高等院校智慧校園建設規劃與實現

秦志民++劉素珍

摘 要 隨著智慧校園的大規模推進，智慧校園作為智慧城市的重要組成部分，受到了前所未有的重視。智慧教育是教育教學與信息技術深度融合的創新模式，是信息時代我國教育發展的必然選擇和重要趨勢。

【關鍵詞】智慧校園 主數據 元數據

1 高校信息化建設存在的問題

1.1 部門間數據通信不暢形成“信息孤島”

部門在進行本單位信息化建設時，均是立足于解決本部門工作的需要，各個系統都是于不同的時間，采取不同的標準和數據庫，系統間彼此獨立，各自為政，從而形成了校園網上一個個“信息孤島”，信息和資源無法實現高效共享，也造成了信息的重復管理，數據無法實時更新，同一個類別的數據在一個系統上也許已經更新，但是在另一個系統里卻沒有變化，源數據獲取困難，各部門需要其他部門分管的數據時甚至還依賴于電話、Excel文檔、人工拷盤甚至是紙質介質等低效率的方式。

1.2 積累數據質量差難以挖掘分析

對同一個數據，由于重復錄入、錄入時的差錯和統計標準不統一，由不同的系統提供就可能產生不同的結果，各個系統提供的統計數據不完全一致，數據質量低下，使得學校無法通過現有的系統獲取學校真實的全局統計數據，例如學生生源情況、學費繳納情況、全校教職工比例情況、各部門科研經費情況等。

1.3 多重身份多重登陸界面

現有的校園網上面向全校師生訪問的系統，各自維護和管理自己的用戶信息，用戶在訪問不同的系統時，不僅需要輸入不同的訪問網址，而且還需要記憶不同的用戶名/密碼。同時，多個系統存在多套訪問頁面，且界面風格各異，用戶無法通過終端界面統一獲取已有的各類信息及服務，當各類應用新增和更新時也無法獲知，這些現狀給用戶的使用帶來了極大的不便。

1.4 各部門的信息化建設發展不均衡

學校各個單元信息化的意識有別，部分管理人員信息管理意識淡薄，不懂得或不愿意利用現代信息技術來提高工作效率，導致了圍繞各個部門的信息化水平不一，發展相互脫節甚至相互制約，導致信息化成本與收益極不對稱。

1.5 業務系統架構不同維護困難

系統的開發平臺、數據庫和運行環境千差萬別，沒有明確的技術規范和要求。隨著校園網上應用和資源越來越多，應用缺乏有效的組織和管理，技術升級存在風險，從而也帶來業務系統維護成本不斷增加的問題。

綜上所述，可以將學校信息化建設需求歸納為以下四種類型：

（1）學校各部門信息化建設意識有差異，部分部門沒有信息化系統，缺乏高效的業務處理手段；

（2）部門間信息隔斷，不能互聯互通，數據無法共享。如：各部門掌握的學籍信息不一致；

（3）工作單元分散于各部門，缺乏集中處理的機制。如：領導了解各部門工作時，需要進入多個系統；

（4）大量業務數據沉積，不能有效梳理、整合與分析，無法為領導提供決策支持。

2 智慧校園建設目標

根據以上建設存在問題，我們采用問題導向模式，將智慧校園建設總體建設目標定義為：致力于建成一個以信息化為載體，覆蓋全面、應用深入，高效穩定、安全可靠、具有前瞻性的數字化校園服務體系，集成已經建設的管理系統，打通各部門的數據通信壁壘，使信息互聯互通，實現教學、管理、辦公、學習、生活一站式服務。

2.1 智能的環境

以先進的網絡技術為基礎，構建教學、科研、管理、校園生活為一體的一種新型智能化環境。

2.2 綜合的服務

提供面向師生的綜合信息服務，使得全校師生能快速、準確的獲取所感興趣的服務。

2.3 優化的管理

將學校的管理和業務流程再造，作為學校進行制度創新、管理創新的重要內容之一。

2.4 科學的決策

提供可定制的、智能化的綜合數據分析應用，為學校各種決策提供最基礎的數據支撐，實現科學決策。

2.5 資源的共享

通過數字化校園中各個應用系統的緊密聯結實現資源共享、信息共享、信息傳遞和信息服務，從而提高教學、科研和管理水平。

2.6 創新的模式

通過數字化校園的建設，探索出一條結合目前主流信息技術和教育改革發展的需要，具有明顯學校特色的，以服務為本的信息化建設之路。同時為所在社區提供力所能及的服務。

3 智慧校園建設思路

3.1 應用系統建設階段

3.1.1 建設任務

立意于解決學校業務部門（教務部門、財務部門）繁瑣、重復、效率低下的手工作業模式，通過信息化系統的使用，把規范的業務流程、管理方案固化到軟件系統上，通過高效的信息化系統代替人工作業（如：教務管理系統化的排課），解放教師繁瑣、重復的工作，提高管理規范性。

3.1.2 建設的成效

各個業務部門采用了高效快捷的信息化系統辦公，很大程度上消除了繁瑣、重復、效率低下的手工作業模式，提供了工作效率。

3.1.3 產生的新問題

在各部門規劃建設應用系統時，缺乏統一規劃的戰略思想，各個部門建設的應用系統采用了不同廠商提供的產品，數據標準、數據存儲等各不相同，導致了部門間數據通信不及時、不通暢，無法實時通信，在數據上形成了一個個的“信息孤島”。

3.2 數據集成階段

3.2.1 建設任務

高校信息化建設第二階段的產生，立意解決第一階段產生的“信息孤島”問題。數據集成階段主要任務是，建立一個數據共享中心，匯集學校各種類型的數據，在數據共享中心與各部門的應用系統之間，構建數據通信通道，實現數據的實時通信，最終達到資源共享的目的。

3.2.2 建設的成效

通過數據集成后，各個部門之間的數據可以實時通信，同一數據在各部門可以保持一致，減少了重復管理數據的臃腫工作，形成了完整的數據鏈，為各個部門使用數據提供了便利。

3.2.3 產生的新問題

在各部門間數據通信暢通的同時，數據質量成為了制約工作效率的問題點，如：學生信息中的身份證號碼錯誤時，在信息化系統中業務流程很難順暢的辦理，通過身份證號碼無法查詢學生或無法通過終端設備讀取學生信息等。從某種程度上講，數據質量問題制約了學校信息化長久發展的步伐。

3.3 數據治理階段

3.3.1 建設任務

由于第二階段產生的數據質量問題，高校信息化建設過程中，以問題為導向，應運而生了數據治理階段。數據治理立意于對數據來源、處理和使用進行集中和規范的管理，形成可重復利用的高質量的有效數據。

3.3.2 建設的成效

通過有效的數據治理，學校的各類型的信息，形成了相對完整、正確的數據，有效的促進了信息化管理的高效性。

3.3.3 產生的新問題

高質量數據的積累，需要完善的制度與運營團隊，但緊緊提高了部分工作效率，解決了部分問題，投入與產出不均衡，如何利用高質量的數據進行更深層次的使用，成為了新的問題。

3.4 數據分析挖掘階段

3.4.1 建設任務

高校信息化建設的數據挖掘階段，立意于提高數據的使用價值，進行更深層次的挖掘，從海量數據中揭示出隱含的、先前未知的并有潛在價值信息，知識發現時識別出存在于數據中有效的、新穎的、具有潛在價值的乃至最終可以理解的模式，為管理層決策提供支持。

3.4.2 建設的成效

通過對學校大數據的挖掘與分析，可智能為管理層提供數據決策支持，量化決策依據。

3.5 智能化應用服務階段

3.5.1 建設任務

大量高階應用系統的出現，才意味著真正踏入了智慧校園的時代。高值數據層是實現高階應用系統的一個必要條件，但是還需要其它的基礎。如：無線網絡的密集覆蓋、基于NFC技術的精確身份識別、各類感知網絡的覆蓋…這些系統在帶來直接應用價值的同時，也帶來了豐富和重要的基礎數據。

3.5.2 建設的成效

通過高階應用系統的使用，減少人工作業與分析，真正的實現了教學、管理、辦公智能化。

3.5.3 產生的思考

教育在變革，科學技術在發展，與時俱進是長足發展的必然，因此，信息化建設是一個有起點無終點的過程。

4 階段建設任務

結合上述的建設思路：業務系統建設、數據集成、數據治理、數據挖掘，根據高校的信息化建設情況，采用統一身份認證平臺、大型分布式數據交換平臺、數據挖掘平臺、統一信息標準平臺等信息化系統，實現數據集成、數據治理、數據挖掘最終形成智慧校園。

4.1 集成學校現行應用系統

建立數據中心，匯集學校基礎數據和業務數據，通過統一數據平臺建立數據通信流程，實現各部門之間數據流轉，達到資源共享；通過統一身份認證平臺管理所有的子系統（現行的子系統和未來可能上線的系統），統一建立用戶，統一授權，安全管理用戶體系；采用Web接口方式，通過統一數據門戶集成現有業務系統中常用的應用服務，最終實現在統一信息門戶上體驗單點登錄的一站式服務如圖1。

4.1.1 數據集成

數據集成是基于共享數據格式交換的業務集成形式，不同應用系統之間相互約定好某種數據表示格式（例如：文本或二進制、ANSI編碼或Unicode編碼、XML、數據庫表等），通過某種約定好的通訊方式（例如：文件共享交換、FTP文件交換、數據庫的表交換、基于socket的TCP/IP通信協議、消息隊列等），執行的方式是程序自動或人工執行的，通常表現為數據的導入和導出操作，異步方式進行。

4.1.2 認證集成

通過統一身份認證平臺把不同應用系統的權限統一管理、統一認證的集成形式，有統一認證平臺提供用戶管理系統進行用戶注冊，提供權限管理系統對用戶權限統一管理，提供認證管理系統進行統一認證。

4.1.3 業務集成

業務集成是集成的高級形式，兩個或兩個以上的系統分別以各自的數據集成的方式或者應用集成的方式連接到一個統一的業務流程集成的平臺上，這個平臺起著消息總線（Messaging Bus）或消息集線器（Messaging Hub）的作用，對輸入進來的消息按業務系統的集成需求自動進行相應的數據格式轉換（Message MAPPing）、消息路由（Message Routing）和流程處理（Orchestration），最后選擇合適的接口方式輸出到目標系統。提供接口。

4.2 集成業務系統數據治理階段

4.2.1 建設內容

如表1所示。

4.2.2 實現目標

（1）建成主數據管理系統，對校數據進行治理提高數據質量。

主數據管理平臺作為基礎數據管理平臺，實現了統一的基礎數據管理，保證同一基礎數據，必須來源于一個權威的發布業務應用系統，其它業務應用系統只能作為消費者使用發布的數據，從而保證基礎數據的唯一性，使數據集成交換更加順暢，提高數據交換的質量。

主數據管理平臺減少了端對端集成，降低了業務應用系統集成的成本；保證了各個異構業務應用系統使用的主數據是統一的并且是唯一描述的；保證了各個異構業務應用系統使用的主數據是及時更新的；滿足各個異構業務應用系統能夠方便地共享和訂閱數據；滿足各個異構業務應用系統的個性化數據訂閱。如表2所示。

（2）建成元數據管理系統，對數據進行治理提高數據質量。

元數據管理平臺為學校數據中心提供統一的元數據視圖，提高數據質量、統一數據口徑，以便能夠系統性地管理學校數據中心系統中來自各個業務應用系統的海量數據，梳理業務元數據之間的關系，完善對數據的解釋、定義，形成一致、統一的數據定義，并可以對這些數據來源、運作情況、變遷等進行跟蹤分析。如表3所示。

（3）建成數據質量分析與監管平臺，對數據進質量進行監測和管理。

對成功接入的業務系統中的數據，進行數據清洗和數據質量的管控，把還存在不少的錯誤數據進行矯正，提高數據質量。

4.3 對現有業務系統進行關聯數據挖掘

4.3.1 建設內容

將高校業務分為10個主題進行挖掘分析，10個主題內容包括學生基礎分析、科研基礎分析、教學基礎分析、教工、學生人數基礎分析、一卡通消費分析、資產基礎分析、圖書館基礎分析、交叉預測分析、宿舍基礎分析、學生預警分析如表4。

4.3.2 實現目標

隊各個業務系統數據的交叉關聯性挖掘分析，通過主題建模的形式，展示出學校學生、教學、科研資產、住宿等基本情況，可在設計電腦端和移動端呈現，為學校的決策提供服務。

智慧校園的的發展是一個有起點無終點的過程，與時俱進是長足發展的必然。因此，以用促進，通過對數據集成、數據治理、數據挖掘后，在未來，利用高值數據實現高階應用系統，可為教育帶來更為直接的應用價值。

參考文獻

[1]祝智庭.智慧教育：教育信息化的新境界[J].電化教育研究，2012（12）.

[2]宗平等.智慧校園設計方法的研究[J].南京郵電大學學報自然科學版，2010（04）.

[3]胡欽太等.教育信息化的發展轉型：從“數字校園”到“智慧校園”[J].中國電化教育，2014（01）.

作者單位

1.山西醫科大學網絡中心 山西省太原市 030001

2.山西省地震局 山西省太原市 030000