特征。富技术环境下海洋科普教育知识空间的生态性表现在内容的开放性(海洋自然环境、海洋资源和海洋文化)、传播载体的多样性(多媒体、多介质、多渠道、全时空和多终端)和学习形态的交互性(项目式、协同式和混合式学习)等方面，在时间和空间维度下，知识空间结构和功能根据使用情况动态协调发展。

4.跨学科交叉融合

知识空间以“海洋教育”构建主题，以海洋文化与信息技术融合的视角对海洋教育服务平台建设进行系统探讨，融合教育学、历史学、地理学和传播学等诸多学科理论，为海洋科普教育提供信息技术研究工具，进行知识化、可视化、游戏化海洋科普教育设计与应用，在科学技术与海洋教育跨学科交叉融合，产生新的方法和新的应用。

以新科技为内容的海洋教育顺应社会新发展要求，新兴技术为海洋教育提供崭新的呈现方式。通过富技术环境下海洋科学教育知识空间建立适合高校学生海洋教育的知识体系，从海洋环境、海洋资源、海洋文化以及海洋利用等多个方面针对高校学生提供相应的知识服务，设计核心知识内容，用信息化手段实现海洋教育资源的多样化，在科技知识服务产品中进行特色创新，通过数字化产品及实物产品等形式实现高校学生海洋教育，提供全方位的海洋教育体验。

(二)富技术环境下海洋科普教育知识空间的构建模块

1.环境智能视角下海洋资源科普知识服务

环境智能是信息社会的一个新视角，强调更高的用户友好度，更有效的服务支持、用户授权和对人机交互的支持，以无缝的、不突兀的、隐形的方式识别不同的个体，并产生相关应用方案。环境智能视角下海洋资源科普知识服务以“海洋资源科普”为主题，在环境智能中获取和建模学习者体验，以加强知识空间的交互、反应和智能行为。(www.daowen.com)

环境智能视角下海洋资源科普知识服务利用“感知系统”“认知系统”和“反应系统”等系统模块进行知识处理，构建以学习者为中心的设计和服务环境。其中，“感知系统”模块通过感知处理器接受视觉和听觉等计算机输入信息，进行上下文模式识别，将传感器获取的感知模拟信号数字化处理；“认知系统”模块通过思维处理器和记忆器共同完成知识认知过程，进行不同类型的思维操作(注意力的选取、知识的学习和问题的解决)；“反应系统”模块通过反应处理器实现学习者与混合现实环境中的交互操作，增强学习者对于知识细节的印象，以便于知识的获取。知识空间将多维人机交互数字技术应用于海洋科普知识服务领域，将海洋知识艺术性渗透在其中，具有互动性和智能性使用情境，寓教于乐。

2.混合现实技术下海洋自然环境科普知识服务

随着混合现实技术的发展，知识服务信息技术产品从人机交互进展到人与环境的交互及人与机器的结合，知识服务产品作为呈现和交互的对象，无缝地整合到物理和数字世界中。与传统知识服务产品的人机交互模式相比，混合现实技术为以学习者为中心的情境化、真实性和自然性设计活动提供了新方法和技术。通过浸入式的保真和情境驱动的行为，学习者可以获得接近于真实环境中的体验。知识服务通过三维可视化及混合现实技术，以其匠心独具的情境化学习和无缝人机对接，在海洋自然环境科普知识服务中显示出强大的技术优势。

混合现实技术继承了增强现实技术和虚拟现实技术的优点，又摒除了两者的主要缺点。虚拟现实技术通过计算机仿真的现实环境，将使用者置身于仿真环境中，突出沉浸性，与真实环境的联系过少，而混合现实技术则满足使用者在仿真环境或真实环境中保持虚实结合的联系，在不同情境中自由切换或调整。增强现实技术，着重将专业信息动态加载在使用者的视觉域上，在功能方面，强调让虚拟技术服务于真实环境，而混合现实技术则让学习者与眼前的虚拟信息进行互动，无论“虚拟物体＋真实环境”还是“真实物体＋虚拟环境”，两者都可以有效融为一体。

混合现实技术下海洋自然环境科普知识服务根据科普具体应用需求，可视化不同学习情境的交互数据，展现学习交互的动态特性，实现海洋自然环境要素在混合现实三维数字模型下的交互式漫游、知识检索和多模态、自然、互动知识服务等功能。混合现实技术下海洋自然环境科普知识服务首先建立海洋自然环境现实数据库，为三维科普教育环境提供可视化数据模型支持；接着，开发虚拟现实引擎提供数据、交互、功能和特效的扩展接口，实现可视化仿真功能；最后，进行数据组织与封装，运用三维图形引擎为学习者创建混合现实下海洋自然环境学习场景。

3.数字游戏下海洋文化科普知识服务

以海洋文化为内容载体，着重从游戏设计、以学习者为中心和效果评价三个方面加强海洋文化科普知识服务。数字游戏下的海洋文化科普知识服务结合语义本体技术，为学习者带来全息的海洋环境与景观，实现多维化、时态化和游戏化知识服务。数字游戏下的海洋文化科普知识服务技术框架设置游戏场景和角色，通过游戏化闯关方式激励学习者完成知识学习，实现数字游戏下海洋文化科普知识服务目的。

数字游戏下的海洋文化科普知识服务结合故事、规则和界面等游戏元素的设计，游戏控件负责海洋文化(海洋历史、海洋经济、海洋人文)再现、学习者角色模型的控制、人机界面操作的交互；游戏主函数和算法主要处理海洋游戏场景、游戏音像和游戏角色等调度；游戏数据模块用来保存海洋文化科普知识服务的相关数据，包括海洋文化本体OWL 和语义本体资源；游戏控制模块提供基于学习者特征的知识服务，包括知识进度、当前的服务内容和测试水平，适时进行知识服务策略的调整和改进，为学习者提供较强的参与感，形成良好的体验。

(三)富技术环境下海洋科普教育知识空间的应用场景

1.海洋科普教育知识服务智能化

(1)海洋科普教育知识空间知识服务模式:

①体验模式:支持学习者定义浏览模式(自由行走模式、摄像机动画模式、静物观察模式)，根据不同的设置参数，进行不同模式的知识浏览。

②交互模式:构建语音交互、体感交互、视线跟踪等多模式系统，重建并简化交互方式，实现一维到多维空间知识体验。学习者通过语音交互、体感交互、视线跟踪等事件脚本与知识空间的应用场景进行丰富的互动(交互式漫游、交互拾取查询、多视角动态浏览)。

③用户通过知识空间，可以在海洋三维漫游，浏览海岭、海盆、海底等的结构，观赏海洋珊瑚和海洋鱼类，动态模拟海洋形态、潮汐、洋流等海洋现象。

(2)海洋科普教育知识服务智能化:以海洋自然环境、海洋资源和海洋文化等原始信息开展多维空间科普知识的获取、组织、分析和服务，实现多源海洋科普信息获取、数据立体分析和知识构建，将知识管理所需的漫游、分析和辅助决策等知识服务工具汇聚于海洋科普教育知识空间。

2.数据驱动海洋科普教育知识服务分析

海洋科普教育知识服务过程中产生海量数据，为信息化资源的合理利用、二次开发、质量评价等提供挖掘基础。数据驱动下知识服务分析根据用户特征进行细分，充分考虑性别、年龄、地域、关注点和热度的差异，有针对性地进行定向分发，以实现知识推送的有效性和精准性。基于个性化海洋知识的推荐，让用户能获得适合自身发展的海洋意识知识学习方式与途径，借助丰富多样的学习形式，完成高质量的海洋意识知识学习，以促使用户形成强烈的海洋意识。基于线上数据和调查问卷测试数据，可评估与预测用户的学习状况，动态发布涉及人群的海洋意识状况指标，为了解指定区域的学生海洋意识提供可靠依据，同时也可清晰地显示学生以及公众海洋知识的欠缺，为政府制定区域海洋知识教育政策提供参考。

构建互动性和智能性数字化复合知识服务是目前知识服务的发展主要方向，交互式知识服务中复杂人因学问题以及使用情境的高度依赖性问题解决是知识服务业知识服务发展的瓶颈。本书阐述了富技术环境下海洋科普教育知识空间的构建特征、构建模块和应用场景，优化海洋科普知识服务体验，用技术构建智能知识服务新生态。随着“互联网＋”模式的普及，新兴技术的广泛应用，“技术＋知识服务”结合人工智能、混合现实、人机交互和复杂计算等先进的科学技术，处理和优化知识服务内容，进而为用户提供更加个性化、更加贴心、更加自然的知识服务产品，促使知识服务产业与数字技术的结合愈发紧密。