對高校智慧校園基礎設施資源整合的探討*

王海明，孫志文，薛文輝，冷 蒙，趙建平

（河北科技師范學院 網絡技術中心，河北 秦皇島 066004）

一、引言

智慧校園建設研究受到高校信息化工作者的普遍關注，成為現代信息技術融合學校教育的研究熱點。[1-4]2018 年4 月教育部發布《教育信息化2.0 行動計劃》，提出了到2022 年基本實現“三全兩高一大”的發展目標。三全是指教育信息化教學應用覆蓋全體教師、學習應用覆蓋全體學生、數字化校園建設覆蓋全體學校。兩高是指信息化應用水平和師生信息素養普遍提高。一大是指建成“互聯網+教育”的大平臺。[5]2.0 行動計劃為高校數字化校園建設和智慧校園建設提供了宏觀指導和工作要求，同時也為優化高校信息化基礎設施建設、不斷完善和推進智慧校園建設提供了現實的研究課題。2018年GB/T36342-2018《智慧校園總體框架》國家標準的發布，對規范高校智慧校園工作具有不可替代的作用。[6]因此充分理解數字校園、智慧校園的特點，結合信息化工作對智慧校園基礎設施進行整合治理，貫徹落實好智慧校園總體框架標準，對智慧校園業務架構、應用架構、數據架構、技術架構、安全架構進行規范化設計，已成為一般高校信息化治理工作的一項重要內容。

二、數字校園與智慧校園

1.數字化校園

教育信息化發展規律及文獻研究表明，數字化校園是智慧校園的基礎。基于信息化定義的理解可知，數字化校園具有“化”的動態過程，也有“校園”信息化階段狀態的特征。從“化”的過程看，數字化校園的成果與該時期教育領域呈現的信息技術和信息化管理實踐密切相關，是一個不斷演進的過程。但作為可描述的實現目標，數字化校園可理解為一個網絡化、數字化、智能化有機結合的新型教育、學習和研究的校園平臺。[7]總體來看，數字化校園的建設目標是數字校園，數字校園是在傳統校園基礎上構建的一個數字空間，其實現從環境信息（包括教室、實驗室、學術場館等）、資源信息（如圖書、講義、課件等）到應用信息（包括教學、管理、服務、辦公等）等的全部數字化，從而為資源和服務的共享提供有效支撐。

2.智慧校園

根據知識管理理論與維基百科詞條DIKW 可知，數據（Data）、信 息（Information）、知 識（Knowledge）、智 慧（Wisdom）之間是次序遞進的關系。[8]圖1 將這四者納入到了一個金字塔形層次遞進體系，每一層的升華都依賴于下一層作為基礎，并賦予一些特質。從數字化校園角度看，可借助業務錄入、調查、觀察、物理傳感器、AD 轉換器、測量等獲得業務、校情、環境等方面的數據；由數據間關聯、析義獲得信息；在工作與學習中應用信息，由分析、理解和歸納產生知識；若達到了智慧層次，則體現在關心未來，具有了分析、判斷、預測未來的能力。由此可見，在技術層面上，智慧校園的出現必須依賴于IT 技術、DT 技術和數字校園產生的大數據這個基礎，依賴于從大數據走向大知識，依賴于網絡群體智能和人機一體化混合智能，即智慧體現為對知識的理性應用、預見性地解決問題。DIKW 關系表明，智慧校園是數字校園的進一步發展和提升，是數字校園的高級形態。

從智慧校園服務視角看，其需要實現物理空間和信息空間的有機銜接，使任何人、任何時間、任何地點都能便捷地獲取所需的資源和服務，智慧表現為智能化的充分體現，具有尋求最佳的能力，覆蓋了智慧教學環境、智慧教學資源、智慧校園管理、智慧校園服務等方面。

圖1 數據、信息、知識與智慧的關系

3.智慧校園基礎設施

智慧校園基礎設施是智慧校園平臺的基礎保障，其提供廣泛的物聯網感知、異構網絡間通信、海量數據匯集與存儲的能力，為智慧校園應用平臺提供傳感技術、通信技術、計算技術層面的基礎支持，同時也為校園大數據技術領域的數據存儲、數據挖掘、數據分析等提供數據設施層面的支撐。總的來說，智慧校園基礎設施的分類，包括了一般校園信息化基礎設施和數據設施（數據庫、服務器）兩個方面。

一般校園信息化基礎設施包括了有線網絡、無線網絡、數據中心機房、計算機機房、多媒體教室、交換設備、路由設備等。此外，對基礎設施分類，也可從應用需求角度來劃分，歸類為公共網絡基礎設施、教學環境基礎設施、教學資源基礎設施、辦公自動化基礎設施、校園服務基礎設施等。

數據基礎設施，即數據庫系統、服務器和存儲設備等，是實現智慧校園海量數據匯集、存儲、交換、發布的系統，涉及配置管理數據庫、用戶數據庫、媒體數據庫等數據庫系統軟件層面及與之相應的應用服務器、文件服務器、資源服務器等硬件層面。常見的智慧校園基礎設施分類如表1 所示。

三、智慧校園基礎設施的整合分析

1.基礎設施的建設與管理

充分理解和分析智慧校園基礎設施的內涵，對優化智慧校園基礎設施的應用與管理、共享信息基礎設施資源、科學規劃智慧校園建設具有實際意義。由于不同高校的歷史延續或某種客觀環境差異，高校智慧校園基礎設施的申請者、建采者、使用者、運維管理者的歸屬管理不盡相同。

表1 智慧校園基礎設施分類

從調研了解到的情況看，一般高校通常會依據基礎設施的作用、中層部門設置、組織結構與授權等情況，將智慧校園基礎設施建設與管理工作授權給幾個不同的部門，再依據部門業務需求進行申購、使用及運維管理。例如，常見的多媒體教室系統設施，有的歸屬學校教育技術中心、計算機中心進行管理維護，有的則歸屬學校教務部門管理維護，也有的直接歸屬到學校具體使用部門管理維護等。再如，高校安防監控系統設施，有的歸屬學校保衛部門使用與運維管理，有的則由學校信息技術部門協同負責技術維護。總之，可以通過了解一個基礎設施項目建設工作的項目申請、系統論證、立項授權、啟動準備、建設采購、驗收交付、運營維護、改進完善等環節，來分析判斷該基礎設施的業務共享能力、共享程度、運維服務水平等，進而分析提出是否有必要進行整合治理的建議，以及進行整合治理的工作方案。

在整合治理的風險考慮上，充分借鑒使用PESTEL（Political、Economical、Sociological、Technological、Environmental、Legal/legislativ）分析模型進行大環境分析是非常必要的。例如若在智慧校園基礎設施項目的論證階段，全面引入對行業業務規范、技術規范、安全規范等方面的合規性分析、論證與研究，即對L 因素的論證，則會降低整合治理中的風險，并帶來后續應用整合的一致性。對智慧校園基礎設施整合情況的分類及考慮如表2所示。

表2 智慧校園基礎設施整合分類

2.基礎設施整合的政策標準考慮

在智慧校園基礎設施項目中，無論申購者、使用者、管理者、維護者等如何變更，應首先考慮項目的建設是否符合相關國家標準、行業標準等要求。因此作為智慧校園基礎設施整合治理工作的基線，應建立在符合行業規范和國家標準上。下面從業務規格、技術規范、安全規范三個方面進行舉例說明。

業務規范舉例。從業務規范的角度看，被整合后基礎設施的應用管理應符合行業業務規范。例如：①《教育信息化2.0 行動計劃》的通知，教技〔2018〕6 號，教育部印發2018 年4 月13 日；②JY/T 1006—2012 中華人民共和國教育行業標準《教育管理信息 高等學校管理信息》；③JY/T 1007—2012 中華人民共和國教育行業標準《教育管理信息 教育統計信息》；④GB/T 36342-2018 中華人民共和國國家標準《智慧校園總體框架》；⑤JY/T 1002—2012 中華人民共和國教育行業標準《教育管理信息 教育管理基礎信息》等。此外，從智慧校園基礎設施建設項目自身來看，也應符合項目管理所遵從的PMBOK、PRINCE2 等項目管理規范。

技術規范舉例。從技術角度看，被整合的基礎設施應符合技術方面的國家標準和行業標準。例如：①GB/T 2887-2011 計算機場地通用規范；②GB50174-2017《數據中心設計規范》；③JY/T 1009.1—2013 中華人民共和國教育行業標準《多媒體教學環境 第1 部分：基礎條件》；④GB50348-2018《安全防范工程技術標準》；⑤YD/T2437-2012 物聯網總體框架與技術要求等。

安全規范舉例。從信息化安全工作角度看，整合后的基礎設施應符合國家安全法規和有關行業標準。例如：①《中華人民共和國網絡安全法》，2016 年11 月7 日第十二屆全國人民代表大會常務委員會第二十四次會議通過；②GB/T 22239-2019《網絡安全等級保護基本要求》；③GB/T 25070-2019《網絡安全等級保護設計技術要求》；④GB/T 28448-2019《網絡安全等級保護測評要求》；⑤GB/T 28449-2019《網絡安全等級保護測評過程指南》等。

3.信息化成熟度模型考慮

智慧校園基礎設施整合旨在促進高校信息化工作成熟與發展。根據Gartner Group 提出的IT 成熟度模型（IT Maturity Model），一個組織的信息化成熟度可以由低到高分為五個等級，[9][10]即分別為：

第1 級，初始混亂級（Fire Fighting）。主要表現為，信息技術使用與管理服務仍然停留在原始狀態，猶如早期的消防救火，IT 服務工作處于被動狀態。

第2 級，響應處理級（Reactive），主要表現為一個組織的信息技術使用與管理已具有適當的人員、流程來支持其所需提供的服務。

第3 級，主動預防級（Proactive），主要特征是信息技術服務組織或部門能夠主動根據一個組織或公司的需要去規劃信息技術應用、進行需求變更管理、主動解決問題等。

第4 級，服務戰略級（Service），信息技術服務與管理單位，已將自己提升為一個組織或企業內部的服務提供者，以確保企業競爭力，即信息技術使用達到極佳狀態，唯一欠缺的是尚未將信息技術戰略與一個組織的運營戰略有效結合。

第5 級，價值創造級（Value），能夠將信息技術價值與企業的戰略管理相結合，進而對因需導入的信息技術加以使用，具有價值量化決策能力，即在價值創造級上引入信息技術，具有價值可量化的決策能力。

上述五個級別體現了在IT 基礎設施與運營方面，企業從“被動響應”到“主動管理”、從“主動管理”到“服務導向”、從“服務管理”走向“創造價值”的認識與成長過程。與進行企業數字化轉型的工作考慮類似，開展數字化校園、智慧校園知識培訓對廣泛達成信息化共識，落實學校信息化戰略具有重要作用。高校ICT 技術和基礎設施的應用，為學校教育事業發揮最佳作用，通過智慧校園基礎設施的整合來更好地貫徹落實學校戰略，進而為學校不斷發展創造價值。

四、智慧校園的架構整合

1.架構內容框架

智慧校園基礎設施整合是智慧校園架構治理的一個組成部分。在信息化架構建設方面，國際權威組織The Open Group 在研究推進企業信息化進程中提供了具有廣泛價值的TOGAF 架構體系模型。[11]科學系統地應用該架構模型，可從根本上解決信息化工作中諸多困惑，例如信息孤島日趨嚴重、用戶體驗不滿意、數據多源性、信息系統跟不上業務發展需求、互聯互通共享困難、信息化管控力度不足、成果產出不高等系列問題。因此該架構體系模型已成為一般企業信息化工作中的架構標準，受到IBM、HP、SUN 等國際知名企業的認可與推動，國內的華為公司、國家電網等組織也均采用。

架構建設是一個大型組織信息化建設工作的制高點，是企業推進數字化轉型的總開關，目前在高校信息化工作中受到關注。[12-14]因此借鑒TOGAF 的ADM（Architecture Development Method）方法和架構內容設計對智慧校園架構治理具有重要參考意義，TOGAF 內容框架的元模型概觀圖如圖2 所示。內容元模型提供了一個架構內部的各種類型構建塊的定義，說明這些構建塊如何被描述以及彼此之間的聯系。例如，創建一個架構時，架構師需要識別應用、支持應用的“數據實體”和實現技術，通過這些應用來支撐用戶部門業務工作，滿足其業務服務的需要。內容元模型識別出所有這方面的考慮，例如應用、數據實體、技術、參與者、業務服務等，并最終確定哪些用來呈現這些考慮的工件。

圖2 TOGAF 架構內容框架

依據國標GB/T 36342-2018《智慧校園總體框架》，采用ADM 方法來進行智慧校園架構設計時，項目任務被規劃和進一步細化為具體階段和階段內容。對照圖2，按照由上到下、從左到右的順序，則分別對應ADM 的預備階段、需求中心，以及架構愿景、業務架構、信息系統架構、技術架構、機遇和解決方案、遷移規劃、實施治理、架構變更管理等八個具體階段。此外圖2 也直觀反映了BIT 視角的架構，即業務架構（Business architecture）、信息系統架構（Information systems architecture）和技術架構（Technology architecture）在ADM 架構開發過程中的核心地位。

TOGAF 的ADM 方法闡述了從企業的基線狀態到目標狀態的變化過程，闡述了一個業務需求所經歷的愿景、架構定義、遷移規劃和架構治理的過程。在此過程的每個階段，ADM 需要有輸入信息和在一些步驟執行之后的輸出結果。內容框架為ADM 提供了一個根本的結構，其更詳細地定義了輸入和輸出，并整理到企業整體架構景觀內容。因此，內容框架被用作ADM 開發智慧校園架構的參考。ADM 闡述了創建一個具體架構需要做哪些事情，內容框架闡述了一個架構被開發出來所呈現的模樣。

2.架構存儲

智慧校園基礎設施整合及智慧校園架構的實現是高校信息化治理工作的重要成果，往往具有里程碑的意義，對推進高校信息化全局性工作發展具有不可替代的作用。此外，架構治理成果的科學性、連續性、復用性和規范指導作用，需要在進行信息化治理的同時，以建立和啟用信息化架構存儲庫（Architecture Repository）為標志。

當一個組織具有了成熟的架構建設能力時，將會產出大量架構成果。對這些架構成果的有效管理和使用，需要對那些不同類型的架構資產和架構內容存儲工具進行分類。TOGAF 提供了架構存儲庫一個結構化的框架，這就令一個組織在擁有不同類別架構資產之間卓而不凡。架構存儲庫是企業更廣泛存儲庫的組成部分，其提供了鏈接架構資產到詳細設計、部署和服務管理庫組件之間的能力。

架構存儲庫主要由架構元模型（Architecture Metamodel）、架構景觀（Architecture Landscape）、參考庫（Ref erence Library）、標準信息庫（Standard Information Base）、治理記錄（Governance Log）、架構能力（Architecture Capability）、架構需求庫（Architecture Requirements Repository）等部分組成。架構元模型描述了經組織裁剪的架構框架的應用方式和架構內容元模型；架構景觀展現了當前組織內使用的構建塊的架構視圖，其可呈現在戰略級別、部門級別等多種不同層級上，以滿足不同的架構目的；參考庫匯集與提供最佳指引、模版、模式和其他形式的參考資料，以加速創建新架構，這些參考資料可能來源于標準機構、產品和服務提供商、行業或社區論壇、模版資料庫、項目實施形成的最佳實踐；標準信息庫捕獲與提供架構必須符合的標準，包括法律標準、行業標準、組織標準、業務標準、應用標準、數據標準、技術標準，以及對標準生命周期的說明。有關這部分內容的應用，在本文關于基礎設施整合的政策標準考慮一節中曾有舉例說明；治理記錄，提供整個組織內架構治理活動的記載；架構能力，定義了支持架構治理的參數、組織結構和工作流程。

總之，智慧校園架構存儲庫是重要的無形資產，對高校信息化成果的重用性、連續性提供支持，其用來存儲由ADM 方法創建的，不同抽象層次、不同種類的架構輸出，TOGAF 架構通過應用架構存儲庫的方式，鼓勵信息化架構師在開發特定架構時，去利用所有相關的架構資源，并使之在促進不同層次利益相關者和實踐者之間理解和協作方面發揮作用。

五、整合治理的原則

實現學校智慧校園基礎設施整合工作預期的基線目標，需要先在學校各有關部門整合期間達成關于整合治理的最大共識，使各部門能夠從學校信息化與智慧校園的全局高度，協同推進整合工作開展。因此在整合工作的預備階段，建立一套整合治理原則是必要的，基本原則可在如下六條原則基礎上進一步擴充。

（1）戰略目標驅動與最大共識。要在評估學校信息化成熟度狀態的基礎上，制定學校信息化和智慧校園發展戰略，明確定義智慧校園基礎設施層面整合的戰略目標和每個階段的工作目標，將解讀后的戰略目標轉化成為可落地的具體項目，然后在學校各個層面，特別是中高級管理者和領導者層面達成最廣泛的共識。

（2）與學校信息化及智慧校園戰略保持一致。校園信息化基礎設施整合，有時是智慧校園建設的一項巨大投資，應對實現學校戰略目標和教育信息化業績做出貢獻。一方面，學校的智慧校園戰略能夠從基礎設施的整合工作中得到積極反饋。另一方面，整合工作不允許偏離學校的發展戰略。依據學校信息化與智慧校園戰略目標而進行的基礎設施整合，通常會為學校數字化校園建設提供穩定、持續和有力保障。

（3）助力學校教育事業的進步與變革。基礎設施的整合管理與應用，往往意味著要改變原有分散的、多部門建設與管理的權限或工作方式，這對學校原有的信息化組織結構和領導力是一種挑戰。一項可達預期目標的基礎設施整合工作，需要積極引導相關利益者的參與，因此在解決問題方案、人員變動、整合愿景等方面，需要在整合之前進行溝通與評估，從而獲得對變革的授權和多部門、多層面的支持。

（4）建立和溝通一個清晰的愿景。整合工作因愿景的共需而產生，智慧校園基礎設施整合工作的領導者必須率先描述未來愿景，其體現在對智慧校園發展的更有利的未來狀態中。同樣，對實現智慧校園基礎設施整合愿景的清晰的、一致的溝通，將會獲得相關利益者對未來成果的認可與支持。

（5）關注效益與風險。基礎設施整合項目是通過實現最終預期效益使一切工作發展符合信息化與智慧校園的戰略目標，因此整合工作不同階段的劃分，均為了實現預期效益而存在，特別是當預期效益如果定位在戰略價值方面，則風險管理更為重要。忽略了戰略問題和長期問題的解決，可能會為整合工作中實現階段預期效益帶來困難。

（6）具有增加價值的結果。整合之前，原有獨立模式下的智慧校園基礎設施具有獨立的價值評估方式，并能得到有效識別和說明。整合后的基礎設施建設使用和管理模式，依賴于其共享復用、降低成本、服務與管理質量提升等，額外的收益和價值應能得到評估、顯現和說明。

六、結束語

智慧校園基礎設施整合是高校信息化治理工作的重要內容，需要納入到高校信息化戰略和智慧校園框架中統一規劃，并在實踐中迭代與完善。整合治理的作用在于協調IT 基礎設施提供者、應用者和管理者的良好關系，保證智慧校園基礎設施獲得最佳應用，從而引導和建立一種促進高校數字化校園建設和智慧教育生長的綜合環境。