四川師范大學“四全”理念構建數字校園

數字校園是以網絡為基礎，利用先進的信息化手段和工具，實現從環境（包括設備、教室等）、資源（如圖書、講義、課件等）到活動（包括教、學、管理、服務、辦公等）的全部數字化，在傳統校園的基礎上，構建一個數字空間，拓展現實校園的時間和空間維度，提升傳統校園的效率，擴展傳統校園的功能，最終實現教育過程的全面信息化，從而達到提高教學質量、科研和管理水平的目的[1]。實踐證明，數字校園建設對高校提升管理水平和育人效能具有重要作用。在信息技術迅猛發展的今天，數字校園是教育現代化的顯著標志，成為評價學校辦學水平的一項重要指標。習近平總書記在中央網絡安全和信息化領導小組第一次會議上就明確指出：“沒有信息化就沒有現代化”。教育部《教育信息化2.0行動計劃》將“數字校園建設覆蓋全體學校”作為“三全兩高一大”發展目標之一。通過不斷的理念和實踐創新，推動建設新一代數字校園，對于實現高等教育信息化轉段升級具有重要的支撐作用。

當前數字校園建設存在的問題

我國高校信息化建設與應用起步于上世紀90年代，先后經歷了以校園網建設為主和以應用系統建設為主兩個階段，經過20多年的發展和積累，取得了顯著成就。目前，多數高校擁有完善的校園網絡、良好的信息化基礎設施、海量的電子資源和豐富的信息化業務應用，信息技術手段已深入應用到高校人才培養、科學研究、校務管理和校園服務等諸多領域，構建起師生工作、學習、生活的數字空間，在傳統校園之上塑造形成了數字校園新形態。但是，隨著建設的不斷深入和應用領域的不斷擴展，業務復雜程度不斷增加，當前高校數字校園也顯現出一些問題和不足。表現在以下方面：

1.用戶定位狹窄。高校作為一個開放的社會性組織，具有廣泛的社群屬性。這里的“社群”泛指與高校發生作用的各種社會關系，包括校內的教職員工、學生，校外的學生家長、校友、合作伙伴、同行專家，以及潛在的應聘者和擬報考的考生等，既有自然人群體也有法人群體。但就現有情況看，高校數字校園用戶人群定位比較狹窄，大部分高校僅包括校內師生和校友，而與學校有密切或較為密切聯系的其他群體未能有效覆蓋，且用戶角色類型沒有進行梳理和細分，信息服務比較粗放。

2.應用服務零碎。國內高校數字校園應用系統建設經歷了單個應用為主和以統一身份認證、門戶和數據交換“三大平臺”為主的建設階段。數字校園建設早期，高校內部的職能部門根據自身業務職能各自建設有若干應用系統用于實現部門業務的自動化和信息化。這些系統的建設并非基于師生用戶視角，而是從管理者視角和需求出發，每個系統大多獨立運行，用戶獲取服務需要登錄不同的管理系統，師生用戶服務分散、零碎、體驗不好。進入本世紀以來，很多高校開始探索解決之策，于是相繼建立統一身份認證系統和數字校園門戶系統，實現用戶單點登錄和入口的統一，但這也僅是在一定程度上解決了應用集中呈現的問題，還達不到業務集成的效果，無法實現多種方式用戶認證和授權管理，更無法體現用戶的個性化需求。

3.數據信息分散。作為學校核心資產的數據信息分散在各部門、學院的應用系統中，有些領域或過程中的數據甚至采用電子表格或手工報表的方式進行存儲和管理，缺乏統一的數據標準和規范，造成過量的數據冗余和數據不一致，形成彼此隔離的“信息孤島”。雖然目前很多高校都建立了公共數據平臺實現校內數據的共享與交換[2]，但都僅限于一些基礎性的公共數據，數據的廣度和深度都還不夠，與大數據的4V特征（規模性、多樣性、及時性和價值性）相比更是相距甚遠。由于數據信息的分散、凌亂，數據挖掘和分析利用不能有效開展，學校教學和管理人員無法獲得有效的決策數據支持，數據的價值無法得到充分釋放。

“四全”數字校園的理念構思

美國管理信息系統專家諾蘭(Richard Nolan)提出信息系統進化的階段模型，把信息系統的成長過程劃分為初裝、蔓延、控制、集成、數據管理和成熟六個階段[3]。通過對比可以發現，當前國內多數高校信息化發展正處在集成階段，這一階段的特征是：開始重新進行規劃設計，建立基礎數據庫和統一的信息管理系統；信息化建設開始由分散和單點到成為體系。按照諾蘭模型的基本思路，結合當前數字校園存在的問題，四川師范大學在數字校園的規劃設計和建設實踐中提出了“四全”的理念，即：全員用戶視角、全量數據驅動、全域業務微化和全程個性服務。

1.全員用戶視角

在用戶類型上，數字校園的目標用戶可分為兩類及三種：學校已經提供信息服務的為相關用戶（如校內師生、校友、學生家長等），有可能提供信息服務的為準相關用戶（如報考學生、應聘人員等）。相關用戶中，根據用戶對學校信息資源使用的頻度，可分為強相關用戶（如校內師生）和弱相關用戶（如校友、學生家長、合作伙伴、政府管理機構等）（如圖1所示）。不同種類的用戶具有不同的角色，功能與業務需求都不盡相同。強相關用戶數量相對固定，服務內容也相對固定，對服務的精細化程度要求高，對服務的實時性要求強；弱相關用戶和準相關用戶則數量更龐大，對服務內容要求更加多樣性，與社會服務的對接更加迫切。這些用戶都應該是數字校園在進行用戶梳理時要考慮和包含的。在兩類三種用戶中，強相關用戶屬于數字校園用戶的核心層，與業務應用和數據處于強交互作用的狀態，是學校多數業務流程的服務對象，是大量數據的生產和使用者。弱相關用戶屬于數字校園用戶的外圍層，與業務應用和數據處于弱交互作用的狀態，有一定的業務交集，參與部分業務流程，使用和貢獻一定量的數據。準相關用戶屬于數字校園用戶的拓展層，有對學校信息的需求，也是數字校園潛在的相關用戶。上述三種用戶存在動態演變的情況。例如，一位用戶在處于報考階段時屬于準相關用戶，錄取入校后就成為強相關用戶，畢業離校后又變成弱相關用戶。在進行用戶梳理和需求分析時就要考慮這種情況，盡量做到從全員用戶視角展開，特別是在規劃上不僅要考慮不同用戶的不同需求，而且還要考慮不用種類用戶的平滑過渡。

2.全量數據驅動

圖1 數字校園用戶分類

在傳統的數字校園的架構中，一般是采用公共數據庫或數據交換系統的方式實現數據共享與交換，借助ETL工具將業務系統的數據經過抽取、清洗轉換之后加載到公共數據庫。共享數據的種類主要是學生信息、教職工信息、科研項目信息以及公共資源信息等，其數據量有限，更多數據是存儲在各部門的應用系統中。從數據資產管理的角度來看，學校的核心數據資產沒能實現統一管理。而所謂全量數據驅動，就是將全校的數據盡量集中到一個數據平臺之上，盡可能涵蓋現有的各種數據形式，包括業務數據、歷史數據、日志數據、統計數據等，甚至網上爬取的數據。在統一數據平臺之上進行業務應用的架構，做到數據和應用的分離，實現業務數據一次一處獲取、多次多處使用，保證數據的準確性、及時性和完整性[4]。在此基礎上，建立各種主題的分析算法模型，深入挖掘數據中隱藏的信息，從而實現教育教學決策的科學化、資源配置的最優化和管理的精細化。

3.全域業務微化

在數字校園的應用架構上，采用“大平臺+微服務”的一體化系統設計。所謂“大平臺”，就是針對數據管理和服務、電子身份認證（包含人臉、指紋等生物信息）、消息傳遞（包括微信、短信、電子郵件等）、校園統一支付等基礎性功能建立集中統一的公共支撐平臺，通過接口為各業務應用提供支撐和服務，從而實現統一的用戶認證和授權管理，并達到“一處建設、多處使用”的效果。所謂“微服務”，就是在統一平臺架構上，將全校各種業務系統的功能分解為若干微服務，通過微服務中心進行統一管理，每一項服務都是一個獨立的功能單元。用戶面對的不是以往孤立封閉的業務系統，而是一個個“小應用”，可以按照用戶角色需求進行服務聚合，并根據用戶屬性（如專業、性別、政治面貌、學業狀態等）、時間階段甚至空間位置進行智能的服務推送。同時，微服務之間為松耦合關系，后臺管理端可以根據具體的業務流程和用戶需求進行服務編排，更加靈活自如地配置和重構業務應用。應當說，業務微化不是最終的目的，解構是為了更好的重構。

4.全程個性服務

新的數字校園的用戶界面應采用統一架構設計，將數字校園“一站式”網上辦事服務大廳，升級為用戶個人“服務助理”。整合全校的業務應用，支持多種設備終端訪問（如常用的PC端瀏覽器和移動端的微信及原生APP等）。針對不同的用戶對象（強相關、弱相關、準相關），可以定義不同的業務流程與個性化界面或主題桌面，進而提供不同的服務模式和服務內容。并依靠統一數據平臺積累的數據支持，通過建立機器學習算法模型，實現基于數據驅動的個性化服務，并通過統一消息傳遞系統實現信息的精準及時推送，為每一類甚至每一位用戶提供精準化的學情診斷、個性化的信息服務和智能化的決策支持。

“四全”數字校園的建設實踐

“十三五”以來，四川師范大學在建設實踐中，按照“四全”的理念進行數字校園的框架設計和項目實施，并從管理機制和建設模式上進行創新，對構建新一代數字校園進行了積極的探索。

1.構建基本框架，繪制數字校園建設藍圖

圖2 四川師范大學數字校園基本框架

在明確新發展理念后，學校進行了新一代數字校園總體規劃和設計，擬定了數字校園的基本框架（如圖2所示）。按照業務分層、功能分塊的架構原則，將數字校園的業務分為多層，每層完成獨立的功能，層內部繼續細分子模塊，每層以及每個子模塊能夠獨立開發、部署和運行。最下方為基礎資源層，主要包括校園網、云機房等基礎設施及其相應的管理軟件。基礎資源層的上方是公共支撐平臺層，包括統一數據平臺、電子身份認證平臺、消息傳遞系統和校園統一支付平臺等子模塊，每個子模塊都是數字校園各場景業務應用需要調用的公共服務，獨立、可復用的子模塊可以降低業務應用的開發難度，同時避免重復建設，提高資源的利用效率。公共支撐平臺層的上方是服務層，通過應用中心管理眾多的微服務，通過微服務聚合，形成面向用戶的個性化服務。再往上是表現層，包括PC端的“一站式”網上辦事服務大廳、移動端的“掌上川師”微信服務號以及綜合自助終端等，為用戶（強相關、弱相關、準相關）提供信息服務。在規劃建設和運營管理中，管控體系、標準體系、安全體系、運維體系建設貫穿始終。

2.強化基礎建設，構筑數字校園支撐體系

在框架任務的落地實施上，學校按照先基礎、后應用的思路進行推進。先夯實數字校園的基礎資源和基礎平臺，然后通過“微服務”的模式逐步“消化、吸收、替換”各職能部門的業務應用，從而推動對現有業務系統的重構。在具體實施上，2016年重點完成基礎資源建設，包括云數據中心，覆蓋全校的WiFi無線網絡和有線網絡改造。2017年重點完成基礎平臺建設，包括升級“一站式”網上辦事服務大廳、主數據管理平臺、網站群平臺、可視化校園管理平臺等。2018年重點進行應用服務建設，推出“掌上川師”微信門戶，教師、學生、學院三個一張表的數據展示、6大主題域的數據分析服務，將OA、迎新離校、人事管理等業務進行“微化”，上架80多個直接面向用戶的微服務。2019年學校還將建設統一的電子身份認證平臺（含指紋、人臉識別等）、可視化的校園房屋管理應用、和“大學工”域170多個業務應用的微服務。可以看到，前期的基礎建設為數字校園構筑了穩固的支撐體系，為業務應用的不斷豐富打下了基礎，學校逐漸形成了一體化、多層次的數字校園建設格局。

3.變革管理模式，集中數字校園建設力量

為了從工作機制上改變過去建設分散的情況，學校對信息化管控體系進行了大膽變革，統籌規劃建設，實現管理、經費和項目實施推廣的“三統一”。在管理架構上，成立網絡安全和信息化辦公室統籌管理全校數字校園相關業務，避免多頭管理、重復建設。在經費安排上，針對信息化經費單獨編制部門預算。在項目實施上，由學校網信辦統一征集信息化需求，并根據校內各單位提出的需求進行整合設計和方案編制，歸口對應學校招標采購中心發起采購流程，以及項目建設實施和后期運維，從機制上保證了在統一平臺基礎上擴展業務應用目標的實現。

4.整合社會資源，營造數字校園開放環境

在數字校園建設中，學校還引入共享經濟思維，按照學校主導、社會參與的思路，廣泛吸納社會資源參與建設。近年來，學校與中國電信、中國移動、中國聯通三大網絡運營商在校園網絡融合、數字校園應用、智慧教室建設、聯合科研創新等領域進行合作，并積極探索5G和人工智能在教育領域中的應用，旨在實現共建網絡、聚合用戶、融合應用、聯合創新、孵化產業的目標；與國內著名的教育信息化公司進行數字校園應用和解決方案的探索與實踐；與國內著名的一卡通公司建立軟件開發聯合實驗室，共同完成校園一卡通部分業務應用的研發和測試。通過廣泛的社會合作，完善開放結構布局，拓展了數字校園的發展空間，完善了應用生態，取得了良好成效。

目前，學校數字校園建設正沿著規劃目標和路徑加快前進，但距離設想的理念和框架還有一段路程。特別是當前5G、大數據和新一代人工智能的快速發展和應用，數字校園建設更是“變幻莫測”，只有抓住業務與技術深度融合這個基本思路，緊密結合學校實際需求，緊跟信息技術發展步伐，才能實現數字校園應用不斷創新，支撐引領教育現代化發展。