新型智慧校園建設(shè)的思考與實踐

安杰

摘 要：智慧城市建設(shè)邁入了新型智慧城市階段，智慧校園建設(shè)該何去何從？在梳理智慧校園建設(shè)面臨問題的基礎(chǔ)上，提出了新型智慧校園的概念并分析了其內(nèi)涵，總結(jié)了在建設(shè)過程中應(yīng)秉持的理念，系統(tǒng)地提出了新型智慧校園建設(shè)方法論，包括宏觀模型、建設(shè)思路、功能規(guī)劃、全局信息模型、數(shù)據(jù)治理模型等，破解了校園數(shù)據(jù)互聯(lián)互通以及遺留系統(tǒng)接入的歷史性難題，并以北京郵電大學(xué)的智慧校園建設(shè)情況為例進(jìn)行應(yīng)用效果示意。

關(guān)鍵詞：智慧校園；新型智慧校園；校園信息模型；互聯(lián)互通

2008年，IBM提出了“智慧地球”的概念，它包括三個維度：第一，能夠更透徹地感應(yīng)和度量世界的本質(zhì)和變化；第二，促進(jìn)世界更全面地互聯(lián)互通；第三，在上述基礎(chǔ)上，所有事物、流程、運(yùn)行方式都將實現(xiàn)更深入的智能化，企業(yè)因此獲得更智能的洞察[1]。

2012年，黨的十八大提出了“促進(jìn)工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化同步發(fā)展”的四化同步發(fā)展口號[2]。2012年底，住建部以“智慧城市”建設(shè)為抓手，啟動了全國智慧城市試點建設(shè)工作[3]。智慧城市是智慧地球理念在城鎮(zhèn)化領(lǐng)域的延伸，也是中央政策精神的落實。

校園作為一個小社會，其發(fā)展道路與社會發(fā)展有著相似的要求和規(guī)律。2012年，教育部印發(fā)了《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》，明確提出各院校要“大力推進(jìn)普通高校數(shù)字校園建設(shè)”[4]，各院校也相繼制定了智慧校園的發(fā)展規(guī)劃[5-9]，開始如火如荼地推進(jìn)建設(shè)工作。

經(jīng)過數(shù)年發(fā)展，智慧城市建設(shè)取得了一定的成效，也遇到了突出的問題。2016年4月19日，習(xí)近平總書記提出要“……分級分類推進(jìn)新型智慧城市建設(shè)…用信息化手段感知社會態(tài)勢……” [10]。智慧城市建設(shè)邁入了新型智慧城市階段，智慧校園建設(shè)該何去何從？

本文分析了智慧校園建設(shè)遇到的問題，提出了新型智慧校園的定義，分析了其內(nèi)涵，并介紹了新型智慧校園理念在北京郵電大學(xué)（以下簡稱北郵）的實踐。

新型智慧校園定義與內(nèi)涵

1.智慧校園建設(shè)面臨的問題

自20世紀(jì)80年代起，各學(xué)校逐漸開始建設(shè)支撐教學(xué)、科研、生活等活動的信息化系統(tǒng)。目前，大多數(shù)高校已初步建立了數(shù)字校園體系，以及一定程度上的智慧校園體系。然而，對于大多數(shù)學(xué)校，智慧校園建設(shè)工作仍面臨著很多問題。

一是宏觀層面，對于信息化工作的重視程度有待進(jìn)一步加強(qiáng)。習(xí)近平總書記提出“……要以信息化推進(jìn)國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化……”。信息化處于一個十分重要的地位。學(xué)校也是一個“小社會”，信息化的發(fā)展對于學(xué)校同樣具有非常重要的作用，信息化建設(shè)是一項“一把手工程”。

二是理論層面，缺乏融入最新先進(jìn)理念的信息化頂層規(guī)劃。在規(guī)劃方面，存在四種情況：第一，規(guī)劃不足，存在一定程度的“頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳”的情況；第二，高度不夠，缺乏從全局高度梳理數(shù)據(jù)模型、規(guī)范服務(wù)流程、打通數(shù)據(jù)壁壘、深挖數(shù)據(jù)價值；第三，不接地氣，缺乏對于信息化現(xiàn)狀的分析，缺乏解決遺留系統(tǒng)接入的辦法；第四，不可持續(xù)，缺乏行之有效的運(yùn)營和運(yùn)維機(jī)制，沒有跳出買設(shè)備、上系統(tǒng)的老路。

三是技術(shù)層面，缺乏真正能破解互聯(lián)互通難題的辦法。按現(xiàn)行的方法，需要提前定義一系列的互聯(lián)互通接口，按照接口改造每個系統(tǒng)。在該模式下，建設(shè)期的接口調(diào)測工程量就十分浩大，多系統(tǒng)聯(lián)調(diào)周期很長。并且每一次互通需求發(fā)生改變時，仍需要協(xié)調(diào)各方，重新改造和聯(lián)調(diào)涉及到的全部接口，工程量仍然巨大。導(dǎo)致隨著時間的推移，互聯(lián)互通的效果越來越差，越來越落后于實際需求。

四是現(xiàn)實層面，被廠家捆綁，嚴(yán)重依賴承建廠商。常見的建設(shè)和服務(wù)模式，需要學(xué)校直接面對廠商。但系統(tǒng)廠家情況復(fù)雜，異常狀況頻出，包括：無法聯(lián)系上原廠商、廠商主營業(yè)務(wù)改變不再支持、沒有費(fèi)用不提供支持、有了費(fèi)用技術(shù)上失去修改能力等。另外，如何在建設(shè)過程中，完全兼容遺留系統(tǒng)，對所有學(xué)校都是一個難題。

五是人力層面，信息化隊伍力量嚴(yán)重不足。國內(nèi)重點高校都設(shè)置了信息化專職人員，但是對于大多數(shù)高校來說，相對于學(xué)校的信息化需求、信息化部門面臨的信息化建設(shè)工作難度和工作量來說，人員都是嚴(yán)重不足的。

2.新型智慧校園的定義與內(nèi)涵

智慧校園的定義是指以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的智慧化的校園工作、學(xué)習(xí)和生活一體化環(huán)境。這個一體化環(huán)境以各種應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)為載體，將教學(xué)、科研、管理和校園生活進(jìn)行充分融合。

新型智慧校園是智慧校園的演進(jìn)，是新技術(shù)背景下教育信息化發(fā)展的新階段。本文給出新型智慧校園的定義如下：一個泛在化、智能型校園信息環(huán)境，是高校信息化發(fā)展歷程中相對于智慧校園的更高級形態(tài)，是智慧校園的演進(jìn)，是對智慧校園的深化、豐富、拓展，充分利用云計算、虛擬化、大數(shù)據(jù)、AR/VR、社交網(wǎng)絡(luò)、人工智能等新一代信息技術(shù)，推動新技術(shù)與教學(xué)、科研、管理、決策、校園生活深度融合與全面創(chuàng)新，以建立全局信息模型為著眼點，以形成深度互聯(lián)互通能力為關(guān)注點，以數(shù)據(jù)為中心、以運(yùn)行環(huán)境為支撐，以業(yè)務(wù)應(yīng)用為載體， 面向教職工、學(xué)生、領(lǐng)導(dǎo)、社會提供全時、泛在、多方式、互動式、安全可控的接入和服務(wù)能力，同時支持向上級主管部門提供自動化的數(shù)據(jù)服務(wù)接口能力。

新型智慧校園的內(nèi)涵如下：一是一個充分利用各項新技術(shù)的信息環(huán)境。二是一個全面有力支撐校園活動的信息環(huán)境。實現(xiàn)場景化、沉浸式、游戲型、互動式的創(chuàng)新教學(xué)方式，實現(xiàn)基于大數(shù)據(jù)和面向科研全過程的服務(wù)能力，實現(xiàn)數(shù)據(jù)項歸屬唯一、數(shù)據(jù)維護(hù)流程化的全業(yè)務(wù)、規(guī)范化、自動化管理支撐能力，實現(xiàn)基于大數(shù)據(jù)的校園態(tài)勢感知和輔助決策支撐能力，實現(xiàn)校園生活隨時隨地、線上線下融合、物理虛擬融合的智能化、主動化、自動化服務(wù)能力。三是一個數(shù)據(jù)深度融合共享的信息環(huán)境。建立全局的信息模型，形成認(rèn)知一致的共同溝通語言。建立由學(xué)校主導(dǎo)的互聯(lián)互通機(jī)制，形成不依賴于承建商的可持續(xù)的數(shù)據(jù)融合共享能力。四是一個多角色、個性化、服務(wù)化的信息環(huán)境。五是一個安全、開放的信息環(huán)境。

新型智慧校園理念與模型

1.新型智慧校園的理念

一是“系統(tǒng)為綱”轉(zhuǎn)換為“數(shù)據(jù)為王”。傳統(tǒng)的智慧校園建設(shè)，是以業(yè)務(wù)系統(tǒng)為抓手的，通過系統(tǒng)來提供相應(yīng)的管理能力和服務(wù)能力?！跋到y(tǒng)”是校園信息化環(huán)境的“綱”。在舊的模式下，很難解決相同數(shù)據(jù)源多處維護(hù)的情況，也很難開放系統(tǒng)封閉環(huán)境內(nèi)的所有數(shù)據(jù)，更難處理諸如日志、外在行為等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。在大數(shù)據(jù)時代，數(shù)據(jù)才是最寶貴的財富，是支撐上層各種活動的基礎(chǔ)資源，系統(tǒng)只不過是生產(chǎn)和使用數(shù)據(jù)的程序。要摒棄傳統(tǒng)的通過接口方式實現(xiàn)互聯(lián)互通的方法，一切直接基于數(shù)據(jù)出發(fā)。

二是基于信息化，高于信息化。傳統(tǒng)的智慧校園建設(shè)側(cè)重于技術(shù)和管理，忽視了“技術(shù)”與“人”的互動，“信息化”與“校園有機(jī)整體”的協(xié)調(diào)。新型智慧校園建設(shè)，基于信息化，但又超越了信息化。要實現(xiàn)以服務(wù)師生為中心，以網(wǎng)絡(luò)泛在化、感知全面化、互通深度化、數(shù)據(jù)價值化、決策精準(zhǔn)化、服務(wù)便捷化、運(yùn)轉(zhuǎn)智能化、接入移動化等為代表特征的高度發(fā)達(dá)的新型校園信息化環(huán)境。

三是面向服務(wù)，以用戶為服務(wù)對象。信息化建設(shè)，要秉承服務(wù)的理念。對學(xué)生、教師兩類用戶，要提供一站式、碎片化和個性化的服務(wù)功能，統(tǒng)一到入口中即可使用所有服務(wù)。對領(lǐng)導(dǎo)和業(yè)務(wù)部門，要提供融合考慮時域、空域的全生命周期分析能力，可從一條時間線上查閱相關(guān)所有事件和數(shù)據(jù)。長期而言，實現(xiàn)服務(wù)對于數(shù)據(jù)的封裝，實現(xiàn)流程對于管理的封裝。數(shù)據(jù)并不是管理工作的產(chǎn)物，而是服務(wù)過程中的產(chǎn)物，實現(xiàn)管理工作的全面流程化、全程可跟蹤化。

四是從受困于廠商到主導(dǎo)建設(shè)過程。在傳統(tǒng)模式中，承建商處于技術(shù)上的強(qiáng)勢地位。在新理念下，在建設(shè)初期，學(xué)?？梢约s束業(yè)務(wù)系統(tǒng)的基本運(yùn)行環(huán)境，包括技術(shù)路線、平臺類型、數(shù)據(jù)庫類型等，不符合要求不能開展建設(shè)或通過驗收。在運(yùn)維階段，學(xué)校主導(dǎo)數(shù)據(jù)治理機(jī)制，直接由旁路引出數(shù)據(jù)，不再受限于承建商。

五是從重系統(tǒng)建設(shè)到建設(shè)、運(yùn)維并重。傳統(tǒng)建設(shè)模式下，對于配套運(yùn)維機(jī)制問題關(guān)注較少。而在一個信息系統(tǒng)的生命周期中，時間跨度更長的是使用和運(yùn)維階段。必須重視運(yùn)維工作，才能讓信息化環(huán)境有序、永續(xù)地運(yùn)轉(zhuǎn)起來。

2.新型智慧校園的宏觀模型

信息化系統(tǒng)種類多種多樣，抽象來看，可劃分為三類：第一是管理類，面向業(yè)務(wù)部門，提供內(nèi)部工作開展支撐能力；第二是服務(wù)類，面向用戶個體，提供跨部門端到端服務(wù)能力；第三是分析類，面向全局和決策者，提供面向主題、覆蓋時域/空域的決策支撐能力。此三類能力，三位一體、相輔相成，管理類能力是校園信息化的基石，是服務(wù)類能力和分析類能力的支撐；服務(wù)類能力是校園信息化的紐帶，是管理類能力的外化和延伸，是分析類能力數(shù)據(jù)價值的放大器；分析類能力是校園信息化的果實，是管理類能力和服務(wù)類能力產(chǎn)生的數(shù)據(jù)價值的挖掘手段，是提升學(xué)校管理精準(zhǔn)化、校園服務(wù)智能化、學(xué)校決策科學(xué)化水平的途徑。該三類能力的劃分，以及三類能力之間的關(guān)系，共同構(gòu)成了新型智慧校園的宏觀模型。

一是管理類能力建設(shè)思路。管理類能力，面向業(yè)務(wù)部門，應(yīng)以契合業(yè)務(wù)部門使用需求為第一原則。允許在一定程度上，在信息化部門的統(tǒng)一管理下進(jìn)行“煙囪化”（各系統(tǒng)單獨(dú)建設(shè)）分散化建設(shè)。不過，“煙囪化”是在總體規(guī)劃框架約束下的“煙囪化”。具體來講，對于后續(xù)新建的系統(tǒng)，要“加底座”，要“戴帽子”?！暗鬃笔侵傅讓又畏?wù)不能重復(fù)建設(shè)，必須使用集中建設(shè)的服務(wù)能力，包括硬件基礎(chǔ)設(shè)施、中間件、數(shù)據(jù)庫等；“帽子”是指新建系統(tǒng)對上層要屏蔽內(nèi)部細(xì)節(jié)，按照規(guī)范要求，向上提供標(biāo)準(zhǔn)的能力和數(shù)據(jù)接口。

二是服務(wù)類能力建設(shè)思路。服務(wù)類能力，面向用戶個體，應(yīng)以增強(qiáng)用戶體驗為第一原則，應(yīng)在信息化部門的全局統(tǒng)籌下按照引擎化、服務(wù)化、全程化、切面化的原則進(jìn)行集中化建設(shè)?！扒忻婊?，是要定義一個橫切面，并定義出規(guī)范化的對接語義、語法接口體系。在切面之下，或是與遺留系統(tǒng)進(jìn)行接口對接，或替業(yè)務(wù)部門開發(fā)前置化的插件，以滿足橫切面對接需要；在切面之上，把各業(yè)務(wù)部門的能力封裝為服務(wù)組件，對接到校園服務(wù)總線上，使上層系統(tǒng)通過組裝就可以構(gòu)造靈活的服務(wù)能力。

三是分析類能力建設(shè)思路。分析類能力，面向全局和決策者，應(yīng)以打造分析環(huán)境、提升分析能力為第一原則，在信息化部門的指導(dǎo)約束下按照全局化、共享化、模型化、應(yīng)用化的原則進(jìn)行建設(shè)。信息門戶、APP門戶、微信門戶要進(jìn)行框架化、容器化改造，提供開放的接入機(jī)制和開發(fā)接口體系，只要滿足要求的分析應(yīng)用都可以直接在框架上發(fā)布。要建立全局信息模型，建立數(shù)據(jù)挖掘平臺環(huán)境和大數(shù)據(jù)分析環(huán)境，形成深度數(shù)據(jù)挖掘的能力和大數(shù)據(jù)分析的能力。

新型智慧校園的實踐

1.新型智慧校園的功能規(guī)劃

北京郵電大學(xué)（以下簡稱“北郵”）的新型智慧校園功能規(guī)劃，可以概括為“四、三、二、一”體系，即四個中心（業(yè)務(wù)中心、數(shù)據(jù)中心、服務(wù)中心、決策中心）、三個平臺（基礎(chǔ)支撐平臺、數(shù)據(jù)交換共享平臺、校園服務(wù)平臺）、兩個環(huán)境（基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境、智慧校園環(huán)境）、一個體系（保障體系，又包括標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、安全保障、運(yùn)維支撐三個側(cè)面）。

2.新型智慧校園的全局信息模型

北郵在借鑒電信領(lǐng)域建模方法的基礎(chǔ)上，充分考慮教育行業(yè)和高校的自身特點，凝練抽象，設(shè)計了新型智慧校園的全局信息模型。該模型包括8個頂級域，39個子域。共計212個實體，3，390個屬性。頂級域如圖1所示：

圖1 北郵新型智慧校園全局信息模型頂級域劃分

3.新型智慧校園的數(shù)據(jù)治理模型

北郵的數(shù)據(jù)治理模型，以數(shù)據(jù)為核心，開創(chuàng)性地 提出了不依賴系統(tǒng)建設(shè)廠商的一站式的新一代數(shù)據(jù)治理體系，通過旁路實時同步技術(shù)，實現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)源的適配和實時同步；通過內(nèi)嵌全局信息模型的數(shù)據(jù)清洗引擎，實現(xiàn)清洗邏輯的解耦與實時清洗；通過基于全局信息模型的數(shù)據(jù)服務(wù)引擎，實現(xiàn)界面可視化配置下的數(shù)據(jù)服務(wù)能力設(shè)計與調(diào)整；通過全面深度監(jiān)測手段，實現(xiàn)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)的可視化監(jiān)視；通過大數(shù)據(jù)綜合分析技術(shù)，實現(xiàn)覆蓋報表體系、時空域分析、大數(shù)據(jù)分析能力；通過成套的安全保障機(jī)制，確保數(shù)據(jù)的全過程安全。

4.應(yīng)用效果示意

北郵已經(jīng)啟動了新型智慧校園一期的建設(shè)工作，目前已經(jīng)形成了全校層面統(tǒng)一的全局信息模型；建設(shè)完成了數(shù)據(jù)中心綜合支撐平臺，實現(xiàn)了全校數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)的可視化監(jiān)控和數(shù)據(jù)的精細(xì)化治理；實現(xiàn)了學(xué)校自主可控，不依賴于業(yè)務(wù)廠商的互聯(lián)互通建立和調(diào)整能力；實現(xiàn)了面向時空域的教職工、學(xué)生全生命周期分析能力。

未來展望

新型智慧校園，是智慧校園發(fā)展的新階段。與新型智慧城市類似，也屬于新生事物。本文給出了新型智慧校園的定義，分析了其內(nèi)涵，總結(jié)了在建設(shè)過程中應(yīng)秉持的理念，結(jié)合在北郵的實踐，系統(tǒng)地提出了新型智慧校園宏觀模型、建設(shè)思路、功能規(guī)劃、全局信息模型、數(shù)據(jù)治理模型，突破了校園數(shù)據(jù)互聯(lián)互通以及遺留系統(tǒng)接入的難題。提出的新型智慧校園相關(guān)理念和方法，也有待在發(fā)展過程中不斷豐富和完善。尤其是在新技術(shù)融入校園活動的環(huán)節(jié)，以及校園數(shù)據(jù)的分析方面，不同學(xué)?？梢愿鶕?jù)自身特點進(jìn)行深化和發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭明盛.智慧的地球[J].中國企業(yè)家，2009（1）：48-50.

[2]胡錦濤.堅定不移沿著中國特色社會主義道路前進(jìn)，為全面建成小康社會而奮斗[N].人民日報，2012-11-09（2）.

[3]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳.關(guān)于開展國家智慧城市試點工作的通知[Z].2012-11-22.

[4]中華人民共和國教育部.教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）[Z].2012-03-13.

[5] 黃榮懷，張進(jìn)寶，胡永斌，等.智慧校園：數(shù)字校園發(fā)展的必然趨勢[J].開放教育研究，2012， 18（4）：12-17.

[6] 周彤，劉文.智慧校園建設(shè)的現(xiàn)狀與思考[J].信息與電腦（理論版），2011 （10）：86-86.

[7] 王燕.智慧校園建設(shè)總體架構(gòu)模型及典型應(yīng)用分析[J].中國電化教育，2014 （9）：88-92.

[8] 蔣東興，付小龍，袁芳，等.大數(shù)據(jù)背景下的高校智慧校園建設(shè)探討[J].華東師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）， 2015 （S1） ：119-125.

[9] 睢貴芳.智慧校園基礎(chǔ)信息平臺建設(shè)的若干問題[J].電子技術(shù)與軟件工程，2017 （15）：258-259.

[10] 習(xí)近平.在網(wǎng)絡(luò)安全和信息化工作座談會上的講話[N].人民日報，2016-04-26（2）.

（作者單位：北京郵電大學(xué)信息化技術(shù)中心）

[責(zé)任編輯：于 洋]