“雙高計劃”背景下高職信息化“云架構+微服務”實現策略

李葳

摘? 要： 福州職業技術學院入選高職“雙高計劃”擬建單位，根據“雙高計劃”實施意見的要求，構建以“云架構+微服務”為核心的智慧校園，以響應“提升信息化水平”的具體要求。以用戶為中心，設計統一、開放、可擴展的功能架構，在建設扁平化、易操作、搜索引擎式的信息和服務平臺基礎上，構建面向師生、流程合理、操作便捷的微服務，實現線上線下互聯互通、高度感知和協同，服務教育教學管理和對接產業融合發展全流程。“云架構+微服務”在建設過程中，通過數據治理、業務梳理和技術方案設計等環節，對學校整體業務的開展和實施也實現了有效的提升。

關鍵詞： 雙高計劃; 云架構; 微服務; 信息化; 智慧校園

中圖分類號： G710? ? ? ? ? 文獻標志碼： A? ? ? ? ? 文章編號： 1671-2153（2020）05-0006-06

一、研究背景

教育部印發了《關于實施中國特色高水平高職學校和專業建設計劃的意見》（以下簡稱《意見》），就實施中國特色高水平高職學校和專業建設計劃（以下簡稱“雙高計劃”）提出了十三項改革發展任務，“提升信息化水平”位列其中。

《意見》就“提升信息化水平”提出要加快智慧校園建設，促進信息技術和智能技術深度融入教育教學和管理服務全過程，改進教學、優化管理、提升績效。消除信息孤島，保證信息安全，綜合運用大數據、人工智能等手段推進學校管理方式變革，提升管理效能和水平。以“信息技術+”升級傳統專業，及時發展數字經濟催生的新興專業 [1]。

教育部于2019年10月25日發布了《關于中國特色高水平高職學校和專業建設計劃擬建單位的公示》[2]，正式揭曉了“雙高計劃”名單，福州職業技術學院（以下簡稱“福職院”）入選第三類高水平專業群建設單位（B檔），這對福職院的信息化建設提出了更新更高的要求，主要體現在信息化建設的目標轉變和用戶轉變兩個方面：（1）根據“雙高計劃”的要求，信息化建設要融入教學和管理服務全過程，將校園管理、教學、生活拆解為多個管理和服務的細項，實現從“數字化”管理到“數據化”服務轉變[3]。（2）根據“雙高計劃”，“創新高等職業教育與產業融合發展的運行模式，精準對接區域人才需求，提升高職學校服務產業轉型升級的能力”，需要通過專業與專業之間、專業群與產業鏈之間、專業集群與產業集群之間的融合發展，以對接科技趨勢、積累技能。這就意味著信息化建設除了要服務傳統用戶，即教師、學生和管理者之外，還要服務于產業鏈上下游，如創新平臺、合作企業、科研機構等，提供信息和流程服務，打破專業與產業之間的信息和需求壁壘，促進專業與產業間融合發展。

同時，以上兩項“轉變”也契合近年來高校信息化建設的總體變革方向，高校信息化從早期的實現單類管理職能到當前開始重視改善用戶體驗、優化服務流程、數據輔助決策，同時推進跨系統間業務和數據深度融合的一體化平臺研究。隨著云技術的發展、“一站式服務”等理念的提出，特別是組件化微服務的應用，高校信息化已經從信息技術自身應用問題，轉向了研究如何利用信息技術和大數據來為高校教學、科研和管理提供更便捷的應用和服務。

二、福職院信息化建設現狀和發展瓶頸

福職院信息化建設經過一段時間發展，已取得了一定成就：建成福建省內高職院校首家模塊化數據中心機房;實現校園網無線有線立體全覆蓋;打造了可實現遠程交互教學的智慧教室;不斷新建核心業務系統，并融合現有業務系統數據，構建統一數據中心，初步實現數據共享與應用。

但在實際的使用過程中，也發現了比較明顯的滯后和瓶頸，例如信息化管理效能不足、信息化服務功能的缺失、應用界面對用戶不友好、對數據價值的挖掘和使用遠遠不足等問題。主要的建設成效和瓶頸詳述如下。

（一）混合云平臺為打破信息孤島創造物理環境

福職院于2019年建設完成混合云一期項目，該項目主要以混合云平臺為核心架構，由租賃公有云、自建專有云、VPN線路構成，利用云資源管理平臺對計算和存儲資源進行統一管理和按需分配。平臺的主要功能有：云化部署統一管理，資源按需分配，應用敏捷上線;監控大屏實時掌握所有云資源運行情況;混合云管理軟件一個界面同時管理公有云和專有云資源;發布應用云上部署，核心數據云下部署。目前公有云上發布的系統有：網站群發布服務器、網絡教學資源平臺;專有云上發布的系統有：網站群、學生收費系統、學工系統、固定資產管理、OA手機端、后勤保修系統等。

在二期項目的規劃中，將實現冗余設計、管理節點高可用，并以流程化、可運維、項目化的方式向二級學院和職校聯盟成員輸出云服務。

（二）各自為陣的管理信息系統無法為用戶提供便捷的信息化服務

在信息化建設之前，福職院傳統的業務辦理，均需從線下申請后到各業務部門辦理，辦事程序及服務流程經常會不清晰、不明確、不透明，無法對處理的業務及時評價和反饋意見，師生對各業務辦理的滿意度不明確也很難改進提升。

福職院開展信息化建設的初始階段，主要以信息化管理作為建設的主旨，業務部門各自為陣建立管理信息系統，并沒有統一的規范和標準，使用邏輯差異大，這種模式雖然為業務的管理提供了便利，但也帶來不良的用戶使用體驗。

對于單一業務系統提供的服務，用戶在辦理業務查詢、申報時，首先要找到對應的系統、找到適合的登陸環境（如瀏覽器要求等）、若沒有接入統一身份認證的系統還需要找到用戶名密碼登陸、登陸以后需要重新學習系統的操作和流程邏輯，完全不同的界面交互邏輯和流程設定都給用戶帶來了很大的困擾，對于簡單業務的辦理或查詢都費時費力。對于跨部門業務來說，目前福職院采取的策略是借助辦公自動化系統（OA）實現的跨部門業務流程的網上辦理，也存在不少局限和問題。

對于信息化服務的總體設計來說，也有許多問題無法解決，例如用戶如何查看個人的所有在校信息和歷程、個人信息在不同系統中存在重復填報的問題，跨部門的業務流程怎樣梳理、由誰主導的問題。

（三）辦公自動化系統（OA系統）的局限

目前，跨部門的業務流程的線上辦理通常通過辦公自動化系統（OA系統）實現，用戶（主要是教師和行政教輔人員）通過電腦或者移動端登陸處理流程事項，對于流程不固定的業務（根據業務要求轉發給不同執行人）有較好的應用，例如合同審核、政府招標采購申請等等，OA系統同步開放了移動端和PC端，并且移動端對外網開放，大大加快了某些行政工作流程的效率，同時也和檔案管理系統對接，合同審簽單生成在OA系統完成流程后直接進入檔案管理系統存檔，實現了初步互通。但是，OA系統也有其明顯局限性，功能設計遠不能滿足全校信息化服務的需要，具體說明如下：

首先，OA系統僅對教職工開放，沒有學生賬號，學生無法通過OA系統申請辦理流程。在學生群體中，有大量的碎片化的跨部門信息化流程服務需求無法實現，例如遺失物品后向學校相關部門申請調取監控探頭、在學證明自助辦理、在校生借出戶口本原頁、獎學金申請、學生活動申請等等，如果此類事項可以通過流程梳理、線上線下結合的方式，將大大為學生群體提供各類便利和指引。

其次，對于固定流程的業務來說，OA系統的流程設計依然需要在執行中多次返回給收發人，造成了流程無故增多，影響了業務效率。

再次，OA系統更多傾向于行政公文流轉，為教職工個人提供便利的信息化服務較少，目前僅有請假審批一項，大量教職工信息化服務需求無法滿足。OA系統和檔案系統的使用部門同為學校辦公室，所以從產品的選型、功能設計和初步互通方面看，主要是滿足學校辦公室和其他少數行政部門的工作需求。

最后，在信息化服務的業務流程中會產生大量的過程和結果數據，可通過數據治理，用于新應用的開發和學校的管理與決策;但OA系統積累的數據都是文本或表格形式的非結構化數據，此類數據僅提供檔案留存，無法進一步統計分析使用，這是由OA系統產品的功能和定位而帶來的缺失。

三、福職院“雙高計劃”信息化建設思路：云架構+微服務

（一）建設目標

根據“雙高計劃”建設要求和當前信息技術發展方向，推動從數字校園向智慧校園轉變，這不僅需要技術的迭代，更要求方法論的革新。首先要確定高職院校信息化建設目標。

綜合近期的相關研究和政策指導，高等教育信息化建設的目標，從規模出發可被描述為：“利用已建設好的信息基礎設施，利用大數據、物聯網和人工智能技術，為高校的管理、教學、科研、生活、人才培養服務，為師生日益增長的信息化服務需求而服務，最終為全校師生提供全場景、全生命周期的智能化在線服務”[4];從設計和技術理念出發可被描述為：“回歸以人為本，從用戶角度出發，打破傳統業務系統邊界，以統一、開放、可擴展的功能架構，建設一個扁平化、易操作、搜索引擎式的信息和服務平臺。”

結合“雙高計劃”對高職院校信息化建設提出的要求，福職院下一階段信息化建設的目標可以描述為：結合云計算、大數據、物聯網和人工智能技術，以用戶為中心，以統一、開放、可擴展的功能架構，建設可搜索、可定制、操作簡單的信息推送和服務平臺，實現線上線下互聯互通、高度感知和協同，服務教育教學管理和對接產業融合發展全流程。

（二）構建統一服務云平臺

建設集成多種功能引擎的統一服務云平臺，是構建信息化服務的基礎。該平臺需承載多種業務和服務，例如扁平化的流程服務、場館預約服務、表單信息收集服務、數據查詢分析服務等，協同大數據平臺、數字校園門戶等功能，執行數據標準、進行數據資產的可視化管理，具備統計分析和輔助決策的能力。平臺運行過程中產生的業務數據經過治理和封裝，以標準服務接口方式提供數據共享。

（三）構建精細化“微服務”

在統一服務云平臺的基礎上，構建精細化微服務，見圖1。模糊各業務系統、業務部門之間的界限，從用戶的需求出發，拆解業務規模，使其盡量顆粒化、精細化，以便靈活構建業務功能。要構建好的微服務，需要從用戶角度出發，了解用戶需求和使用習慣，解決用戶痛點，建立信息化服務的思維。具體微服務建設類型如下：

1. 全學習周期的學生微服務

為學生招生、入學、離校、就業全階段的信息化服務。學生的服務需求包括獲得校務、教務資訊，獲取學習資源，使用移動端實現業務查詢及辦理，如電費充值、查課表、查成績、查消費、參與社團活動、勤工儉學和獎學金服務、實習就業服務、場館預約和診療服務預約等。根據學生的使用習慣和實際需求，對移動端的支持是“微服務”最基本的功能之一。

2. 便捷扁平化的教師微服務

為教師提供入職、教學、科研、離職所需要的各類服務。微服務在PC端和移動端部署，一套代碼匹配多種用戶端，在辦理各類業務的同時，接入教學、科研、人事等數據，通過“個人信息一張表”功能審核更新教師各類信息，避免在多個平臺間的信息重復填報，實現教師服務扁平化。

3. 人性化的公共微服務

從用戶的需求出發，提供校內公共的信息化服務。例如，為全校師生提供軟件正版化服務、云打印服務、云網盤申請和開通服務;為校外企業提供發布人才需求服務、項目合作需求發布;為離校校友提供校內資源申請服務、活動報名服務等。

4. 實時個性化的微服務

通過智能應答系統提供實時的個性化微服務。智能問答系統是融合知識庫、信息檢索、 機器學習、自然語言理解等技術的人機對話服務[5]。在提供的問答數據庫基礎之上，智能應答系統通過人工智能和語義分析技術，通過不斷地問答匹配進行自我學習，提供全天候的在線咨詢服務，還可以用人工智能技術識別用戶意圖，從被動服務提升到主動服務。

（四）系統架構和性能特點

統一服務云平臺+微服務架構有以下特點：

1. 統一服務云平臺中對數據進行深度融合。信息孤島的破除以物理架構上虛擬化改造為基礎，深度挖掘融合數據的價值：即通過數據的“存、通、用”三個環節，不僅實現數據的統一共享，而且通過數據治理實現資源整合、功能解耦、流程重構和業務協同。

2. 微服務在業務設計上是松耦合的，在技術上是組件化的。微服務的業務設計特點是去除耦合，將閉合的系統從業務設計上解構成數個微應用，這些應用可分離可組合，根據需求輕松構建、擴展成微服務。微服務組件化的技術設計，將單獨的業務單獨封裝，可以輕松升級或重構。

3. 為各類服務建立統一入口和一站式服務。信息化一站式服務實質就是信息化服務內容和業務流程的集成和整合，是高校管理和服務的發展趨勢，也是信息化服務概念的延伸和信息化輔助校務改革和發展的具體體現[6]。高校信息化一站式服務的建設目標，就是做到師生一次性提交申請后能夠全程跟蹤業務辦理進度和結果，做到師生在校成長、發展脈絡的清晰呈現，使業務辦理過程數據得以及時準確積累[7]。

一站式服務大廳根據不同用戶角色的需求和權限，設計服務內容和對應的交互方式。通過統一入口，登陸一站式服務大廳，用戶可以獲取服務列表，并根據權限進行各類服務的申請辦理或審批評價，而且通過數據服務，對相關服務數據進行查詢和統計分析。

一站式服務大廳搭建在統一服務云平臺上，整合和管理多類服務，實現數據、用戶、權限、應用、服務、流程、內容等各個方面的集成。一站式網上服務大廳為用戶提供了統一、集中、規范的使用體驗，為職能部門及時反饋業務在效率和合理性等方面的問題，以便進行及時優化，提升服務體驗。

四、實現策略

（一）通過數據治理實現數據的融合、管理和應用

在數據交換過程中，往往會出現數據源頭缺失、數據質量差、數據標準不統一、數據共享流程不暢等問題。只有經過數據治理解決上述問題，才能發揮數據資產的作用[8]。數據治理是技術與管理的結合，基于以下兩個核心要素實施：一是數據治理保障機制，從制度和組織上進行自上而下全面設計，作為數據治理工作開展的依據和保障;二是數據治理工具，指一套科學方法和技術手段，采集數據并依照規范進行清洗治理，使之成為統一、有效的數據，為高校管理提供數據查詢、數據分析與數據開發應用。

數據治理可拆解為以下實施環節：一是發布校級的基礎數據管理辦法和管理信息標準，建立了數據質量和數據資產管理體系，明確了數據源部門的職責與數據流轉機制等問題;二是部署數據治理工具，形成一套可以落地的通用信息標準，檢測學校數據標準和代碼標準的執行情況，補充未執行的標準，同時與數據集成工具建立關聯，以梳理學校微服務需求為起點，分析數據源的收集、數據流轉情況，根據需求重新建設數據集成接口，保證數據的互聯互通。

在數據管理和應用方面，根據數據類型對數據進行管理和應用。根據經典分類方式，數據被分為結構化數據和非結構化數據。在數據管理中，結構化數據還應該區分基礎數據和非基礎數據。其中，由業務系統（數據源）產生的原始數據經過清洗、脫敏、審定后稱為基礎數據，建立基礎數據中心;由各類流程和表單服務等得到的數據稱為非基礎數據，建立業務數據中心;其他的附件材料等數據作為非結構化數據。在新建微服務以及新的業務系統時，可以從基礎數據中心和業務數據中心讀取數據，但基礎數據不可以通過新的應用修改。在微服務平臺上，用戶通過表單填報的數據獨立于任何業務系統，直接進入業務數據中心，通過雙數據中心的方式逐漸解耦原有系統，以微服務和微應用的方式根據學校業務發展需求快速更新迭代，提升應用效率。

福職業院已經建立了基礎數據庫，已成功接入教務系統、人資系統、學工系統，并對數據進行清洗、治理，形成基礎數據庫，各個信息系統為基礎數據庫提供數據（源數據），新建應用從基礎數據庫獲取數據。在學校網絡安全與信息化領導小組的領導下，學校將逐步完善數據安全管理制度，明確組織和個人在數據管理和使用中應當承擔的責任和義務，理順基礎數據的來源部門，明確責任人。

（二）各責任部門重新梳理服務事項和業務流程

服務事項擬定和業務流程重新簡化梳理，是適應線上線下協作信息化服務的最重要一環。由于眾多服務事項和業務流程可能涉及不同部門，所以組織業務流程梳理需要統一領導、集中部署。根據學校黨委的工作職責，確定踐行群眾路線、促進機關工作作風建設、倡導服務師生員工的理念都包含其中，因而重構線上線下協同的信息化服務是重要的探索和實踐，推進治校理念從管理導向轉變為服務導向。因此，學校黨委應成為梳理服務流程的組織和主導部門，配合紀檢和效能辦，全面推進服務流程梳理和優化工作，并將信息化服務情況納入部門績效考核。

在踐行群眾路線的指導思想下，每個業務通過以下五個環節進行梳理和優化：（1）確定業務的主要負責部門;（2）主要負責部門描述流程或服務事項，并進行初次梳理、優化和整合;（3）將初步整合后的服務事項和流程向師生代表和部門代表征求意見;（4）結合各方的意見，對業務流程進行修改完善;（5）重復第3、4兩步工作，直到獲得多方認可。

（三）技術方案的確定

在技術方案的設計過程中，主要考慮以下幾方面：（1）設計合理的并發及分布式部署。在未來的使用中，需要考慮大量師生同時在線使用服務平臺上辦理各類網上業務的場景，服務云平臺需要支持大并發用戶數和業務數據量，支持分布式部署。（2）充分考慮各類業務的交互需求。為確保學校的各類業務都能夠在平臺上順暢運行，設計時需要充分考慮組織類型設計、匯報關系梳理、用戶分類、角色定義、權限分配等方面的實現能力。（3）便于服務的修改和更新。對于未來可能會頻繁出現的服務事項修改和流程變更，系統需要盡快做出調整，因此需要工作流產品進行模塊化、組件化的設計。（4）簡單便捷的可視化流程設計工具。讓每項服務的業務人員可以理解設計規則、使用設計工具，參與到流程設計實現和后續流程修改中，可以大大提高信息化服務的質量和效率，所以需要簡單清晰的可視化流程設計功能。（5）整合能力和多端部署能力。整合多種用戶常見應用，包括單點登錄、門戶、數據庫，一套代碼部署PC端、移動端（可在微信、釘釘、校園APP上部署）。

五、結語

“云平臺+微服務”的架構，旨在解決學校智慧校園建設中面臨的數據不統一、不共享和不及時等問題，通過梳理各類服務流程，并構建線上+線下協同辦理的服務平臺，為師生、專業群和產業鏈提供精細、可靠的信息化服務，打破傳統業務系統之間、業務部門之間的孤島狀態，響應“雙高計劃”提出的“消除信息孤島，保證信息安全，綜合運用大數據、人工智能等手段推進學校管理方式變革，提升管理效能和水平”。

“云平臺+微服務”信息化架構具備以下特點：（1）能夠提供各類流程服務和表單服務的集中展示與應用，解決當前服務流程不明晰、分散在各個業務系統、跨業務部門服務難以部署等問題，同時提供個人數據、綜合數據等的查詢、統計、分析、報表等功能。（2）隨著后續業務類型的增加、業務規模的擴大、集成范圍的擴展等需求，可支持各類業務的升級、新增、擴展。（3）接入學校統一身份認證平臺，接入組織機構信息和用戶身份信息，進行分級授權和合理的角色分配。（4）基于統一服務云平臺，面向各類用戶提供一站式服務體驗，同時考慮不同用戶的需求，提供可個性化可定制的服務，體現以用戶為中心、為師生辦實事的服務理念。

“云平臺+微服務”信息化架構在未來預期的發展中，可以將教務、學工、人事、科研等業務系統的功能拆散成獨立的微服務，這些應用獨立的開發、管理和迭代;通過數據治理達到提高數據質量、完善數據標準和實現數據共享的目的，推動了信息化服務創新，進而創造出更多、更廣泛的價值。

參考文獻：

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